Um evento comum para plantas com flores é a duplicação do genoma inteiro (WGD), onde uma planta obtém cromossomos extras. Muitas vezes é estudado em plantas maduras, mas também pode haver cópias extras do genoma no pólen, e isso é um problema. Quando pousa em um estigma de planta adequado, o pólen desenvolve um tubo polínico para entregar o esperma aos óvulos. Se o pólen for poliploide, então aquele espermatozóide está carregando mais de uma cópia do genoma naquele tubo, e mais de uma cópia causará diferenças no nível de uma única célula. Então como isso afeta o tubo polínico?
Joseph Williams e Paulo Olivera examinaram parentes próximos diploides e poliploides de Betula (Betulaceae) e Handroanthus (Bignoniaceae). Ambas são perenes lenhosas, mas Handroanthus cresce um tubo polínico mais rápido do que Betúlia. Eles examinaram os tubos polínicos em busca de variações nas espessuras das paredes dos tubos, nas circunferências dos tubos e nas taxas de crescimento dos tubos polínicos.PTGRs). Eles então usaram essas medidas para calcular o volume de solutos importados por unidade de tempo (VGR) e produção de parede celular (taxa de produção de parede, WPR).
“O tubo polínico é um excelente modelo para estudar as consequências no nível celular da duplicação do genoma inteiro porque é uma única célula que funciona durante uma única fase do ciclo celular e sua taxa de alongamento, PTGR, é determinado inteiramente pela quantidade e taxa de produção da nova parede celular do tubo”, escrevem os autores. "Em ambos Betula e Handroanthus, as espécies poliploides tinham grãos de pólen maduros maiores que, por sua vez, formavam tubos polínicos maiores e, portanto, exigiam a síntese de mais material de parede e a importação de mais solutos por unidade de comprimento do tubo. Esse custo de materiais adicionados, calculado como a mudança em PTGR que ocorreria se um tubo polínico poliploide produzisse suas paredes na mesma taxa que seu parente haplóide, impôs uma penalidade de 16 a 20% sobre PTGR. O efeito do tamanho do tubo foi amplamente compensado por taxas de construção de parede mais rápidas em ambas as espécies hexaploides, resultando em uma aparente estase evolutiva de PTGR. "
“Apesar das dificuldades em medir os tubos polínicos usando microscopia de luz, nossa abordagem nos permitiu desacoplar os efeitos dimensionais e energéticos da poliploidia no crescimento do tubo polínico em nível celular, com consequências para a reprodução e evolução das angiospermas como um todo. A poliploidia impôs um custo substancial de materiais na forma de circunferência de tubo maior, mas também gerou efeitos energéticos compensadores, conforme indicado por taxas de produção de parede mais rápidas, resultando em estase evolutiva de PTGR.”“Dados os ciclos generalizados de GTDs nas angiospermas em relação às gimnospermas, se os efeitos dimensionais da poliploidia geralmente atuam como um freio na PTGR, nossos resultados sugerem que a seleção nas taxas biossintéticas durante a fase gametofítica masculina de angiospermas poliplóides provavelmente contribuiu para suas ordens de grandeza mais rápidas PTGRs sobre os das gimnospermas.
