La duplicación del genoma genera la evolución de las especies

El análisis genético de varias especies confirma esta teoría de hace más de 50 años

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Lucas Mohn, UZH

Muchas plantas silvestres y cultivadas surgen a través de la combinación de dos especies diferentes. El genoma de estas especies llamadas poliploides, a menudo consiste en un conjunto cuádruple de cromosomas, uno doble por cada especie parental, y por lo tanto, tiene aproximadamente el doble de genes que la especie original. Hace unos 50 años, los biólogos evolutivos postularon que este proceso impulsa la evolución, lo que lleva a nuevas especies. Sin embargo, debido al tamaño y la complejidad de tales genomas, probar esta teoría a nivel genético ha sido difícil.

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Ahora, un equipo internacional liderado por Timothy Paape y Kentaro Shimizu, ha proporcionado la confirmación experimental de esta teoría. Para hacerlo, los científicos utilizaron especies de plantas Arabidopsis kamchatica. Secuenciaron el genoma de 25 individuos diferentes de las especies poliploides de varias regiones del mundo, así como 18 individuos diferentes de sus especies parentales con el fin de comprender su diversidad genética natural.

La Arabidopsis kamchatica surgió a través de la hibridación natural de las dos especies parentales A. halleri y A. lyrata entre 65.000 y 145.000 años atrás. Con 450 millones de pares de bases, su genoma es algo pequeño para una planta poliploide, pero aún así, muy complejo. Utilizando tecnología y métodos de secuenciación de última generación, así como herramientas de bioinformática, el equipo de Shimizu y Paape pudo determinar la secuencia genética de los individuos de la planta.

Debido a la gran cantidad de información genética, A. kamchatica está mejor equipada para adaptarse a las nuevas condiciones ambientales. "Con estos resultados – explica Paape en un comunicado –, hemos demostrado a nivel molecular y genético que las duplicaciones del genoma pueden afectar positivamente la adaptabilidad de los organismos: las múltiples copias de genes permiten a la planta asumir mutaciones ventajosas mientras conserva una copia original de genes importantes”.

La utilidad del doble genoma para A. kamchatica se puede ver en su distribución, tanto a baja como a gran altura. Su hábitat abarca desde Taiwán, Japón y el Lejano Oriente ruso hasta Alaska y la región del noroeste del Pacífico de los Estados Unidos.

El estudio se ha publicado en Nature Communications.

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