La poliploidía, el fenómeno en el que un organismo tiene más de dos copias de cada cromosoma, es común en las plantas y juega un papel papel clave en la evolución de las angiospermas. Un proceso paralelo, el downsizing del genoma, en el que se reduce la cantidad de ADN por célula sin pérdida de cromosomas, se correlaciona con una mayor diversificación en grupos poliploides. El significado adaptativo de la poliploidía puede ser que permita que los poliploides se expandan a hábitats nuevos y diferentes en comparación con los diploides (plantas que contienen las dos copias estándar por cromosoma), aunque no se ha demostrado que esto sea uniforme. Pocos estudios han examinado las diferencias de hábitat y el tamaño del genoma entre complejos poliploides de especies estrechamente relacionadas a escala intercontinental.

En un artículo reciente publicado en Annals of Botany, Blanca M. Rojas-Andrés y colegas se propusieron hacer precisamente esto utilizando 20 especies de Veronica subsección Pentasepalae, un grupo estrechamente relacionado de plantas europeas y del norte de África que comprende niveles de ploidía de 2x (diploides), 4x, 6x y 8x. Los autores determinaron el nivel de ploidía de 680 individuos de más de 200 poblaciones y buscaron relaciones entre la ploidía y las variables ambientales. También determinaron la masa de ADN nuclear por célula para determinar si se ha producido una reducción del tamaño del genoma en este grupo.

El estudio encontró que los diferentes poliploides ocupan diferentes hábitats, con hexaploides y octoploides en regiones más frías, húmedas y estacionales en comparación con los diploides. Los tetraploides, que fueron los menos comunes de los niveles de ploidía, ocurrieron solo en áreas restringidas y no mostraron ningún patrón de distribución biogeográfica claro. La reducción del tamaño del genoma ocurre entre las poblaciones poliploides de Veronica, y los genomas hexaploide y octoploide se han reducido más que los tetraploides.

Considerados en el contexto de los patrones climáticos históricos, los poliploides de Veronica tienen un patrón general de norte a sur, con diploides en los refugios glaciares del sur, mientras que los octoploides se encuentran más al norte, por encima del límite del permafrost cuaternario. Un patrón de rango similar se ha encontrado en otros complejos poliploides europeos. La mayoría de las poblaciones estudiadas contenían un solo nivel de ploidía, pero los investigadores encontraron un área de convergencia donde la mezcla era más común. “La coexistencia de citotipos se detecta principalmente en los Balcanes occidentales, lo que indica que es una zona de contacto importante entre los citotipos”, escriben los autores. “El trabajo futuro debería centrarse en estas áreas de contacto a una escala más fina, incluido un mayor muestreo dentro de la población, trasplantes recíprocos, experimentos de jardín comunes y poliploides sintéticos, junto con análisis genómicos, para confirmar si la diferenciación ecológica de los citotipos es causada efectivamente por la poliploidía”.

En conjunto, los resultados sugieren que la distribución poliploide está influenciada tanto por la diferenciación del hábitat como por los patrones de refugio y el retroceso del permafrost durante el último máximo glacial. “Si bien muchos estudios han demostrado una influencia del retroceso del hielo en los patrones de distribución de los poliploides”, escriben los autores, “se debe poner más énfasis en la cobertura de permafrost como un impulsor que dio forma a los patrones biogeográficos de los grupos poliploides en las regiones templadas de Europa. ”