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Un nuevo enfoque genómico permite reconstruir relaciones evolutivas a distintas escalas Friday, 19 de October de 2018 | Gabinete de Prensa

 

►      Un estudio recientemente publicado en la prestigiosa revista New Phytologist, en el que han participado cuatro investigadores del Real Jardín Botánico (RJB-CSIC) muestra cómo el empleo de una moderna técnica de secuenciación dirigida llamada Hyb-Seq permite reconstruir relaciones filogenéticas a distintas escalas evolutivas, desde individuos a poblaciones y especies

 

►      El organismo elegido para este estudio ha sido la "tabaiba" Euphorbia balsamifera que consta de tres subespecies que corresponden a tres clados bien apoyados estadísticamente. La diversificación de esta especie sucedió durante un período que va desde el Mioceno superior al Pleistoceno y su patrón de distribución estuvo ligado a cambios climáticos

 

 

Hay dos tipos de procesos que rigen la evolución de los organismos vivos: los microevolutivos -referidos a la evolución de individuos y poblaciones en tiempos más o menos recientes- y macroevolutivos -referidos a la evolución de especies y táxones supraespecíficos durante períodos de tiempo dilatados-. Durante mucho tiempo estos procesos se han estudiado de forma separada porque implican mecanismos, métodos de análisis, y fuentes de datos distintos. Los procesos microevolutivos aluden a fenómenos tales como mutaciones, migraciones y deriva genética, y su estudio normalmente implica el análisis de ADN repetitivo o de marcadores moleculares que varían a nivel individual dentro de una población.

 

Los procesos macroevolutivos se refieren a fenómenos tales como la especiación, extinción y dispersión, y su estudio implica habitualmente el análisis de marcadores moleculares de ADN menos variables en uno o varios individuos por especie. Los métodos de análisis en la escala microevolutiva se basan en aproximaciones numéricas de genética de poblaciones, mientras que la escala macroevolutiva emplea métodos probabilistas para construir árboles filogenéticos. Esta diferencia entre datos y metodología hace muy difícil la combinación de ambos niveles.

 

Un estudio recientemente publicado en New Phytologist, en el que han participado cuatro investigadores del Real Jardín Botánico (RJB-CSIC) de Madrid -Tamara Villaverde, Mario Rincón-Barrado, Ricarda Riina e Isabel Sanmartín-, muestra cómo el uso de una nueva técnica genómica, la secuenciación dirigida con barrido genómico (Hyb-Seq), permite integrar estos dos niveles, micro y macroevolutivos, en un único análisis, al proporcionar datos de secuencias de ADN con variación tanto a nivel poblacional como de especie e incluso supraespecífica (a nivel de subgénero).

 

La principal ventaja de Hyb-Seq frente a otras técnicas es que permite generar, con un coste moderado, secuencias de ADN para un número muy elevado de marcadores moleculares y en cientos de individuos dentro de una especie. "Nuestro equipo utilizó esta técnica para secuenciar 431 genes nucleares no repetitivos, y de manera parcial, el ADN plastidial de Euphorbia balsamifera", comenta Isabel Sanmartín, directora de la investigación. "Otra ventaja es que funciona muy bien con material de herbario antiguo, incluso remontándose a finales del siglo XIX", apunta Ricarda Riina.

 

Euphorbia balsamífera, como organismo de estudio

 

Para mostrar la utilidad de esta  nueva técnica, el equipo del RJB-CSIC ha utilizado como organismo de estudio la "tabaiba", Euphorbia balsamifera. Se trata de una especie que ha sido objeto de numerosos estudios taxonómicos por su curiosa distribución geográfica disyunta, con subespecies presentes a ambos lados del continente africano, en Canarias y en la Península Arábiga y Somalia. Este patrón de distribución es conocido como Rand Flora.

 

Los resultados obtenidos permiten confirmar que Euphorbia balsamifera en realidad estaría formada por tres subespecies, una subespecie canaria, balsamifera; otra de distribución al este de África, adenensis, y una tercera, sepium, que se distribuiría por el Sahel occidental. La divergencia de estas subespecies se remonta a unos 10 y 5 millones de años atrás, respectivamente, en el período conocido como Mioceno-Plioceno, y se explicaría por cambios climáticos, la aridificación que experimentó el Norte de África y que culminó con la formación del Desierto del Sahara.

 

El estudio ha servido además para demostrar que "el uso de material de herbario antiguo, y por tanto la obtención de secuencias de ADN muy fragmentadas, no es un impedimento a la hora de aplicar esta técnica genómica", señala Tamara Villaverde. "Esto es importante en un momento en el que la museómica -la preservación de ADN de especies o poblaciones extintas en colecciones de Historia Natural-, ha cobrado una gran relevancia", añade la investigadora. En concreto, "en Euphorbia balsamifera nos permite trazar el efecto del cambio climático desde hace millones de años hasta la actualidad", concluye Isabel Sanmartín.

 

Portada de la revista


La curiosidad divulgativa de este artículo la ofrece una de las fotografías del estudio realizada por la investigadora Ricarda Riina y con la que se ilustra la portada del número de la revista. Además ofrece un original blog "Behind the cover" donde se cuenta cómo fue tomada la imagen y otras curiosas descripciones de la misma.

 

 

Tamara Villaverde (Real Jardín Botánico, RJB-CSIC), Lisa Pokorny (Royal Botanic Gardens Kew), Sanna Olsson (INIA-CIFOR), Mario Rincón-Barrado (Real Jardín Botánico, RJB-CSIC), Matthew G. Johnson (Texas Tech University), Elliot M. Gardner (The Morton Arboretum), Norman J. Wickett (Chicago Botanical Garden), Julia Molero (Universitat de Barcelona, Facultad de Farmacia), Ricarda Riina (Real Jardín Botánico, RJB-CSIC) and Isabel Sanmartín (Real Jardín Botánico, RJB-CSIC). 'Bridging the micro- and macroevolutionary levels in phylogenomics: Hyb-Seq solves relationships from populations to species and above'. New Phytologist, Vol. 220 Nº 2 Oct. 2018. DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15312

 

 

 

 

 

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Portada de la revista. A la derecha la imagen tomada por Ricarda Riina

 

Portada de la revista. A la derecha, la imagen tomada por Ricarda Riina que la ilustra.

 

 

 

Subespecie balsamifera. Fuerteventura

 

Subespecie balsamifera. Fuerteventura. Fotografía: Tamara Villaverde, RJB-CSIC

 

 

 

Subespecie sepium. Sahara.

 

Subespecie sepium. Western Sahara. Fotografía Ricarda Riina, RJB-CSIC

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