Evolución a toda velocidad
Cómo se adapta o se extingue el berro rosado
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En un experimento de campo sin precedentes, un equipo internacional de investigación dirigido por la Universidad Goethe de Fráncfort, la Universidad de California en Berkeley y el CNRS de Montpellier investigó la adaptación evolutiva del berro thale (Arabidopsis thaliana) a una amplia gama de climas, desde los Alpes hasta el desierto del Néguev. En 30 lugares de todo el mundo, los miembros del equipo sembraron las plantas, siguieron su desarrollo y analizaron los cambios genéticos. El resultado: muchas poblaciones de Arabidopsis se adaptaron rápidamente a los climas locales; algunas, sin embargo, se extinguieron. Los hallazgos demuestran cómo la diversidad genética garantiza la supervivencia de la población.
La diversidad genética garantiza la supervivencia: el berro de tallo, Arabidopsis thaliana.
Copyright: Goethe-Universität Frankfurt
El experimento a gran escala comenzó en otoño de 2017 con 360 pequeños tubos de plástico que contenían una mezcla de semillas de Arabidopsis thaliana, una discreta planta anual con pequeñas flores blancas. Los tubos se enviaron a 30 lugares de Europa occidental y septentrional, la región mediterránea y Estados Unidos. En cada lugar, biólogos de una red mundial sembraron las semillas en doce parcelas, cada una de un cuarto de metro cuadrado, estableciendo doce poblaciones de Arabidopsis. Estas poblaciones persistieron al año siguiente gracias a sus semillas.
Durante cinco años, los investigadores controlaron el crecimiento y el rendimiento de las plantas y recogieron muestras de tejido cada año para realizar análisis genéticos. Su objetivo común: rastrear cómo evolucionan las plantas para adaptarse a entornos muy diversos.
La red "Genomics of Rapid Evolution in Novel Environment" (GrENE-net) fue puesta en marcha en 2016 por Niek Scheepens, catedrático de Ecología Evolutiva Vegetal de la Universidad Goethe de Fráncfort, junto con el Dr. François Vasseur, del Centre d'Écologie Fonctionelle et Évolutive de Montpellier, y el profesor Moisés Expósito-Alonso, de la Universidad de California en Berkeley.
Las muestras de plantas de los tres primeros años han sido analizadas genéticamente por el equipo estadounidense. El resultado: en la mayoría de las zonas climáticas, las poblaciones sobrevivieron y se adaptaron a sus condiciones ambientales locales. Esto se hizo evidente a través de millones de cambios en todo su conjunto de genes: el genoma. Muchos de estos cambios genómicos eran estadísticamente similares en las doce poblaciones de un mismo lugar. Además, los lugares con climas parecidos presentaban cambios genéticos similares, que afectaban a genes relacionados con rasgos como la tolerancia a la sequía o el tiempo de floración.
Scheepens explica: "Ambos hallazgos muestran cómo el clima ejerce una presión de selección evolutiva, favoreciendo genes y variantes de genes que ayudan a la planta a adaptarse mejor a su entorno".
Sin embargo, algunas poblaciones de thale cress -la mayoría en lugares especialmente cálidos y secos- se extinguieron al cabo de tres años, dejando sus parcelas estériles. Los análisis del genoma revelaron que estas extinciones habían estado precedidas de fuertes fluctuaciones genéticas, y que las doce poblaciones no evolucionaron en la misma dirección. Scheepens señala: "En estas poblaciones, aparentemente dominaron los cambios aleatorios debido al tamaño relativamente pequeño de la población dentro de cada parcela. En lugar de una adaptación exitosa, prevaleció la llamada 'deriva genética'".
El ecólogo evolutivo Niek Scheepens concluye: "Con este experimento, podemos observar cómo se desarrolla la evolución casi en tiempo real. Demuestra que la adaptación evolutiva puede producirse muy rápidamente, siempre que haya suficiente diversidad genética. Por eso, las especies vegetales raras con poblaciones pequeñas y escasa diversidad genética están mal equipadas para hacer frente a los cambios ambientales, incluido el cambio climático. En conjunto, nuestro experimento es un llamamiento convincente a preservar la biodiversidad: la diversidad garantiza la supervivencia".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Xing Wu, Tatiana Bellagio, Yunru Peng, Lucas Czech, Meixi Lin, Patricia Lang, Ruth Epstein, Mohamed Abdelaziz, Jake Alexander, Carlos Alonso-Blanco, Heidi Lie Andersen, Modesto Berbel, Joy Bergelson, et al; "Rapid adaptation and extinction in synchronized outdoor evolution experiments of Arabidopsis"; Science, Volume 391
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