Botânicos descobrem os efeitos de climas antigos nos genomas modernos de duas espécies de carvalho intimamente relacionadas

A mistura de genes nas células de um organismo não é apenas um livro de instruções sobre como construir as células. É também um livro de história criado com todos os cruzamentos de DNA entre os pais. Às vezes, os pais são de espécies diferentes e um novo DNA entra no genoma. Yao Li e seus colegas acreditam que a probabilidade de hibridação varia de acordo com o clima. Eles examinaram os genomas de dois carvalhos Cerris do Leste Asiático (Quercus acutíssima e Q. chenii) para testar a hipótese de que o clima quente do meio do Plioceno promoveu a hibridação, enquanto o clima frio do Pleistoceno limitou a polinização cruzada.

Os botânicos queriam examinar como as zonas de hibridação se movem ao longo do tempo. Como as condições climáticas variam, as variedades de plantas também devem mudar. Enquanto as plantas em retirada se tornariam localmente extintas, alguns de seus genes permaneceriam para trás em sua descendência híbrida. Estudar as plantas certas pode revelar um registro de polinização cruzada passada.

Li e seus colegas escolheram carvalhos para o experimento. Eles afirmam no artigo que os carvalhos são úteis para estudar a hibridação natural porque eles frequentemente trocam genes sem interromper a integridade das espécies. Há também muitas espécies de carvalho no leste da Ásia, com mais de 100 espécies. a equipe escolheu Q. acutissima e Q. chenii estudar porque são espécies irmãs que divergiram entre dez e trinta milhões de anos atrás. Esse período de tempo significa que eles estão interagindo desde pelo menos o Mioceno.

Li e seus colegas começaram a examinar a interação entre as duas espécies do meio do Plioceno, cerca de três milhões de anos atrás. A equipe examinou microssatélites nucleares que as plantas herdaram dos lados paterno e materno de seus ancestrais. Eles também examinaram o DNA do cloroplasto, herdado apenas pela via materna. Eles combinaram isso com evidências fósseis, modelagem de nicho e análise de agrupamento bayesiano para reconstruir o fluxo gênico em eras passadas.

Os cientistas descobriram que a atual mistura genômica dos carvalhos Cerris do Leste Asiático se deve aos efeitos dos climas do Plioceno e do Pleistoceno. Isso é diferente dos resultados encontrados na Europa, onde os carvalhos brancos foram limitados em sua hibridação pelo último ciclo glacial-interglacial. Li e seus colegas concluem: “Nossos resultados indicam que a história de hibridação entre espécies irmãs que ocorrem em áreas menos afetadas por glaciações é mais complexa do que para espécies seriamente ameaçadas pelas mudanças climáticas do Pleistoceno. O impacto do clima pré-quaternário deve ser levado em consideração especialmente ao explorar o fluxo genético antigo entre as espécies nativas do leste da Ásia”.

LEIA O ARTIGO

Li, Y., Zhang, X., Wang, L., Sork, VL, Mao, L. e Fang, Y. (2021) “Influência dos climas Plioceno e Pleistoceno nos padrões de hibridização entre duas espécies de carvalho intimamente relacionadas na China, ” Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab140