La història evolutiva de les gramínies del gènere “Anthoxanthum” (Botànica mediterrània, 17/2017)

Sota el gènere Anthoxanthum, Linné va classificar tota una sèrie de gramínies silvestres de primavera. Aquest gènere el trobem en climes diversos, temperats i subtropicals, del Vell Món i, de manera introduïda, en llocs d’Austràlia, Nova Zelanda i Amèriques. En conseqüència, és un gènere també molt divers quant a morfologia i ecologia. Tant la classificació interna del gènere Anthoxanthum com la delimitació amb altres gèneres de la família (Hierochloe, Centotheca, Crypsis, Dichelachne, Dimeria, Festuca, Perotis, Saccharum) ha estat matèria de controvèrsia. La genètica comparada ha mostrat que moltes espècies i variants d’aquest gènere són poliploides, és a dir tenen dotacions cromosòmiques superiors a la dotació diploide basal (2n). Això assenyala una complexa història de diversificacions i creuaments. Això mateix fa que el gènere Anthoxanthum tingui interès com a subjecte de la botànica evolutiva. Un exemple d’aquest interès el trobem en un article a Annals of Botany, d’un grup d’investigadors txecs, encapçalat per Zuzana Chumová, que reconstrueix la filogènia del genoma diploide d’Anthoxanthum.

”Anthoxanthum odoratum” és l’espècie tipus d’aquest gènere de gramínies. Linné la seleccionà perquè, com a espècie del nord d’Europa, li era més familiar. “A. odoratum” és una espècie comuna en prats de sòls acídics i torberes

Filogènia diploide i ecogeografia per entendre la història evolutiva d’Anthoxanthum

Zuzi Chumova és una genetista del Departament de Botànica de la Facultat de Ciències de la Univerzita Karlova de Praga. Alhora, també és investigadora de l’Institut de Botànica de l’Acadèmia Txeca de Ciències, de Průhonice.

La genetista Eliška Záveská, vinculada també al Departament de Botànica de la Karlova, és investigadora de l’Institut de Botànica de la Universitat d’Innsbruck.

Terezie Mandáková és membre del Grup de Citogenòmica Vegetal de l’Institut de l’Europa Central de Tecnologia, centre adscrit a la Masarykova Univerzita, de Brno.

El botànic molecular Karol Krak és membre de la Facultat de Ciències Ambientals de la Česká Zemědělská Univerzita de Praga. Al mateix temps, és investigador de l’Institut de Botànica de Průhonice.

La supervisió d’aquesta recerca ha anat a càrrec de Pavel Trávníček, membre del Departament de Citometria de Flux de l’Institut de Botànica de Průhonice.

Els objectius d’aquest estudi eren:
– identificar els llinatges evolutius de les formes diploides del gènere Anthoxanthum i la llur diferenciació genètica.
– reconstruir la distribució geogràfica de la forma diploide que hi hauria a la base de les espècies poliploides de l’àrea mediterrània.
– reconstruir les rutes d’expansió geogràfica del gènere Anthoxanthum.

Chumová et al. entenien que el coneixement de la filogènia diploide i l’ecogeografia d’Anthoxanthum oferiria un fonament per entendre la història evolutiva, els patrons de diversificació i la taxonomia d’aquest gènere.

Una consulta a ThePlantlist ens mostra 162 epítets específics associats al gènere Anthoxanthum corresponents a disset espècies:
A. dregeanum (El Cap, Sud-àfrica).
A. tongo (El Cap, Sudàfrica).
A. ecklonii (Àfrica Austral).
A. madagascariense (Madagascar).
A. aethiopicum (Etiòpia).
A. nivale (distribuïda pel climes tropicals de muntanya de l’Àfrica Central).
A. amarum (Península Ibèrica).
A. aristatum (Conca Mediterrània i Macaronèsia).
A. gracile (Conca Mediterrània).
A. ovatum (Conca Mediterrània).
A. borii (Índia).
A. hookeri (Àsia Oriental).
A. pallidum (Àsia Oriental).
A. sikkimense (Àsia oriental).
A. japonicum (Illa de Honshu).
A. odoratum (distribució paleàrtica i naturalitzada en punts d’Amèrica)

De tota aquesta diversitat, Chumová et al. seleccionaren únicament els tàxons diploides, és a dir els que tenen una dotació de 10 cromosomes (5 parells de cromosomes): Anthoxanthum gracile, Anthoxanthum alpinum, Anthoxanthum aristatum, Anthoxanthum ovatum, Anthoxanthum maderense i la forma diploide mediterrània. D’aquests tàxons obtingueren diverses seqüències:
– de dues regions del cromosoma plastidial, concretament les regions trnL-trnF i rpl32-trnL. Són regions altament conservades del genoma dels cloroplasts en totes les plantes superiors.
– de la regió nrDNA ITS, corresponents als gens ribosomals del genoma nuclear.

També empraren una tècnica d’hibridació in situ amb fluorescència per localitzar cromosòmicament els gens ribosomals.

De cadascun dels tàxons estudiats es modelitzà el nítxol climàtic, és a dir les condicions ambientals (temperatura, precipitacions, etc.) que li serien òptimes. Es va fer una modelització espacio-temporal de les formes ancestrals deduïdes de la comparació de seqüències.

La reconstrucció de la forma ancestral d’Anthoxanthum

De les espècies diploides analitzades, tan sols es reconeixen dos llinatges ben diferenciats: A. gracile i A. alpinum. Els altres tàxons constitueixen un grup mixt. La hibridació in situ els permet reconstruir el cariotip ancestral d’Anthoxanthum, que s’ha conservat en A. gracile.

L’ancestre d’Anthoxanthum hauria viscut a la Mediterrània. El seu origen i primera diversificació hauria tingut lloc en el Miocè. Posteriorment, ja en el Pleistocè, hauria tingut lloc una nova diversificació, alhora que haurien començat els fenòmens de poliploïdia.

“Anthoxanthum gracile” és un exemple de forma diploide de la Mediterrània. En certa forma, és una relíquia de l’ancestre comú de les formes actuals del gènere “Anthoxanthum”

Pel que fa a les formes diploides contemporànies de la regió mediterrània haurien estat presents a la zona en els darrers 120.000 anys i, en certa mesura, serien les més properes des d’un punt de vista ecològic i genètic a l’ancestre comú.

La diversificació del gènere Anthoxanthum continua en l’actualitat. Això explica que no sigui possible destriar clarament les relacions taxonòmiques amb l’ús de les dades moleculars en tots els casos. No obstant, les tècniques clàssiques de classificació van poder avançar gràcies a una diversificació ecològica més marcada.

Lligams:

The Mediterranean: the cradle of Anthoxanthum (Poaceae) diploid diversity. Zuzana Chumová, Eliška Záveská, Terezie Mandáková, Karol Krak, Pavel Trávníček. Ann Bot 2017 mcx021. doi: 10.1093/aob/mcx021.

Arxivat a Ciència i Tecnologia

I tu, què en penses? Deixa'ns el teu comentari!

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s

%d bloggers like this: