Un nuevo estudio de la Universidad de Gante en Bélgica revela que la duplicación accidental de genomas completos, un fenómeno natural, pudo haber ayudado a muchas plantas con flores a sobrevivir algunos de los cambios ambientales más extremos en la historia de la Tierra. Publicado en la revista 'Cell', la investigación sugiere que esta estrategia podría ser clave para que las plantas se adapten al rápido cambio climático actual.
La duplicación del genoma como ventaja evolutiva
La mayoría de los organismos tienen dos conjuntos de cromosomas, uno de cada progenitor. Sin embargo, en las plantas con flores, muchas especies poseen conjuntos adicionales debido a la duplicación aleatoria del genoma completo. Por ejemplo, los plátanos cultivados suelen tener tres conjuntos de cromosomas, mientras que el trigo puede llegar a tener seis, condición conocida como poliploidía.
El autor principal, Yves Van de Peer, de la Universidad de Gante, explica: “La duplicación del genoma completo suele considerarse un callejón sin salida evolutivo en entornos estables, pero en situaciones adversas puede ofrecer ventajas inesperadas”. Aunque esta duplicación puede ser costosa en términos de nutrientes y riesgo de mutaciones, solo una pequeña fracción de los genomas duplicados se conserva en la naturaleza.
Análisis de 470 especies y 44 fósiles
Para entender por qué persisten algunos genomas duplicados, el equipo analizó los genomas de 470 especies de plantas con flores, creando uno de los conjuntos de datos más grandes de su tipo. Buscaron bloques de genes casi idénticos, indicadores de eventos de duplicación pasados, y los compararon con información de 44 fósiles de plantas para estimar cuándo ocurrieron estas duplicaciones.
El análisis reveló un patrón sorprendente: los genes que persisten a lo largo del tiempo suelen originarse a partir de duplicaciones del genoma completo durante períodos de grandes trastornos ambientales. Estos incluyen la extinción masiva provocada por un asteroide hace 66 millones de años, varios períodos de enfriamiento global con colapso de ecosistemas y el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM) hace unos 56 millones de años, un período de rápido calentamiento global.
Implicaciones para el cambio climático actual
Los hallazgos ayudan a explicar por qué la poliploidía es común pero solo unas pocas persisten en los genomas de las plantas a lo largo de millones de años. En condiciones extremas, las plantas poliploides podrían obtener ventajas, y rasgos normalmente desventajosos, como mantener un genoma grande y complejo, pueden volverse beneficiosos.
El estudio también ofrece pistas sobre cómo las plantas podrían responder al cambio climático actual. Durante el PETM, las temperaturas globales aumentaron entre 5 y 9 °C en aproximadamente 100.000 años, un cambio comparable al calentamiento actual. “Si bien el clima actual se calienta a un ritmo mucho más rápido, lo observado en el pasado sugiere que la poliploidía puede ayudar a las plantas a sobrellevar estas condiciones estresantes”, concluye Van de Peer.
