Cómo los rasgos inducidos por el medio ambiente pueden apoyar los ecosistemas vegetales

Los autores utilizan la progenie de Arabidopsis de padres de diferentes genotipos o cultivada en diferentes condiciones ambientales. Imagen: Salicyna / Wikimedia Commons

La diversidad de entornos parentales podría tener efectos comparables a la diversidad genética en Arabidopsis .

Cualquiera que haya estudiado biología en la escuela o más allá posiblemente recordará que se cree que la alta diversidad es un activo para cualquier ecosistema y aumenta su productividad y resistencia a las perturbaciones. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre los efectos de la alta diversidad en los ecosistemas se centran en la diversidad entre especies más que en la diversidad dentro de la misma especie. A pesar de esto, algunos estudios han indicado que la diversidad de rasgos dentro de la misma especie (diversidad intraespecífica) también respalda la alta productividad y resiliencia de los ecosistemas.

No está claro hasta qué punto la diversidad de rasgos intraespecíficos que beneficia la productividad y la resiliencia de los ecosistemas surge de la diversidad impulsada por la genética o la diversidad fenotípica impulsada por las diferencias ambientales. La base de este último puede ser la epigenética, modificaciones reversibles del ADN que pueden transmitirse de generación en generación. Puy y sus colegas en su artículo reciente en Annals of Botany diseñaron un experimento de dos generaciones usando Arabidopsis thaliana para probar hasta qué punto la diversidad genética y las diferencias impulsadas por el medio ambiente contribuyen a la diversidad intraespecífica. También consideran cómo esto puede afectar la posible resiliencia y productividad del ecosistema.

Los autores utilizan poblaciones de descendientes de Arabidopsisplantas de diferentes ecotipos genéticos. Los padres se cultivaron en condiciones ambientales constantes o variables. Luego, la progenie se cultivó como monocultivos o mezclas en la siguiente generación. Puy y sus colegas encontraron que las poblaciones mixtas derivadas de padres que crecieron en diferentes condiciones ambientales tienen una mayor diversidad fenotípica. Una serie de experimentos confirman que este efecto es transgeneracional (es decir, se hereda de las plantas parentales). Además, cuando se utilizó un tratamiento químico para eliminar un tipo particular de modificación epigenética, se perdió la diversidad de rasgos de las poblaciones de progenie mixta. Esto respalda las predicciones anteriores de que la diversidad fenotípica hereditaria impulsada por diferencias ambientales se basa en la epigenética y también puede contribuir sustancialmente a la diversidad intraespecífica de los ecosistemas.

Los autores también encuentran que las poblaciones mixtas con sus modificaciones epigenéticas reducidas eran menos productivas que las poblaciones de monocultivos, lo que indica que la pérdida extrema de los efectos hereditarios inducidos por el medio ambiente es perjudicial para la productividad en las comunidades mixtas. Sin embargo, no se encontró ningún efecto sobre la productividad en poblaciones genéticamente diversas o poblaciones de herencia ambiental mixta que no habían sido tratadas para eliminar las modificaciones epigenéticas.

Si bien la diversidad genética y heredable impulsada por el entorno puede, por lo tanto, no desempeñar un papel sustancial en la productividad en estos experimentos a relativamente corto plazo con plantas de Arabidopsis , los resultados de Puy y sus colegas respaldan un papel para la modificación epigenética heredable en diversos rasgos inducidos por el medio ambiente que son importantes para la productividad en comunidades mixtas. Como especulan los autores: «Este aspecto podría ser de particular importancia para enfrentar un cambio ambiental rápido, ya que los efectos transgeneracionales se han reconocido cada vez más como determinantes de la adaptación exitosa de las plantas al clima nuevo».  

Fuente: Botany

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