Die genetische Vielfalt von Pflanzenarten und -populationen wird allgemein als Hauptdeterminante des evolutionären Wandels angesehen, wobei eine verringerte Vielfalt eine Bedrohung für ihr langfristiges Überleben darstellt. Die epigenetische Diversität wird heute als eine weitere Schicht vererbbarer Variation mit potenziellen Anpassungsfolgen anerkannt. Epigenetische Variation resultiert aus DNA-Methylierung und verändertem Chromatinzustand und wird oft über Generationen in Pflanzenpopulationen vererbt. Ein entscheidendes Merkmal, das die epigenetische Variation von der genetischen Variation unterscheidet, ist die Fähigkeit, Modifikationen als Reaktion auf Umweltfaktoren zu zeigen. Dies deutet darauf hin, dass die epigenetische Vielfalt manchmal den Verlust der genetischen Vielfalt mildern und einen „evolutionären Sicherungsmechanismus“ für Wildpflanzen bieten könnte, die Umweltstress ausgesetzt sind.
In ihrer neuen Studie in AoBP, Medran et al. Untersuchen Sie diese Hypothese durch Vergleich der genetischen und epigenetischen Vielfalt von sieben artverwandten Artenpaaren im Südosten Spaniens. Jedes Paar bestand aus einer endemischen Art mit einem begrenzten Verbreitungsgebiet in stressigen Umgebungen und einer mit einer weit verbreiteten Verbreitung in günstigeren Lebensräumen. Alle untersuchten Populationen wiesen ein mäßiges bis hohes Maß an genetischem Polymorphismus auf. Entgegen den Erwartungen unterschieden sich die Populationen eingeschränkt endemischer und weit verbreiteter Arten in der Untersuchungsregion jedoch nicht in der durchschnittlichen genetischen oder epigenetischen Vielfalt. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine höhere epigenetische Vielfalt den Verlust der genetischen Vielfalt in einigen Populationen endemischer Pflanzen mildern könnte, aber andere Pflanzenmerkmale sind wesentlich, um die Beziehung zwischen genetischer und epigenetischer Vielfalt vollständig zu verstehen. Die Autoren schlagen vor, dass sich weitere Arbeiten auf die Auswirkungen konzentrieren sollten, die andere intrinsische Pflanzenmerkmale (z. B. Lebensform) und Populationsmerkmale (z. B. Größe, Isolation) auf vergleichende Mehrartenmuster genetischer und epigenetischer Kovariation in dieser Mittelmeer-Hotspot-Region oder anderswo haben können.
Dieser Artikel wurde im Rahmen des veröffentlicht AoBP Sonderheft mit dem Titel Die Ökologie und Genetik der Populationsdifferenzierung bei Pflanzen.
Forschungshighlight
Mónica Medrano ist Forscherin in Pflanzenwissenschaften, die derzeit an der Biologischen Station Doñana des Spanischen Nationalen Forschungsrats arbeitet, deren Forschung von der grundlegenden Frage motiviert ist, zu verstehen, wie Pflanzen mit ihrer biotischen und abiotischen Umwelt interagieren und sich an sie anpassen. In ihrer früheren Karriere versuchte sie, Fragen zur Blütenevolution, zu sexuellen Fortpflanzungsstrategien und dazu zu beantworten, wie bestimmte Blütenmerkmale die Paarungssysteme bei Blütenpflanzen beeinflussen. Sie hat sich auch mit Fragen der Populationsgenetik und der Erhaltung endemischer Pflanzen befasst. In jüngerer Zeit war sie an einer Forschungslinie beteiligt, die darauf abzielt, die Rolle epigenetischer Prozesse in natürlichen Populationen und Gemeinschaften aufzuklären und die Bedeutung der Epigenetik in mikro- und makroevolutionären Prozessen bei Angiospermen zu bewerten.
