Nuevas especies por duplicación del genoma

Trigo harinero; esta planta domesticada importante es el resultado de la
combinación de los genomas de tres pastos silvestres

La poliploidía ha se ha convertido de una curiosidad a un mecanismo básico en la evolución de las plantas en las últimas décadas. Así se llama un efecto que ahora sabemos es muy común en la naturaleza: la duplicación de todos los cromosomas a la vez, resultando en individuos con cuatro o más juegos de cromosomas (autopolipoidía), o la hibridación entre dos especies sin reducción del número de cromosomas (alopoliploidía).

Igualmente, en plantas cultivadas, es muy común el origen poliploide a partir de una o más especies. Por ejemplo, el trigo harinero es un alopoliploide, derivado de tres especies silvestres. Eventos de hibridación jugaron un papel en la domesticación de más o menos la mitad de la plantas que cultivamos.

En octubre del año pasado, salió un número especial de la revista Annals of Botany sobre el tema. El artículo más importante es sin duda el primero, sobre el papel de este fenómeno en la evolución y adaptación de plantas; afortunadamente es de acceso libre. Actualmente se reconoce que las plantas con flor han pasado por varias vueltas de duplicaciones de sus genomas - y con importantes fases de radiación adaptativa después de cada evento. Una vez teniendo los cromosomas duplicados, las plantas pueden empezar a modificarlos, sin arriesgar funciones básicas, impulsando así una evolución acelerada.

En esta gráfica, que muestra los principales grupos de plantas, se muestran importantes eventos de duplicación del genoma con un diamante amarillo.

El mismo número contiene varios otros artículos. Aquí algunos ejemplos:

• Aquellos de ustedes que han estudiado biología probablemente han escuchado de los transposones. Son cadenas cortas de ADN que luego saltan entre diferentes lugares de en los cromosomas, y causan modificaciones diversas. Se estudiaron primero en maíz, y Barbara McClintock obtuvo un premio Nobel por su descubrimiento. Resulta que estos transposones son especialmente activos después de un evento de poliploidización, y probablemente fomentan una evolución rápida.
  



Rosa silvestre del grupo canina.

• Ustedes sabían en las rosas silvestres del grupo canina (de las cuales también tenemos una especie en México) originaron de una cruza entre dos especies (alopoliploide) y ahora se reproducen con gametos femeninos no reducidos con 4 juegos de cromosomas con un masculino haploide de 1 juego de cromosomas? Cada locura que hay. 
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• En un género de Bromeliaceae, Fosterella, las especies poliploides se encontraban preferentemente en sitios más estresantes - más frías y con mayor variación de temperaturas.
  
• En una maleza europea muy común, Tripleurospermum inodorum, ocurren poblaciones mixtas de diploides y tetraploides en forma estable, con unos triploides como puentes genéticos entre niveles de ploidía.
  
  
• Se probó la hipótesis que las especies poliploides dependen más de la reproducción vegetativa que las especies diploides, con un grupo de 900 especies europeas. Parece que es cierto.

Y hay más.

Referencias

Alix, K., Gérard, P.R., Schwarzacher, T.  Heslop-Harrison, J.S. (Pat). 2017. Polyploidy and interspecific hybridization: partners for adaptation, speciation and evolution in plants. Annals of Botany 120: 183–194. (Acceso libre)
Čertner, M., Fenclová, E., Kúr, P., Kolář, F., Koutecký, P., Krahulcová, A. y Suda, J. 2017. Evolutionary dynamics of mixed-ploidy populations in an annual herb: dispersal, local persistence and recurrent origins of polyploids. Annals of Botany 120: 303–315.
Herben, T., Suda, J. y Klimešová, J. 2017. Polyploid species rely on vegetative reproduction more than diploids: a re-examination of the old hypothesis. Annals of Botany 120: 341–349.
Herklotz, V. y Ritz, C.M. 2016. Multiple and asymmetrical origin of polyploid dog rose hybrids (Rosa L. sect. Caninae (DC.) Ser.) involving unreduced gametes. Annals of Botany 120: 209-220.
Paule, J., Wagner, N.D., Weising, K.  Zizka, G. 2017. Ecological range shift in the polyploid members of the South American genus Fosterella (Bromeliaceae). Annals of Botany 120: 233-243.
Vicient, C.M.  Casacuberta, J.M. 2017. Impact of transposable elements on polyploid plant genomes. Annals of Botany 120: 195–207. (Acceso libre)