Pilar Catalán publica en PNAS un excelente trabajo sobre especiación simpátrica de una gramínea autógama en “Evolution Canyon I” en colaboración con investigadores de China e Israel
La prestigiosa revista PNAS publica en su volumen 120 del 30 de octubre de 2023 un artículo de elevado interés evolutivo, titulado Scattered differentiation of unlinked loci across the genome underlines ecological divergence of the selfing grass Brachypodium stacei. Este trabajo plasma los resultados de una investigación llevada a cabo por Pilar Catalán, investigadora de la Escuela Politécnica Superior de Huesca y del BIFI de la Universidad de Zaragoza, en colaboración con investigadores de China y de Israel.
El estudio evidencia la existencia de especiación simpátrica entre poblaciones de la gramínea modelo Brachypodium stacei que habitan en un enclave especial, “Evolution Canyon I” (Monte Carmelo, Israel). Se trata de un cañón natural que presenta dos laderas opuestas con condiciones microclimáticas, ecológicas y biomas altamente dispares (ladera “africana” arídica y sabanoide, y ladera “europea” mésica y forestada), aunque situadas a muy poca distancia una de otra (200 m) (fotos 1 y 2), lo que ha favorecido que tengan lugar procesos de especiación simpátrica de muy diversos organismos, desde bacterias a animales y plantas.
Foto 1 (Izquierda). Localización geográfica de Evolution Canyon I en Israel y fisionomía de sus dos laderas contrapuestas mostrando sus dispares condiciones microclimáticas y ecológicas (ladera “africana” arídica con bioma sabanoide, y ladera “europea”, mésica y con bioma forestal) que han facilitado la evolución en acción a través del árbol de la vida (diversos grupos de organismos).
Foto 2 (Derecha). Plantas de la gramínea Brachypodium stacei creciendo en el bioma forestal.
La teoría de la especiación simpátrica postula la aparición de especies distintas en ausencia de barreras geográficas al flujo génico, mediante adaptación ecológica divergente de los individuos de una y otra población. Este modelo de especiación simpátrica se contrapone al modelo más comúnmente aceptado de especiación alopátrica, según el cual la existencia de barreras físicas al flujo génico propicia un rápido aislamiento reproductivo y genético entre los individuos de una y otra población, que da lugar a la aparición de nuevas especies. Sin embargo, la especiación simpátrica por divergencia ecológica ha cautivado a los evolucionistas desde Darwin, quien la consideró uno de los mecanismos desencadenantes del origen de las especies.
La novedad del trabajo se basa en que es la primera vez que se ha estudiado la posible especiación simpátrica de una planta anual altamente autógama (autopolinizada) en la que el flujo génico entre poblaciones ha tenido lugar principalmente por dispersión de semillas. Los autores del trabajo han demostrado, mediante análisis genómicos, transcriptómicos y metabolómicos de los individuos de B. stacei en ambas laderas de Evolution Canyon I que, pese a la existencia de flujo génico y entrecruzamientos entre las dos poblaciones, se ha producido una incipiente especiación simpátrica causada por diferentes mutaciones en múltiples loci no ligados en unos y otros individuos, y que estos individuos muestran también distintos fenotipos y diferentes respuestas adaptativas (expresiones diferentes de genes de tolerancia a la sequía) a condiciones de extrema aridez en el bioma sabanoide de la población “africana” y a condiciones mésicas en el bioma forestal de la población “europea”.
El estudio ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Lanzhou (China), las Universidades de Haifa 
y Tel-Aviv (Israel) y la EPSHU-Universidad de Zaragoza (España). Uno de los autores responsables del trabajo, Prof. Eviatar Nevo (foto 3), es uno de los principales propulsores de la teoría de la especiación simpátrica; fundador y miembro del Instituto de Evolución (Universidad de Haifa), es también miembro honorario de las academias National Academy of Sciences (USA) y Ukranian Academy of Sciences. Otros dos autores responsables, Profs. Jianquan Liu y Pilar Catalán, son miembros honorarios de la Botanical Society of America.
Foto 3. Instantánea de la conferencia online del Profesor Eviatar Nevo en el congreso 4th International Brachypodium Conference celebrado en Huesca en junio de 2019.
La investigación ha sido financiada por los programas Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences (proyecto XDB31010300), Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research program (proyecto 2019QZKK0502), e International Collaboration 111 Program (proyecto BP0719040) a Jianquian Liu y Eviatar Nevo, y por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España (proyecto PID2019-108195GB-I00), el Gobierno de Aragón (proyecto LMP82-21) y el Gobierno de Aragón – Fondo Social Europeo (grupo de investigación Bioflora) a Pilar Catalán.
Enlace al artículo: www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2304848120
