Los biólogos que usan datos moleculares para estudiar la dinámica evolutiva entre organismos estrechamente relacionados, como las poblaciones, buscan constantemente regiones del genoma con altas cantidades de variabilidad.
En un intento por responder a la pregunta de si los genes que muestran altos niveles de variabilidad entre diferentes especies también podrían ser útiles en estudios evolutivos a nivel de población, científicos en Brasil, Singapur y el Reino Unido se unieron para probar la utilidad de numerososgenes previamente encontrados para ser útiles en inferir relaciones de especies de cactus. Este estudio fue publicado en la edición de enero de Aplicaciones en Ciencias de las plantas .
"La pregunta era si podríamos usar el conocimiento previo para predecir si ciertos marcadores son útiles para los estudios filogeográficos. En otras palabras, ¿podrían las regiones que son variables entre especies estrechamente aliadas ser útiles en estudios intraespecíficos?", Explica Fernando Franco, profesor del Departamentode Biología en la Universidade Federal de São Carlos en Sorocaba, Brasil, y el autor correspondiente del estudio. "Para probar esto, utilizamos especies y poblaciones de Cereus - un género de la familia de los cactus. Estábamos más interesados en desarrollar este grupo como modelo biológico para estudios evolutivos. Los cactus generalmente están asociados con hábitats de baja humedad y pueden ser útiles como modelo para estudiar el impacto del cambio climático del Pleistoceno, por ejemplo."
Resulta que la respuesta a la pregunta de si es posible predecir la utilidad de los marcadores moleculares para los estudios filogeográficos es: no siempre es así de simple ". Nuestros datos concuerdan con la noción de alta tasa de evolución-heterogeneidad de los marcadores molecularesen plantas. Además, proporcionamos un estudio de caso donde esta heterogeneidad parece aumentar en las primeras etapas de diferenciación de la población ".
Las diferencias en las secuencias de ADN pueden acumularse a diferentes velocidades en diferentes linajes ". En general, las tasas de evolución molecular son algo constantes a lo largo del tiempo en los animales. Sin embargo, en las plantas, y especialmente en el ADN del cloroplasto, las tasas de evolución son extremadamente variables en ambostiempo y linajes ", explica Franco. Esto significa que la misma región de ADN puede evolucionar rápidamente en una especie y muy lentamente en la otra.
La tasa de heterogeneidad plantea un desafío práctico para los investigadores interesados en las preguntas a nivel de población en el árbol de la vida de la planta. Debido a que la tasa de evolución, y, por lo tanto, la cantidad de variación, no es constante, un paso de selecciónes necesario descubrir regiones del genoma con suficiente variabilidad entre individuos de la especie objetivo. Esto puede hacer que los proyectos filogeográficos requieran mucho trabajo y costos.
Franco concluye: "La mayoría de los investigadores suponen que los marcadores moleculares que muestran variabilidad entre especies, como en un estudio filogenético, son candidatos potenciales para realizar estudios a nivel de población. Si bien esto puede ser el caso, esta predicción no siempre es cierta.Por esta razón, recomendamos que al diseñar un experimento, el paso de selección inicial debe considerar las unidades biológicas es decir, especies, subespecies, poblaciones que estén lo más cerca posible de las unidades objetivo a estudiar ".
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Materiales proporcionados por Sociedad Botánica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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