A poliploidia, fenômeno no qual um organismo tem mais de duas cópias de cada cromossomo, é comum em plantas e desempenha um papel papel fundamental na evolução das angiospermas. Um processo paralelo, o downsizing do genoma, no qual a quantidade de DNA por célula é reduzida sem perda cromossômica, está correlacionado com uma maior diversificação em grupos poliploides. O significado adaptativo da poliploidia pode ser que isso permita que os poliplóides se expandam para novos e diferentes habitats em comparação com os diplóides (plantas contendo as duas cópias padrão por cromossomo), embora isso não tenha sido demonstrado uniformemente. Poucos estudos examinaram as diferenças de habitat e tamanho do genoma entre complexos poliploides de espécies intimamente relacionadas em escala intercontinental.

Em recente artigo publicado em Annals of Botany, Blanca M. Rojas-Andrés e colegas decidiram fazer exatamente isso usando 20 espécies de Veronica subseção Pentasepalae, um grupo intimamente relacionado de plantas européias e norte-africanas compreendendo níveis de ploidia de 2x (diplóides), 4x, 6x e 8x. Os autores determinaram o nível de ploidia de 680 indivíduos de mais de 200 populações e procuraram relações entre ploidia e variáveis ​​ambientais. Eles também determinaram a massa de DNA nuclear por célula para determinar se o downsizing do genoma ocorreu neste grupo.

O estudo descobriu que os diferentes poliploides ocupam diferentes habitats, com hexaploides e octoploides ocorrendo em regiões mais frias, úmidas e sazonais em comparação com os diploides. Os tetraplóides, que foram os menos comuns dos níveis de ploidia, ocorreram apenas em áreas restritas e não mostraram nenhum padrão claro de distribuição biogeográfica. O downsizing do genoma ocorre entre as populações poliploides de Veronica, e os genomas hexaploides e octoploides diminuíram mais do que os tetraploides.

Considerados no contexto dos padrões climáticos históricos, os poliplóides Veronica têm um padrão geral norte-sul, com os diplóides ocorrendo em refúgios glaciais do sul, enquanto os octoplóides são encontrados mais ao norte, acima do limite do permafrost quaternário. Um padrão de alcance semelhante foi encontrado em outros complexos poliplóides europeus. A maioria das populações estudadas continha apenas um único nível de ploidia, mas os pesquisadores encontraram uma área de convergência onde a mistura era mais comum. “A coexistência de citótipos é detectada principalmente nos Bálcãs ocidentais, indicando que é uma importante zona de contato entre os citótipos”, escrevem os autores. “O trabalho futuro deve se concentrar nessas áreas de contato em uma escala mais refinada, incluindo maior amostragem intrapopulacional, transplantes recíprocos, experimentos comuns em jardins e poliplóides sintéticos, juntamente com análises genômicas, para confirmar se a diferenciação ecológica dos citótipos é efetivamente causada pela poliploidia”.

Tomados em conjunto, os resultados sugerem que a distribuição poliploide é influenciada tanto pela diferenciação do habitat quanto pelos padrões de refúgio e recuo do permafrost durante o último máximo glacial. “Embora muitos estudos tenham demonstrado uma influência do recuo do gelo nos padrões de distribuição dos poliploides”, escrevem os autores, “mais ênfase deve ser colocada na cobertura do permafrost como um fator que moldou os padrões biogeográficos dos grupos poliploides nas regiões temperadas da Europa. ”