En los últimos 100.000 años ha habido unas pocas poblaciones de daphne kiusiana han pasado de la búsqueda de pareja a la autofecundación.

La autopolinización, o autopolinización, un sistema de apareamiento en el que una flor se fertiliza a sí misma, no es infrecuente. Aún así, la historia evolutiva y la dinámica detrás de este fascinante proceso son en gran parte desconocidas. Este enigma está en el centro de la investigación realizada por Han y sus colegas y publicada en Annals of Botany. Su estudio se centró en el arbusto silvestre, daphne kiusiana, endémica de Asia oriental. Ofrece información sobre el fascinante viaje desde el cruce, en el que una planta es fertilizada por otra, hasta la autopolinización. La investigación está descifrando los sutiles cambios genéticos y morfológicos que se han estado desarrollando silenciosamente durante más de 100.000 años.

El equipo de Hans descubrió que las plantas en la región oriental del daphne kiusiana Los rangos, que incluyen el sureste de Corea y Kyushu en Japón, tienen menos flores y más pequeñas en comparación con sus contrapartes en la región occidental (suroeste de Corea). Esta disminución de la visibilidad, junto con el aumento de la tasa de autofecundación y un mayor grado de homocigosidad -similitud genética dentro de un individuo- son características del llamado “síndrome de autofecundación”. Este es un cambio en el sistema de apareamiento que se ha observado de cerca en la evolución de muchas plantas con flores.

Lo interesante de este estudio es que Han y sus colegas examinan este cambio en dos poblaciones de plantas estrechamente relacionadas. Al comentar sobre el documento, Zhang y sus colegas dicen:

…[S]Los estudios del síndrome de autofecundación rara vez se han centrado en grupos de población intraespecíficos (subespecies, cultivares, etc.) con sistemas de apareamiento opuestos, tasas de autofecundación variables y/o rasgos florales. De hecho, las variantes intraespecíficas deberían ser particularmente útiles para estudiar este fenómeno, ya que es probable que representen ejemplos de divergencia reciente y faciliten la inferencia de la demografía de la población y/o las condiciones (paleo)ambientales (por ejemplo, climáticas), en las que cambia el sistema de apareamiento. podría haber ocurrido.

zhang y otros. 2023

El equipo de Hans utilizó una serie de análisis genéticos avanzados para desentrañar esta historia. Utilizaron microsatélites nucleares (secuencias de ADN repetitivas para medir la diversidad genética) y ADN de cloroplastos para la secuenciación de marcadores filogenéticos multiplexados. Estas técnicas les permitieron rastrear la historia filogeográfica independiente de los dos linajes e identificar los rasgos asociados con cada linaje.

Los resultados mostraron que la línea este de daphne kiusiana mostró una reducción gradual en el tamaño efectivo de la población, aunque no hubo signos de un cuello de botella severo, un evento que condujo a una disminución significativa de la población. Esto contrastaba con el linaje occidental, que sugería que las plantas orientales se autopolinizaban durante un largo período de tiempo. Los cambios morfológicos del linaje oriental, caracterizados por flores más pequeñas y en menor número, se asociaron con una alta tasa de autofecundación y una mayor homocigosidad, en la que las copias materna y paterna de un gen son iguales.

Los resultados sugieren que estos cambios morfológicos asociados con la autopolinización datan de al menos 100.000 años y se deben a la selección dirigida para una autopolinización eficiente. Contrariamente a las suposiciones anteriores, el desarrollo del síndrome de autofecundación es daphne kiusiana no está fuertemente asociado con una grave escasez de población. Han y sus colegas afirman en su artículo:

Nuestros resultados sugieren que la línea de autofecundación en D. kiusiana fue impulsado en gran medida por la selección direccional gradual hacia niveles más bajos de visibilidad de flores y hercogamia para una autopolinización eficiente en respuesta a cambios ambientales históricos. La transición al egoísmo asociada con los cambios morfológicos puede haber sido provocada por fuertes interacciones competitivas entre e intraespecies. factores intrínsecos de D. kiusiana, como sus características de historia de vida y su nicho en la sucesión ecológica, también pueden haber sido importantes para facilitar su evolución. Por lo tanto, el linaje o especie del síndrome de Selfing puede tener una firma demográfica de disminución gradual del tamaño efectivo de la población como evidencia de adaptación.

han y otros. 2023

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Han EK, Tamaki I, Oh S-H, Park J-S, Cho W-B, Jin DP, Kim B-Y, Yang, S, Son, DC, Choi, HJ, Gantsetseg, A, Isagi, Y y Lee, J-H. (2023) “Firmas genéticas y demográficas que acompañan el desarrollo del síndrome de autofecundación daphne kiusianaun arbusto de hoja perenne, Anales de botánica, 131(5), págs. 751-767. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcac142.