Un evento común para las plantas con flores es la duplicación del genoma completo (WGD), donde una planta obtiene cromosomas adicionales. A menudo se estudia en plantas maduras, pero también puede haber copias adicionales del genoma en el polen, y eso es un problema. Cuando cae sobre el estigma de una planta adecuada, el polen desarrolla un tubo polínico para entregar el esperma a los óvulos. Si el polen es poliploide, entonces ese esperma lleva más de una copia del genoma por ese tubo, y más de una copia causará diferencias a nivel de una sola célula. Entonces ¿Cómo afecta eso al tubo polínico?

Joseph Williams y Paulo Olivera examinaron parientes cercanos diploides y poliploides de Betula (Betuláceas) y Handroanto (Bignoniaceae). Ambas son perennes leñosas, pero Handroanto crece un tubo de polen más rápido que Betulia. Examinaron los tubos polínicos en busca de variaciones en el grosor de las paredes de los tubos, las circunferencias de los tubos y las tasas de crecimiento de los tubos polínicos (PTGRs). Luego usaron estas medidas para calcular el volumen de solutos importados por unidad de tiempo (VGR) y producción de pared celular (tasa de producción de pared, WPR).

“El tubo polínico es un excelente modelo para estudiar las consecuencias a nivel celular de la duplicación del genoma completo porque es una sola célula que funciona durante una sola fase del ciclo celular y su tasa de elongación, PTGR, está determinada completamente por la cantidad y la tasa de producción de nueva pared celular del tubo”, escriben los autores. "En ambos Betula y Handroanto, las especies poliploides tenían granos de polen maduros más grandes que a su vez formaban tubos polínicos más grandes y, por lo tanto, requerían la síntesis de más material de pared y la importación de más solutos por unidad de longitud del tubo. Ese costo adicional de materiales, calculado como el cambio en PTGR que ocurriría si un tubo polínico poliploide produjera sus paredes al mismo ritmo que su pariente haploide, impondría una penalización del 16-20 % a PTGR. El efecto del tamaño del tubo fue compensado en gran medida por tasas de construcción de paredes más rápidas en ambas especies hexaploides, lo que resultó en una aparente estasis evolutiva de PTGR."

“A pesar de las dificultades para medir los tubos polínicos usando microscopía óptica, nuestro enfoque nos permitió desacoplar los efectos energéticos y dimensionales a nivel celular de la poliploidía en el crecimiento del tubo polínico, con consecuencias para la reproducción y la evolución de las angiospermas en su conjunto. La poliploidía impuso un costo sustancial de materiales en forma de una circunferencia de tubo más grande, pero también generó efectos energéticos compensatorios, como lo indican las tasas de producción de paredes más rápidas, lo que resultó en estasis evolutiva de PTGR.”“Dados los ciclos generalizados de WGDs en angiospermas en relación con las gimnospermas, si los efectos dimensionales de la poliploidía actúan generalmente como un freno PTGR, nuestros resultados sugieren que la selección en las tasas biosintéticas durante la fase gametofítica masculina de los poliploides de angiospermas probablemente ha contribuido a que sus órdenes de magnitud sean más rápidos. PTGRs sobre los de las gimnospermas.”