Cuando un petirrojo regresa a su nido con una lombriz de tierra, todos los polluelos piden, pero solo uno recibirá esta comida. Si bien a mamá le interesa asegurarse de que todos sus bebés prosperen, cada pajarito se preocupa por sí mismo, lo que origina una competencia.
Un escenario análogo al ejemplo anterior ocurre en las flores del mismo árbol, y una reciente investigación realizada por científicos de la Universidad de Washington en San Louis, revela la sorprendente forma en que las disputas familiares en materia de semillas impulsan una rápida evolución.
Datos genómicos
Los investigadores descubrieron que el conflicto sobre la cantidad de recursos que recibe una descendencia de sus padres parece jugar un papel especial en el desarrollo de ciertos tejidos en las semillas.
Las semillas de las plantas contienen tejidos que representan tres parientes genéticos distintos: la madre, el embrión y un extraño tejido triploide llamado endospermo, el cual participa en la transferencia de nutrientes de la madre al embrión.
Para aclarar la disputa entre estas tres partes sobre la cantidad de recursos que se le debe dar al embrión, el equipo de investigadores analizó los datos genómicos de la planta modelo Arabidopsis thaliana.
En datos genómicos publicados previamente para Arabidopsis, los investigadores identificaron los genes especializados para diferentes partes del cuerpo de una planta parental, así como los de los tejidos y sub-tejidos de la semilla, y posteriormente compararon las tasas de evolución adaptativa en los genes que controlan el crecimiento en diferentes partes de las plantas.
Tasas evolutivas más altas
Este análisis reveló tasas de evolución adaptativa más altas para los genes regulados al alza en las semillas, en comparación con las tasas en otros órganos de las plantas, como brotes florales, tallos, rosetas de hojas y raíces.
Adicionalmente, el equipo encontró más evidencia de evolución adaptativa en los genes expresados en el endospermo y en los tejidos maternos que en los embriones, y más en los tejidos secundarios de las semillas que están específicamente involucrados en la transferencia de nutrientes.
Además de confirmar que las familias de plantas tienen el mismo tipo de disputas que los animales, en lo que respecta a la obtención de recursos, los resultados apoyan las predicciones de que el conflicto evolutivo no solo proviene de enemigos implacables, como los anfitriones y los patógenos, sino también de disputas menores dentro de las familias.
Los autores expresaron que las interacciones exploradas en este estudio podrían tener implicaciones para el mejoramiento del tamaño y el valor nutricional de las semillas, lo que resulta importante para los seres humanos, dado que dependemos de granos como el arroz, el trigo, la cebada y la quinua como fuentes principales de alimentos en todo el mundo.
Referencia: Family quarrels in seeds and rapid adaptive evolution in Arabidopsis. PNAS 2019. https://doi.org/10.1073/pnas.1817733116