Nuevo estudio revela cómo las plantas poliploides se adaptan a entornos fríos y cambiantes

MadridCientíficos de Heidelberg, Nottingham y Praga estudiaron cómo tener más cromosomas ayuda a las plantas a adaptarse a ambientes fríos. Descubrieron que las plantas con más de dos conjuntos de cromosomas, llamadas poliploides, tienen cambios en su ADN que les permiten sobrevivir mejor en climas fríos. Esto fue especialmente crucial durante las Eras de Hielo para plantas como las lingulas.

Resultados clave del estudio incluyen:

• Los poliploides pueden ocupar nichos ecológicos repetidamente.
• Las plantas de cuchara adaptadas al frío desarrollaron conjuntos genéticos separados que intercambiaron genes en regiones frías.
• Las variantes estructurales del genoma parecen aparecer con más frecuencia en poliploides que en diploides.

Spoonworts, conocidos también como Cochlearia, se separaron de sus parientes mediterráneos hace más de diez millones de años. Sus descendientes se adaptaron a condiciones secas, mientras que los spoonworts comenzaron a prosperar en regiones árticas hace 2.5 millones de años. El equipo del Prof. Dr. Marcus Koch descubrió que Cochlearia pudo ajustarse a los cambios entre períodos fríos y cálidos durante los últimos dos millones de años. Hasta hace poco, se desconocían en gran medida los mecanismos genómicos específicos que permitieron esta rápida adaptación.

In este estudio, el equipo del Prof. Dr. Levi Yant secuenció el genoma de Cochlearia excelsa y creó un pangenoma. Analizaron más de 350 genomas de diferentes especies de Cochlearia. Los resultados mostraron que las plantas poliploides presentan cambios estructurales en sus genomas con mayor frecuencia que las plantas diploides. Estos cambios no son fácilmente detectables porque las copias adicionales del genoma los enmascaran, permitiendo que se acumulen sin ser eliminados por la selección natural.

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Las alteraciones específicas del ADN en poliploides ocurren frecuentemente en genes cruciales para la adaptación a distintos climas. Estudios detallados han revelado que estos cambios influyen en el crecimiento de las semillas y en la resistencia de las plantas a enfermedades. El Dr. Filip Kolář destacó que estas modificaciones podrían ser fundamentales para la adaptación de las plantas a los cambios climáticos en el futuro.

El profesor Koch advierte que las especies de Cochlearia de Europa Central podrían no sobrevivir al cambio climático. Por ejemplo, Cochlearia excelsa, que ya habita en las cimas de las montañas de Austria, no puede desplazarse más alto. De manera similar, la Cochlearia del Pirineo enfrentará dificultades en las zonas montańosas de Europa Central. Sin embargo, el conjunto genético completo de estas plantas adaptadas al frío podría sobrevivir en las regiones del norte.

Esta investigación nos ayuda a comprender cómo las plantas podrían afrontar futuros cambios climáticos. El trabajo de Levi Yant fue financiado por una Beca de Inicio del Consejo Europeo de Investigación (ERC). El equipo de la Universidad de Heidelberg también contribuyó de manera significativa durante los últimos 25 años. Sus hallazgos fueron publicados en la revista "Nature Communications".

El estudio revela que la duplicación del genoma en las plantas poliploides les permite adaptarse a entornos cambiantes. Esta información es crucial para comprender cómo podrían sobrevivir las plantas ante futuros cambios climáticos. Además, subraya la importancia de conservar la diversidad vegetal en distintas regiones.