Científicos de China, descubren que, la historia poblacional, no la edad, determina la importancia genómica de los árboles antiguos
Beijing, China, Asia.- Los árboles antiguos —aquellos que son extraordinariamente viejos para su especie— están disminuyendo en todo el mundo, lo que genera preocupación por la pérdida de la historia ecológica y evolutiva que representan. Su excepcional longevidad ha fomentado durante mucho tiempo la idea de que actúan como reservorios genéticos, preservando la variación que podría haberse perdido en poblaciones más jóvenes. Pero, ¿la gran edad por sí sola hace que un árbol antiguo sea genéticamente único?
Un nuevo estudio genómico del ciprés de pantano chino (Glyptostrobus pensilis), en peligro crítico de extinción, sugiere que la importancia genética de un árbol antiguo depende menos de su edad que de la historia de su población.
En un estudio publicado en Nature Plants el 11 de agosto, investigadores del Jardín Botánico del Sur de China (SCBG) de la Academia China de Ciencias (CAS) y la Universidad de Uppsala descubrieron que los árboles antiguos distan mucho de ser genéticamente uniformes. Algunas especies conservan variaciones genéticas raras, escasamente representadas en otros lugares, mientras que otras albergan principalmente variaciones genéticas ya presentes en poblaciones silvestres o cultivadas supervivientes.
El ciprés de pantano chino es la única especie viva del género Glyptostrobus, una conífera relicta de humedal que alguna vez estuvo extendida por todo el hemisferio norte. Hoy en día, la especie sobrevive principalmente en el sur de China, con poblaciones dispersas en Vietnam y Laos. Quedan aproximadamente 100 árboles antiguos geográficamente dispersos, junto con unas 10 poblaciones silvestres muy pequeñas y rodales cultivados establecidos en su mayoría en las últimas cinco décadas. El estudio definió los árboles antiguos como aquellos con más de 100 años.
Esta inusual combinación de árboles antiguos, silvestres y cultivados ofrece una oportunidad única para diferenciar los efectos de la edad del árbol de los de la historia de la población.
En este estudio, los investigadores analizaron 59 localidades del sur de China y Vietnam y realizaron la secuenciación del genoma completo de 147 árboles, incluyendo 64 ejemplares antiguos, 33 silvestres y 50 cultivados. Los análisis genómicos mostraron que los árboles antiguos no compartían un origen común. Treinta y ocho estaban estrechamente relacionados con poblaciones silvestres cercanas, lo que sugiere introducciones locales históricas, a veces procedentes de fuentes limitadas, mientras que los 26 restantes eran más consistentes con vestigios naturales dejados tras el declive de poblaciones anteriores.
«Estos árboles antiguos pueden parecer de edad similar, pero sus genomas cuentan historias históricas muy diferentes», afirmó Zhang Weiping, del Jardín Botánico de Carolina del Sur (SCBG), primer autor del estudio. «Algunos son probablemente restos de antiguas poblaciones naturales, mientras que otros reflejan una larga historia de introducción y cultivo por parte del ser humano».
Los análisis genómicos poblacionales identificaron además tres grupos genéticos: dos linajes genéticos altamente diferenciados, los linajes Zhujiang y Minjiang, y un pequeño grupo con ascendencia mixta que conservaba niveles relativamente altos de variación genética ancestral. Los investigadores descubrieron que la diversidad genética, la endogamia y la carga de mutaciones deletéreas variaban mucho más según el linaje genético que según si los árboles eran antiguos, silvestres o cultivados. Además, los árboles antiguos en su conjunto no mostraron consistentemente mayor diversidad genética ni características genómicas más favorables que los árboles más jóvenes.
El contraste más marcado se observó en la variación genética rara. Los árboles antiguos relictos naturales conservaron una variación genética sustancialmente mayor, escasamente representada en las poblaciones silvestres y cultivadas actuales, que los árboles antiguos introducidos históricamente. Las simulaciones mostraron además que la pérdida de árboles relictos naturales, o de árboles antiguos de ciertos linajes genéticos, podría reducir la diversidad de nucleótidos general de la especie hasta en un 15,1 %.
«La longevidad por sí sola no hace que un árbol antiguo sea genéticamente irremplazable», afirmó KANG Ming, del SCBG, autor principal del estudio. «Lo que importa es la historia evolutiva que porta ese individuo y si el mismo legado genético aún sobrevive en otros lugares».
El problema es particularmente urgente para el ciprés de pantano chino. De los 64 árboles antiguos estudiados, 39 (60,9 %) se clasificaron como en mal estado o moribundos. A medida que estos árboles declinan, los legados genéticos preservados en solo unos pocos individuos podrían desaparecer con ellos.
«Los árboles antiguos merecen protección por muchas razones, más allá de la genética», afirmó Martin Lascoux, de la Universidad de Uppsala, otro de los autores principales del estudio. «Pero la genómica puede aportar información adicional, ayudando a los conservacionistas a preservar no solo los árboles viejos en sí, sino también la historia evolutiva que portan».
Para las especies raras y en peligro de extinción, esta información genómica puede complementar las medidas de protección existentes basadas en la edad, la importancia ecológica, el valor cultural y la relevancia histórica. También puede ayudar a identificar individuos que representan linajes evolutivos distintivos o a preservar la variación genética que está poco representada en otros lugares, según Kang.
Cinco cipreses de pantano chinos antiguos que muestran una escasa diversidad genética.
fila delgada shangwao, Jiangxi, China. (imagen de Zhang Weiping)
