UNIVERSITY PARK, Pa. — El descubrimiento de una población híbrida de álamos en el oeste de Wyoming ha proporcionado información sobre cómo la hibridación natural informa la evolución de muchas especies de plantas, según un equipo dirigido por investigadores de Penn State. También dijeron que su descubrimiento sugiere que el intercambio genético entre especies puede ser fundamental para la adaptación al cambio ambiental.
La investigación, que describió un nuevo linaje híbrido de álamo negro, o Populus trichocarpa, y álamo bálsamo, Populus balsamifera, se publicó recientemente en Molecular Ecology. Es solo el último estudio que sugiere que la hibridación natural ha desempeñado un papel importante en la evolución de muchas especies de plantas, según la líder del equipo Jill Hamilton, profesora asociada en la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State.
“La hibridación entre diferentes especies está ocurriendo en la naturaleza con mucha más frecuencia de lo que podríamos haber pensado, particularmente en los árboles forestales. Esto no es necesariamente algo malo, porque puede ser un mecanismo natural para facilitar la adaptación en un clima cambiante”, dijo Hamilton, quien es directora del Centro Schatz para la Genética Molecular de Árboles en Penn State. “Estudios como este son críticos para comenzar a desentrañar cómo la historia demográfica, el flujo genético y la interacción a través de diferentes ancestros genómicos han dado forma a las zonas híbridas naturales para hacer mejores predicciones para el movimiento de germoplasma y la gestión forestal asistida por el clima en el futuro”.
La mayoría de las poblaciones de álamos negros existen en regiones costeras húmedas. Sin embargo, los árboles comenzaron a aparecer en ambientes áridos tierra adentro y hacia el este hace unos 800.000 años, señaló Constance Bolte, investigadora postdoctoral del Centro Schatz que dirigió las últimas etapas de la investigación. Ella planteó la hipótesis de que este movimiento probablemente fue facilitado por la adquisición de variación genética de la hibridación con los álamos bálsamos que les permitió sobrevivir en condiciones cálidas y secas.
El linaje híbrido descrito en el estudio tiene “algunas combinaciones genéticas muy interesantes”, señaló Bolte, lo que permite que los árboles prosperen en hábitats áridos.
“Esas poblaciones costeras tienen adaptaciones específicas a las condiciones húmedas”, dijo. “Pero el clima ha estado cambiando, por lo que su distribución es muy limitada en este momento, potencialmente porque esa región es más seca. Entonces, esos híbridos lo han estado haciendo mejor porque tienen las herramientas genéticas para sobrevivir en ese clima más seco”.
La hibridación entre especies hermanas ocurre con frecuencia en los árboles forestales, dijo Bolte, y agregó que este estudio muestra el valor de aprovechar esa historia de hibridación natural para el mejoramiento y la gestión de árboles forestales.
“Nuestros datos indican que la formación de linajes estables puede resultar de la hibridación”, dijo. “Históricamente, los híbridos no se han considerado en los esfuerzos de conservación, y sin embargo, si estos híbridos resultan ser aptos para sobrevivir en climas áridos u otros climas extremos, puede ser crucial conservar y gestionar los recursos genéticos naturales en estas poblaciones, especialmente en condiciones climáticas que cambian rápidamente”.
El equipo encontró el linaje híbrido estable de álamo negro-álamo bálsamo después de analizar la composición genética de 546 esquejes de álamo recolectados a lo largo de siete transectas, o franjas estrechas de territorio dispuestas de norte a sur, que van desde Alaska hasta Wyoming, con colecciones en Columbia Británica y Alberta, Canadá, en el medio. Tal análisis, según Hamilton, solo es posible utilizando técnicas de manejo de grandes datos y una enorme potencia informática disponible en instalaciones como el ROAR Collaborative Cluster, disponible a través del Instituto de Ciencias de la Computación y los Datos de Penn State.
Contribuyeron a la investigación en Penn State Michelle Zavala-Paez, estudiante doctoral en ecología, y Brianna Sutara, estudiante de pregrado especializada en biología y psicología; y Muhammed Can, facultad de Silvicultura, Universidad de Duzce, Turquía; Matthew Fitzpatrick, profesor, Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland; Jason Holliday, profesor de Virginia Tech; Stephen Keller, profesor asociado del Departamento de Biología Vegetal, Universidad de Vermont; y Tommy Phannareth, estudiante graduado de Virginia Tech.
La Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos y el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos financiaron esta investigación.
Revista
Ecología Molecular
Método de Investigación
Estudio experimental
Sujeto de Investigación
No aplica
Título del artículo
Ideas genómicas sobre la formación de zonas híbridas: El papel del clima, el paisaje y la demografía en la aparición de un nuevo linaje híbrido
Fecha de publicación del artículo
13-Jun-2024