La generación de nuevas especies a partir de cromosomas holocéntricos

El profesor Antonio Marcial Escudero, del departamento de Biología Vegetal y Ecología de la US, junto con dos compañeros de la Universidad de Basilea (Suiza), han estudiado los procesos de creación de nuevas especies en función de los tipos de cromosoma de la especie original.

La mayoría de los seres vivos, incluidos los humanos, tenemos cromosomas monocéntricos, es decir, con un solo centrómero. Sin embargo, varios linajes de animales y de plantas presentan cromosomas holocéntricos. En dichos cromosomas las fibras del huso acromático no se unen a un único punto del cromosoma durante las divisiones celulares, sino que se unen a cinetocoros que se distribuyen a lo largo de todo el cromosoma. Sin embargo, la teoría clásica de evolución cromosomática no tiene esto en cuenta.

La evolución cromosomática es uno de los mecanismos más importantes que desencadenan procesos de especiación (la generación de una nueva especie) o refuerzan procesos de especiación ya iniciados. Un proceso de especiación cromosomática se desencadena como resultado de una mutación cromosomática.

Los organismos con cromosomas holocéntricos pueden conservar de manera mucho más fácil las nuevas variantes cromosomáticas que se generan, lo cual no ocurre en organismos con cromosomas monocéntricos. La teoría de evolución cromosomática, basada en organismos con cromosomas monocéntricos, plantea el problema de la exclusión del citotipo minoritario. La mutación cromosomática probablemente limitará el flujo génico entre los individuos que llevan la nueva variante cromosomática y los individuos que llevan la variante cromosomática ancestral. Es decir, las nuevas variantes cromosomáticas están en desventaja con la ya establecida variante cromosomática ancestral y sufren un problema casi seguro de exclusión y por lo tanto no se desencadenará ningún proceso de especiación.

En su artículo, publicado en la revista Trends in Ecology and Evolution, los investigadores de la Universidad de Sevilla argumentan que los organismos con cromosomas holocéntricos no tienen este problema de la exclusión del citotipo minoritario, ya que es muy frecuente encontrar especies con cromosomas holocéntricos con varios, a veces muchos, citotipos diferentes. Es decir, los individuos con diferentes citotipos son capaces de aparearse entre sí, al menos entre individuos con citotipos diferentes pero cercanos. La limitación al flujo génico se refleja sólo entre variantes cromosomáticas más divergentes y es ahí donde se puede desencadenar el proceso de especiación. Esto convierte a los organismos con cromosomas holocéntricos en organismos modelo para estudiar procesos de evolución y especiación cromosomática.

Finalmente, el trabajo también describe cómo los nuevos enfoques con modelos evolutivos permiten la cuantificación del impacto macroevolutivo de la especiación cromosómica y la capacidad de distinguir los mecanismos evolutivos asociados (disfunción híbrida, supresión de la recombinación o una combinación de ambos).

Referencia bibliográfica

A holocentric twist to chromosomal speciation?; Kay Lucek, Hannah Augustijnen, Marcial Escudero; Volume 37, issue 8, p655-662, August 01, 2022; DOI:https://doi.org/10.1016/j.tree.2022.04.002