lirios espada son plantas perennes deslumbrantes y cormosas que pertenecen al género Gladiolo en la familia del iris (Iridáceas). La especiación de este género se originó en Sudáfrica y se desplazó hacia el norte hasta la cuenca del Mediterráneo, lo que dio lugar a diferentes morfologías florales, polinizadores y ploidías.
Una de las especies más comunes del género es gladiolo comunis que se sabe que tiene citotipos (es decir, plantas individuales de la misma especie tienen diferentes números de cromosomas). Las zonas de mezclas genéticas se han descrito como "laboratorios naturales para estudios evolutivos". desde 1988. Una teoría para las poblaciones poliploides mixtas es que una población puede superar a la otra.
El proyecto más reciente de Castro y compañeros de la Universidad de Coimbra y Universidad de Guelph (Canadá) investigado si existen barreras para la reproducción (por ejemplo, diferentes polinizadores, morfología de las flores o época de las flores) en las zonas de contacto tetraploide-octoploide en la Península Ibérica. Los científicos encontraron una prepolinización débil pero fuertes barreras post-polinizadoras, principalmente debido a la autofecundación y la selección gamética, lo que revela que las poblaciones poliploides mixtas pueden coexistir de manera estable.
Dra Mariana Castro en el Universidad de Coimbra (Portugal) escribió su proyecto de doctorado sobre “Ecología evolutiva de poliploides: comprensión de la coexistencia de especies en las zonas de contacto” en 2018. Su proyecto de investigación se centró en el bocado de oveja (Jason montana) y gladiolo comunis y el papel de la poliploidización y las zonas de contacto de los poliploides de nivel superior.
En la pantalla gladiolo comunis zona de contacto tetraploide-octoploide del centro de Portugal, los investigadores evaluaron la fenología de la floración, la morfología de las flores y el comportamiento de los polinizadores. Para registrar el comportamiento de los polinizadores, Castro y sus colegas monitorearon tres arreglos de 10 flores de las seis poblaciones entre las 9 am y las 4 pm. Para probar experimentalmente las barreras reproductivas, se utilizaron bulbos de tres poblaciones tetraploides y tres octoploides en un estudio de jardín común en el Jardín Botánico de la Universidad de Coimbra.
Se utilizaron un total de 102 plantas para numerosos experimentos de polinización manual para probar el papel de la carga de polen de la autopolinización, el cruce dentro de los citotipos y el cruce entre citotipos entre plantas de ploidía únicas y mixtas. También se registraron la fenología y la morfología de la floración para los experimentos de jardín comunes y los científicos calcularon los índices de aislamiento reproductivo (RI) basados en cada barrera para tetraploides y octoploides por separado. Finalmente, 250 plantas que constaban de proporciones 1:1 de plantas tetraploides y octoploides se dejaron en polinización abierta para evaluar la producción de descendencia (es decir, tetraploides, octoploides y hexaploides).
Castro y sus colegas encontraron que la fenología de la floración, la morfología de las flores y los patrones de comportamiento de las principales especies de polinizadores eran casi los mismos para el tetraploide y el octoploide. gladiolo comunis. En los experimentos de polinización controlada, el éxito reproductivo fue mayor para los octoploides que produjeron unas pocas semillas hexaploides. Las polinizaciones dentro de los mismos citotipos y entre tratamientos de ploidía mixta produjeron en su mayoría descendientes con la misma ploidía que los padres o la planta materna. En general, se calcularon valores de aislamiento reproductivo muy altos para todos los experimentos de polinización manual y polinización abierta.
Los investigadores explicaron, "debido a que la composición de la carga de polen determina tanto la aptitud del citotipo como la ploidía de la descendencia, y las zonas de contacto se caracterizan por diferentes arreglos espaciales de ploidía mixta, se espera que las interacciones entre los citotipos sean complejas en las zonas de contacto naturales". Concluyen, "este estudio revela el papel clave de la selección gamética en el éxito del engendramiento de citotipos y destaca la importancia de las estimaciones integrales a través de múltiples barreras reproductivas para comprender las interacciones de los citotipos en las zonas de contacto".
Si bien los diferentes citotipos no se pueden distinguir a simple vista, es interesante que los octoploides tuvieran un éxito reproductivo ligeramente mayor. En Sudáfrica, el punto crítico de biodiversidad para el género Gladiolo, los lirios espada diploides son los más comunes, mientras que los tetraploides y luego los octoploides son más comunes moviéndose hacia arriba hacia el Cuenca mediterranea.
Para obtener más información sobre las plantas poliploides, únase a la Serie de seminarios web sobre poliploidía organizado por el Dr. Mike Barker de la Universidad de Arizona.
