Muchas plantas silvestres y cultivadas surgen de la combinación de dos especies diferentes. El genoma de estas llamadas especies poliploides a menudo consiste en un conjunto cuádruple de cromosomas, un conjunto doble para cada especie parental, y por lo tanto tiene aproximadamente el doble demuchos genes como la especie original. Hace aproximadamente 50 años, los biólogos evolutivos postulaban que este proceso impulsa la evolución, dando lugar a nuevas especies. Sin embargo, debido al tamaño y la complejidad de tales genomas, probar esta teoría a nivel genético ha sido difícil.
Teoría biológica evolutiva confirmada por experimento
Un equipo internacional de investigaciones encabezado por Timothy Paape y Kentaro Shimizu del Departamento de Biología Evolutiva y Estudios Ambientales de la Universidad de Zurich UZH ahora ha podido proporcionar la confirmación experimental de esta teoría.científicos de Suiza y Japón usaron especies de plantas Arabidopsis kamchatica que forma parte del género rockcress. 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 para estudiar su diversidad genética natural.
Genomas secuenciados gracias a las últimas tecnologías
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 muy complejo. Utilizando métodos y tecnología de secuenciación de vanguardia, así como herramientas bioinformáticas, los investigadorespudieron determinar la secuencia genética de los individuos de la planta.
mutaciones genéticas ventajosas además de copias de repuesto
Debido a la gran cantidad de información genética A. kamchatica está mejor equipado para adaptarse a las nuevas condiciones ambientales. "Con estos resultados, hemos demostrado a nivel molecular-genético que las duplicaciones del genoma pueden afectar positivamente la adaptabilidad de los organismos", dice el científico de plantas Timothy Paape. Las múltiples copias de genes permitenplanta para asumir mutaciones ventajosas mientras mantiene una copia original de genes importantes.
Asombrosamente extendido
La utilidad del doble genoma para A. kamchatica se puede ver en su distribución más amplia, tanto a baja como a gran altitud, en comparación con sus plantas parentales. Su hábitat abarca desde Taiwán, Japón y el Lejano Oriente ruso hasta Alaska y la región del noroeste del Pacífico de los Estados Unidos ".Conocer el contexto genómico y evolutivo también nos ayuda a comprender cómo la diversidad genética permite que las plantas se adapten a las condiciones ambientales cambiantes ", dice Kentaro Shimizu. La investigación recientemente publicada fue apoyada por el Programa de Investigación Prioritaria de la Universidad Evolution in Action: From Genomes to Ecosystems of the Universityde Zurich.
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Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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