Cuando el profesor de Ecología y Evolución de la Universidad de Lausana (Suiza), John Pannell, visitó por primera vez España en 1993 para entender la evolución de una “mala hierba”, (Mercurialis annua), que crece en aparcamientos abandonados, bordes de carreteras y montones de escombros, los ecólogos locales se sorprendieron.
Investigadores de la Universidad de Lausana (Suiza), tras 20 años de estudio a lo largo de toda la costa de la península Ibérica, consiguen secuenciar el genoma de una «mala hierba», la especie Mercurialis annua. Su trabajo desvela cuestiones relevantes, para el estudio y docencia, sobre el sistema sexual de las plantas, su reproducción, su evolución o su ecología. En las regiones en las que conviven plantas machos y hembras, como es el caso de la región del norte de España.
Cuando el profesor de Ecología y Evolución de la Universidad de Lausana (Suiza), John Pannell, visitó por primera vez España en 1993 para entender la evolución de una “mala hierba”, (Mercurialis annua), que crece en aparcamientos abandonados, bordes de carreteras y montones de escombros, los ecólogos locales se sorprendieron. Sin embargo, tras 20 años de estudio, esta especie “está ofreciendo un campo inusualmente fértil para abordar muchas cuestiones de gran importancia”, asegura el estudio bajo el título “Evolución de la agregación y separación de sexos: ¿Qué hemos aprendido de las poblaciones ibéricas de Mercurialis annua?”, que ha sido publicado en la revista Ecosistemas, editada por la Asociación Española de Ecología Terrestre. «Las plantas constituyen la base de la cadena trófica en los ecosistemas terrestres. La vida en la Tierra así como el desarrollo de las comunidades humanas están íntimamente ligados a ellas, por lo que su estudio es importante tanto desde un punto de vista básico como aplicado. Esto, unido a los múltiples sistemas sexuales de M. annua, nos empujó a viajar hasta aquí e iniciar la investigación hace ya dos décadas», cuenta Jonh Pannel, líder de la investigación, sobre las razones que dieron lugar a este trabajo.
De plantas machos y hembras a hermafroditas
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Este estudio revela que una planta macho o una planta hembra también puede evolucionar genéticamente hacia una planta hermafrodita. Según destaca la investigación, en la actualidad, se tiende a considerar que solo una planta hermofrodita o el hermafroditismo puede evolucionar hacia la dioecia (plantas macho y hembra por separado), y no al revés. Sin embargo, los investigadores han observado que la dioecia ha revertido en varias ocasiones para dar lugar a plantas hermafroditas, como ocurre dentro de la especie Mercurialis annua. A partir de aquí, hay todo un estudio desarrollado sobre cómo han evolucionado geográfica y sexualmente estas plantas.
Secuenciación del genoma
Durante la investigación, el equipo suizo ha secuenciado el genoma de M. annua para entender la base genética de la determinación sexual en esta especie. Esto es, qué genes, o partes del genoma hacen que una planta sea macho o hembra. Esta información está sirviendo también para conocer la evolución de la determinación sexual en otras especies hermanas del género Mercurialis que difieren por ejemplo en cuanto a su número de cromosomas, ecología, distribución y sistema sexual.
Importancia para la biodiversidad genética y la eficacia biológica
Como explica Pannell, la reproducción sexual y sus diferentes modos influyen directamente en las variables genéticas de una población. Así, una planta que produce polen y semillas al mismo tiempo, puede autopolinizarse. Por el contrario, si el polen y las semillas son producidos por plantas diferentes (macho-hembra), la polinización será cruzada. En el primer caso, es esperable que las plantas que se autopolinizan tengan una menor diversidad genética, mientras que si lo hacen de manera cruzada, se esperarán mayores niveles. Es justo lo que ocurre con M. annua, en la que se ha comprobado que las plantas hermafroditas tienen menos diversidad genética.
Herramienta docente en universidades
“Se puede conseguir mucho con un poco de preparación; recursos sencillos y en sólo unas pocas horas de trabajo con una clase de tamaño medio”, insiste Luis de Santos, investigador en este estudio, para animar a continuar esta línea de trabajo y seguir comprendiendo las razones de la separación y agregación de sexos y el papel que juega el dimorfismo sexual (diferencias fisiológicas entre machos y hembras) en su evolución. Además, la M. annua es muy abundante y crece cerca de muchas ciudades universitarias de la península ibérica y dadas «las limitaciones impuestas por los escasos recursos de las universidades, animamos a los docentes a considerar la incorporación esta especie en sus prácticas sobre evolución”, asegura De Santos.
