Un estudio apunta que la introgresión bidireccional puede favorecer la expansión de dos plantas estrechamente relacionadas

Imagen de Armeria pungens tomada en el cabo de Trafalgar. Fotografía: © Gonzalo Nieto Feliner

Un singameon es un grupo de especies reconocibles que, sin embargo, pueden hibridar entre sí en ocasiones y, por tanto, intercambian flujo génico. Estas redes intrigan a los biólogos evolutivos desde hace décadas porque, hasta hace poco, se pensaba que el flujo génico interrumpía los procesos de formación de nuevas especies (la especiación) y, por ello, no se entendía cómo se preservaba su identidad.

En los últimos años, se están documentando factores que benefician tanto a las especies que lo integran como al singameon en su conjunto. Por ejemplo, en el género de árboles más diversificado del hemisferio norte, Quercus, que incluye robles, encinas, quejigos…, el intercambio episódico de material genético se considera una estrategia para adaptarse a condiciones ambientales cambiantes.

En bosques tropicales, donde es frecuente que haya muchas especies de árboles, pero muy pocos individuos de cada una, los tamaños poblacionales efectivos muy pequeños pueden conducir a diversidades genéticas tan bajas que comprometan la viabilidad de las poblaciones. La hibridación esporádica con congéneres, aunque no sean de la misma especie, ayuda a contrarrestar tales riesgos aumentando la diversidad genética de estas poblaciones.

El género Armeria es un singameon

Un equipo de investigadores del Real Jardín Botánico (RJB), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), lleva más de dos décadas trabajando en el género Armeria, de la familia Plumbaginaceae, y ha acumulado muchas evidencias de que este género es un singameon. La hibridación frecuente en el mismo parece haber influido positivamente en su diversificación, ya que es uno de los géneros que contiene más especies en la Península y la gran mayoría de ellas son endémicas.

Este equipo acaba de publicar un estudio en la revista Molecular Ecology, que se ha llevado a cabo en una zona híbrida situada en un promontorio llamado Punta Camarinal, en la costa gaditana cerca de la playa de Bolonia. Se denomina zona híbrida a un escenario en el que dos especies hibridan y producen descendencia a lo largo del tiempo en un área delimitada. Una de las especies estudiadas, Armeria pungens, es especialista de dunas costeras; la otra, Armeria macrophylla, vive también en suelos arenosos, pero no tan restrictivos como una duna, y bajo pinares o matorrales costeros.

“Utilizando datos genómicos y morfométricos, este estudio ha llevado a cabo distintos análisis para reconstruir la historia demográfica usando simulaciones, y para estudiar gradientes de frecuencias alélicas en la zona híbrida (clinas genómicas) e inferir si algunos genes pueden haber estado afectados por selección”, señala el investigador del RJB-CSIC Gonzalo Nieto Feliner.

Los resultados de la investigación muestran que hay introgresión bidireccional, esto es, que los híbridos se retrocruzan posteriormente hacia ambas especies, y con ello hay una transferencia de alelos en ambos sentidos. “Pero esta introgresión bidireccional beneficiaría de forma diferente a cada una de las dos especies. Para la población de A. pungens en los márgenes de su área, que parece haber atravesado tamaños poblacionales muy pequeños a través de un evento fundador, el beneficio sería principalmente demográfico”, añade Nieto Feliner. Los investigadores consideran que, la hibridación con A. macrophylla ayudaría a paliar el riesgo de una baja diversidad genética derivada de un tamaño poblacional efectivo pequeño.

Para la población de A. macrophylla, en cambio, la introgresión con A. pungens parece tener un componente adaptativo. Apenas hay individuos puros de A. macrophylla que se aventuren a salir fuera del pinar o matorral, mientras que aquellos hibridados (con alelos de A. pungens) logran vivir en terrenos sin cobertura vegetal, con alta irradiación.

La evolución de esta zona híbrida parece haberse acelerado desde que se plantó un pinar de repoblación en los años cincuenta del siglo anterior para fijar la famosa duna móvil de la playa de Bolonia.

Más allá de arrojar luz sobre los efectos tempranos de la hibridación en un singameon, el equipo investigador considera que este hallazgo es relevante, ya que las investigaciones que destacan las ventajas de la hibridación e introgresión se centran solo en una de las especies. Este estudio está enmarcado en el proyecto “Papel de la hibridación natural en la evolución de las plantas: reduciendo la brecha entre los modelos teóricos y los datos empíricos”, financiado a través del programa CGL2017-88500-P (AEI/FEDER, UE).