Carex angustisquama é um junco, uma planta semelhante a grama que cresce em campos vulcânicos. É uma espécie distinta de Carex, mas por que? Koki Nagasawa e seus colegas examinaram os genes da planta para ver como o fluxo gênico funcionava com seus parentes próximos. Eles descobriram que não era isso C. angustisquama foi inerentemente isolado de suas espécies irmãs. Em vez disso, foi o ambiente hostil que chamou de lar que formou uma barreira física ao fluxo gênico.

Você tem que ter atenção aos detalhes para trabalhar Carex taxonomia. Existem mais de 2000 espécies, e muitas delas podem ser híbridas. Uma razão para isso pode ser sua cromossomos holocêntricos. Quando as células estão se dividindo, os microtúbulos do fuso se conectam aos cinetócoros no cromossomo para puxá-lo para uma célula filha. Na maioria das células, os cinetócoros ficam no centrômero, uma seção central do cromossomo. Em um cromossomo holocêntrico, esses cinetocoros estão espalhados pelo cromossomo. Um cromossomo holocêntrico ainda pode ser trazido para uma célula filha se algo quebrar o cromossomo, graças a esses cinetocoros distribuídos. Esses cromossomos holocêntricos permitem Carex para formar híbridos facilmente. Carex também se adapta bem aos habitats locais.

Carex angustisquama vive em um habitat incomum. Vive em campos de solfatara. Estes recebem seus nomes do vulcão, Solfatara, famosa por seu enxofre. Para os botânicos, o elemento crítico de um campo de solfatara são as fumarolas, respiradouros vulcânicos que expelem continuamente gases sulfídricos no meio ambiente. O sulfeto acidifica o solo, e os solos acidificados têm concentrações aumentadas de Al³⁺, que é tóxico para a vida vegetal. C. angustisquama domina as áreas mais tóxicas.

C. angustisquama forma híbridos com algumas outras espécies de Carex. Nagasawa e seus colegas queriam saber como os genomas de C. angustisquama e suas espécies irmãs interagiram. “Hibridação interespecífica entre C. angustisquama e suas espécies intimamente relacionadas implica na presença de fluxo gênico interespecífico, o que pode contribuir para a adaptação de C. angustisquama aos campos solfatara através da introgressão de novos conjuntos de genes de híbridos com fenótipos transgressivos não presentes em nenhum dos pais”, escrevem eles. “Assim, é crucial determinar se o fluxo gênico entre C. angustisquama e espécies relacionadas ocorre para entender a história evolutiva do extremófito em campos de solfatara.”

A equipe primeiro reuniu dados genotípicos de microssatélites nucleares para examinar a estrutura genética de C. angustisquama e três híbridos. “Esses dados ofereceram insights sobre o fluxo genético contemporâneo entre C. angustisquama e outras espécies parentais”, escrevem os cientistas. “Em seguida, realizamos uma análise demográfica da população para inferir a direção e a extensão do fluxo genético histórico entre as espécies hibridizadas. Finalmente, inferimos o padrão histórico de fluxo gênico entre múltiplos Carex espécies, que crescem em vários habitats, para investigar os fatores que determinam o padrão de fluxo gênico entre as espécies ecologicamente distintas.”

“Em nossa análise de agrupamento bayesiano com o objetivo de revelar a composição genética de três espécies híbridas, a maioria dos indivíduos híbridos foi classificada no grupo F₁ classe genotípica e os poucos indivíduos restantes foram identificados como pertencentes à primeira geração de retrocruzamento. Resultados semelhantes foram obtidos a partir do gráfico de triângulo híbrido baseado em S e H_I, revelando o domínio das primeiras gerações híbridas e a hibridização assimétrica em C. angustisquama em todas as espécies híbridas. Portanto, todas as espécies híbridas falharam em formar não-F₁ ou não-BC1_cang derivados híbridos e, portanto, o fluxo gênico interespecífico por meio desses híbridos foi limitado”.

Essa falta de fluxo gênico é interessante para a história evolutiva de C. angustisquama. Normalmente, o fluxo gênico fornece às plantas mais genes para trabalhar. Ter mais genes geralmente dá às plantas mais opções para lidar com os ambientes. Os autores observam que poderiam encontrar os híbridos em vários locais, então não havia razão C. angustisquama não poderia trazer novos genes. No entanto, vive em um ambiente extremo e está adaptado para viver em condições muito particulares. Trazer novos genes pode quebrar o equilíbrio do genoma. Nagasawa e colegas acrescentam que descobriram que C. angustisquama tem uma das menores diversidades genéticas encontradas entre as plantas silvestres.

Esta teoria de má adaptação é apoiada pelos resultados de Nagasawa e seus colegas. Eles descobriram que não há problema para Carex para formar híbridos. No entanto, os híbridos eram todas as primeiras gerações. Parecia não haver viabilidade a longo prazo para os híbridos. Ou eles adotaram C. angustisquamados genes, ou seus descendentes morreram. Por esta razão, os autores argumentam que a segregação do microhabitat é a principal razão para segregar C. angustisquama de outras espécies.

Essas descobertas são consistentes com Carex espécies em outro lugar. Parece que Carex é um junco determinado que é capaz de otimizar para aproveitar o que um microhabitat pode oferecer.