Embora a espécie seja um conceito útil em biologia, pode ser difícil dizer onde uma espécie começa e outra termina. Isso pode ser ainda mais difícil quando as espécies se hibridizam. Zhiqiang Lu e seus colegas examinaram o problema investigando um complexo de espécies de avelã. em Annals of Botany, seu novo estudo conclui que existem quatro grupos que poderiam ser chamados de espécies. Mas a hibridização deixou sua marca em sua composição genética.

Hibridização ocorre em muitas comunidades vegetais. Pode atuar como um atalho evolutivo ao aumentar a diversidade genética. Depois de misturar os genes de pais radicalmente diferentes, a prole pode produzir misturas entre os dois extremos e abrir novos nichos ecológicos. Essas novas populações podem formar novas espécies ou retrocruzar com um dos pais. Compreender o hibridismo pode ajudar a desvendar a história evolutiva de uma população de plantas.

Lu e colegas examinaram um complexo de espécies de avelãs chinesas (Corylus chinensis-Corylus fargesii). Eles amostraram 322 árvores, ao norte e ao sul do rio Yangtze, na China Central.

“Como nozes e amêndoas são importantes para a identificação taxonômica, primeiro usamos 219 espécimes com nozes e amêndoas coletadas no campo neste estudo para análises estatísticas morfológicas”, escrevem Lu e colegas. “Um total de 17 traços foram finalmente usados. As análises estatísticas foram então realizadas nas características morfológicas, e os agrupamentos fenotípicos foram identificados através da análise de componentes principais (PCA) usando o software PAST 3.0.”

Esses dados sobre as propriedades físicas da planta foram combinados com a genotipagem. Os botânicos descobriram que não era necessário sequenciar todas as árvores. “Como a maioria dos indivíduos da mesma população sempre compartilhou as mesmas sequências sem variação intrapopulacional, não sequenciamos todas as 322 árvores das 44 populações. No total, sequenciamos 260 árvores para três fragmentos de DNA. Obtivemos 520 cpDNA (matK e rbcL) e 538 sequências ITS (incluindo sequências clonadas) e alinhamos os dados da sequência por correção manual usando MAGA v5.”

Além das plantas, a equipe examinou dados climáticos. Analisar em que condições as plantas cresceram pode ajudar a revelar seus nichos. Seus resultados colidiram com o que se pensava anteriormente sobre avelã na China.

“Nossas análises estatísticas de características morfológicas revelaram quatro grupos que são amplamente inconsistentes com as classificações anteriores”, escreveram Lu e colegas. “Por exemplo, o cluster A inclui populações atribuídas às duas variedades de C. chinensis, enquanto algumas populações previamente identificadas como a variedade original de C. chinensis também foram colocadas nos clusters B e C, juntamente com aquelas previamente identificadas como a variedade original de C. fargesii ou var. latifolia. Esses novos aglomerados fenotípicos foram delimitados estatisticamente pela aparência da casca, quatro caracteres de brácteas, largura da folha, relação comprimento/largura da folha, número de nervuras laterais, comprimento do pecíolo, haste de infrutescência, relação comprimento/largura da noz e pubescência no ápice da noz , a maioria dos quais foram desconsiderados em delimitações de espécies anteriores.”

Esta análise foi confirmada pelos dados genéticos, que identificaram três clusters, e um quarto pode ter sido retrocruzado com um cluster adjacente.

Os cientistas também escreveram que havia diferenças rastreáveis ​​em suas localizações físicas. “Também é interessante que os quatro grupos fenotípicos mostraram grande diferenciação de nicho. Quatro clusters mostraram isolamento geográfico completo ou parcial, com distribuições disjuntas ou amplamente alopátricas. O isolamento geográfico deve ter contribuído muito para o isolamento intercluster das distribuições atuais. Embora as faixas de distribuição do cluster C e do cluster D se sobreponham, suas altitudes preferidas foram diferentes, o que pode resultar em isolamento reprodutivo, mas não em isolamento completo. Portanto, as diferenciações de nicho eram distintas entre cada par dos quatro clusters”.

Os resultados mostram que a diversidade da aveleira na China é resultado de hibridizações repetidas. Hazel na China hoje é um instantâneo de um padrão de mudança de colonização, cruzamento e diferenciação. Os autores esperam estudar mais a fundo até que ponto as barreiras geográficas e genéticas criaram essas espécies de avelã.