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Ceratodon amazonum, una especie nueva de musgo que destaca por la ausencia de machos

La evolución y morfología de esta nueva especie han sido estudiadas en dos artículos científicos publicados en las revistas American Journal of Botany y Taxon, como parte de la tesis doctoral de Marta Nieto Lugilde.
Investigadores de la Universidad de Murcia (UMU) han descrito una nueva especie para la ciencia, a la que han llamado Ceratodon amazonum. El nombre hace referencia a las amazonas, tribu de la mitología griega formada y gobernada en su totalidad por mujeres guerreras, ya que no se han encontrado machos. “Todo surgió cuando nos imaginamos las poblaciones de Sierra Nevada formadas por atrevidas guerreras luchando solas por sobrevivir”, señala Nieto Lugilde, quien añade que aunque la nueva especie es muy abundante en Sierra Nevada (España), suele ser más rara a medida que nos alejamos del macizo montañoso; a pesar de esto se han hallado muestras en la Región de Murcia. Rosa María Ros Espín, Olaf Werner, Marta Nieto Lugilde y Stuart McDaniel en Sierra Nevada tras un césped de Ceratodon amazonum
 
Además de la doctoranda, los científicos de la UMU involucrados en estos hallazgos han sido Olaf Werner, Samah Mohamed Rizk y Rosa María Ros Espín que dirige el grupo de investigación “Sistemática Molecular, Filogeografía y Conservación en Briófitos”. También han colaborado en estos trabajos otros investigadores de la Universidad de Florida (EE UU) y de la Universidad de South Bohemia (República Checa).
 
Los resultados muestran que estas “guerreras” están estrechamente relacionadas con la especie C. purpureus. “Demostramos que durante la evolución de este nuevo musgo el tamaño de su genoma ha aumentado un 25% en comparación con la cosmopolita C. purpureus y que la frecuencia de los machos ha disminuido significativamente”, explica Ros Espín, codirectora de la tesis. 
 
Aunque no se han encontrado ni machos ni evidencia de reproducción sexual reciente en la nueva especie, la diversidad genética entre las plantas es relativamente alta. Todo ello hace pensar que no necesita al ejemplar macho para reproducirse, sino que probablemente se propaga de manera asexual. Es decir, “se multiplica por fragmentación de las plantas, ya que cada trocito de ellas tiene la capacidad de regenerar una planta completa de nuevo, la cual es genéticamente idéntica a la planta de la que procede”, añade la investigadora principal, quien sostiene que no se conocen otros casos en musgos en los que la pérdida de machos se haya asociado con los procesos por los que se originan nuevas especies. Ello resalta la complejidad de los mecanismos de especiación en estas plantas.
 
Estas investigaciones han sido financiadas por el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Ministerio de Economía y Competitividad.
 
La biología molecular al servicio de la botánica
 
Las técnicas actuales de biología molecular han permitido a los científicos de la UMU realizar un estudio profundo de las poblaciones del género Ceratodon en las zonas montañosas de la región Mediterránea y compararlas con las de otras cordilleras y tierras bajas, principalmente del sur de Europa. “Hicimos análisis genéticos de parentesco, medimos la cantidad de ADN en los núcleos de las células y determinamos el sexo de las plantas recolectadas en el campo; también estudiamos y medimos a nivel microscópico muchos caracteres morfológicos, tanto en plantas crecidas en el campo como cultivadas en el laboratorio”, describe el investigador Olaf Werner.
 
Los investigadores barajan la hipótesis de que C. amazonum haya ganado ADN en el cromosoma sexual, que comprende casi un tercio de su genoma. En otros organismos los cromosomas sexuales también acumulan material genómico rápidamente, lo que acarrea importantes consecuencias evolutivas y ecológicas. Además se ha detectado un grupo de muestras que presenta un genoma híbrido entre C. amazonum y C. purpureus, en el que el tamaño del genoma es aproximadamente la suma de los genomas de ambas especies.
 
El estudio comparativo de las muestras recolectadas en campo con las cultivadas in vitro llevan a la conclusión de que C. amazonum se distingue morfológicamente de C. purpureus e incluso del grupo híbrido. A pesar de que los resultados concluyen que las diferencias morfológicas observadas se deben principalmente a factores ambientales, los factores genéticos también tienen importancia.
Siglos de investigaciones centradas en los musgos
 
Los musgos pertenecen al grupo de plantas denominado briófitos (plantas no vasculares). Realizan importantes funciones en los ecosistemas: amortiguan la desertización, regulan los niveles de agua en los cauces de los ríos, constituyen el hábitat donde se alimentan y protegen muchos microorganismos y pequeños animales. 
 
Los investigadores que se dedican a la delimitación de especies de musgos han dedicado mucho esfuerzo al género Ceratodon desde su descripción en 1826 por el botánico suizo Samuel Élisée von Bridel. Sin embargo, la gran diversidad morfológica de C. purpureus, su amplia distribución por todos los continentes y el crecer sobre gran variedad de sustratos ha dificultado durante mucho tiempo esta tarea. 
 
Stuart F. McDaniel, de la Universidad de Florida, y coautor de los estudios realizados en la UMU, lleva años estudiando diferentes aspectos de la biología de C. purpureus, y en 2005 publicó que el flujo génico entre las poblaciones del Hemisferio Norte y del Hemisferio Sur era frecuente, pero que las poblaciones tropicales (entre ellas las de la región Mediterránea) estaban más aisladas genéticamente. Estas observaciones sugirieron que el nivel de muestreo era insuficiente para detectar la estructura de las poblaciones de esta especie y animaron a los investigadores de la UMU a abordar este estudio.
 
En la actualidad observamos que el cambio climático afecta a la proporción de hembras en especies animales como la tortuga y por tanto a su evolución, pero cómo influirá en la evolución de las plantas sigue siendo un campo de investigación en el que profundizar.
 
Más información:
 
Fotografía: Rosa María Ros Espín, Olaf Werner, Marta Nieto Lugilde y Stuart McDaniel en Sierra Nevada tras un césped de Ceratodon amazonum formando manchas de color dorado entre la hierba.
 
Enlaces a los artículos 
 
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ajb2.1107
https://www.ingentaconnect.com/content/iapt/tax/2018/00000067/00000004/art00003
 
Referencias
 

NIETO-LUGILDE M., WERNER O., MCDANIEL S.F., KOUTECKÝ P., KUČERA J., RIZK S.M. & ROS R.M.2018. Peripatric speciation associated with genome expansion and female-biased sex ratios in the moss genus Ceratodon.American Journal of Botany 105(6): 1–12.

NIETO-LUGILDE M., WERNER O., MCDANIEL S.F. & ROS R.M. 2018.Environmental variation obscures species diversity in southern European populations of the moss genus Ceratodon Taxon 67(4): 673–692.


 

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