Un equipo de investigación internacional, liderado por el Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad de Sevilla (US), ha descubierto un mecanismo biológico que ayuda a explicar cómo las plantas logran diversificarse, a través de la adaptación a nuevos entornos y la creación de nuevas especies.
Según ha detallado la US en una nota de prensa, la investigación ha demostrado que las inversiones cromosómicas –fragmentos del ADN que cambian de orientación dentro de un cromosoma–, pueden actuar como «aceleradores evolutivos». De esta manera, las reorganizaciones permitirán mantener unidos determinados grupos de genes que aportan «ventajas adaptativas» que favorecen la evolución conjunta y facilitan la adaptación de las plantas a condiciones ambientales muy diferentes.
De esta manera, frente al papel tradicional de la selección natural como «principal motor de la evolución», este estudio ha demostrado que la forma en que está organizado el genoma también resulta determinante dado que, al evitar que determinados grupos de genes se mezclen durante la reproducción, las inversiones cromosómicas permiten que «evolucionen conjuntamente» y conserven las características que «favorecen la supervivencia» en cada entorno.
Asimismo, el estudio ha analizado las especies hermanas ‘Carex boryana’ y ‘Carex borbonica’ que, a pesar de haber compartido un ancestro común hace medio millón de años, ambas han divergido para colonizar entornos opuestos en la isla de La Reunión, de forma que la boryana ha prosperado en bosques montanos húmedos y la borbonica ha dominado suelos volcánicos áridos y soleados a gran altitud.
Al hilo, el investigador principal, Marcial Escudero, ha precisado que se ha descubierto que la divergencia genómica «no se distribuye de forma uniforme por todo el genoma» puesto que, en su lugar, está «concentrada de forma desproporcionada» dentro de grandes inversiones cromosómicas, por lo que estas regiones actúan como «cerrojos genómicos» que protegen combinaciones de genes adaptativos y permiten que estas plantas se especialicen con rapidez en condiciones que, de otro modo, «serían hostiles».
UN NUEVO «LÍMITE DE VELOCIDAD» PARA LA EVOLUCIÓN
El equipo ha comprobado que los genes situados dentro de estas inversiones evolucionan más deprisa que los del resto del genoma, con funciones esenciales para la supervivencia de las plantas, como la regulación del agua y la respuesta al estrés hídrico, capacidades «fundamentales para vivir en ambientes secos».
Estos resultados han mostrado que la organización del genoma no solo conserva combinaciones de genes beneficiosas, sino que también puede acelerar la aparición de nuevas adaptaciones, lo que ha contribuido a explicar cómo algunas especies consiguen evolucionar rápidamente cuando colonizan nuevos ambientes.
De esta forma, el trabajo ha supuesto un «cambio conceptual» en el campo de la biología evolutiva, al sugerir que la arquitectura estructural del genoma puede determinar la «velocidad» de la evolución, de forma que los linajes superen las restricciones estándar y promuevan una adaptación rápida frente al cambio ambiental.
Tal y como ha precisado Escudero, el hallazgo ha sido «fundamental» para comprender «cómo se produce la radiación de especies en ecosistemas insulares», dado que «conecta la variación genómica estructural con la adaptación ecológica» y ha demostrado que estas grandes reorganizaciones no son «ruido genético», sino «motores activos de la especiación».
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