Estudian planta domesticada por los mayas para entender la diversificación de especies

La chaya es una de las 500 especies de quelites silvestres empleados en la gastronomía típica nacional. Desde la época prehispánica, esta planta endémica de la península de Yucatán ha sido empleada en diversos platillos de la región, desde tamales hasta bebidas refrescantes. Sin embargo, no solo es reconocida por su sabor, sino por el alto contenido de nutrientes, como hierro, calcio, potasio, vitaminas A y C.

Debido a su importancia cultural y alimenticia, un grupo de investigación del Cinvestav Unidad Mérida, encabezado por Miguel Ángel Munguía Rosas, estudia la relación genética entre la chaya domesticada y la silvestre, enfocándose en las interacciones bióticas y los compromisos ecológicos que enfrentan los organismos durante diversas etapas de su ciclo de vida.

En su forma silvestre, la chaya posee defensas químicas como el ácido cianhídrico y físicas, sus pelos urticantes que producen lesiones importantes durante su recolección, por lo que, para seleccionar las características deseables, fue necesaria la domesticación de esta planta y como resultado, la chaya cultivada actualmente tiene pocas toxinas y es escasamente urticante.

Sin embargo, las variedades silvestres y cultivadas de chaya en la península de Yucatán coexisten, pudiéndose encontrar a menos de un metro de distancia. Esta coexistencia hace altamente probable que haya flujo genético entre variedades, lo que representa un desafío mayor para sus domesticadores, porque si existe intercambio genético vía flujo de polen, el efecto de la selección tendería a ser debilitado. Es decir, mientras la selección artificial empuja hacia la divergencia, el flujo genético empuja hacia la homogeneidad.

La divergencia en coexistencia (que en Biología se conoce como simpatría) podría lograrse si aparecen barreras que limitan el flujo genético, lo cual se consideraba altamente improbable ya que la fijación de estas mismas barreras requiere de cierto grado de aislamiento reproductivo.

La domesticación de plantas en su centro de cultivo es un proceso que encierra incógnitas similares a la especiación simpátrica, es decir, la separación de especies que provienen de un ancestro cuando coexisten. Dada la imposibilidad de diferenciar un proceso de especiación alopátrica (en condiciones de separación geográfica) de la especialización simpátrica, la existencia de esta última se ha puesto en duda.

Por lo tanto, los cultivos domesticados en coexistencia con sus parientes silvestres ofrecen un excelente modelo para entender el proceso de aislamiento reproductivo entre especies hermanas y así, contribuir a resolver el enigma de la especiación simpátrica.

Con el objetivo de evaluar el grado de aislamiento reproductivo entre la chaya silvestre y domesticada (Cnidoscolus aconitifolius) e identificar las barreras reproductivas y su contribución relativa al aislamiento reproductivo, un estudio publicado en la revista Plant Biology, bajo el título “Reproductive isolation between wild and domesticated chaya (Cnidoscolus aconitifolius) in sympatry”, analizó las barreras reproductivas entre plantas silvestres y cultivadas en su centro de domesticación ubicado en la península de Yucatán.

Existen dos grandes grupos de barreras de aislamiento reproductivo que se pueden reconocer en las plantas: las barreras de prepolinización (las plantas se reproducen en diferente momento) y pospolinización (aunque los polinizadores pueden llevar el polen entre distintas variedades existe cierta incompatibilidad que evita la germinación del polen y/o fertilización del óvulo).

“Encontramos que las chayas silvestre y domesticada presentan un alto grado de aislamiento reproductivo. Sin embargo, las barreras de aislamiento reproductivo exhibieron cierta asimetría, mientras que las de prepolinización solo se detectaron en plantas silvestres, las de pospolinización se observaron tanto en el medio silvestre como en las plantas cultivadas. Por tanto, concluimos que el aislamiento reproductivo entre ambas especies ha evolucionado en coocurrencia”, sostuvo Miguel Mungía.

Dado que el polen también representa una importante recompensa para los polinizadores, entre las barreras reproductivas, también está la ausencia de este (0,6 granos por flor en promedio) observada en las flores masculinas de plantas cultivadas, y en conjunto con la escasa visita de polinizadores generan un aislamiento reproductivo del cien por ciento entre chaya silvestre y cultivada a pesar de su coexistencia.  

De esa manera, la falta de polen en chaya domesticada probablemente está genéticamente correlacionado con otros rasgos de la planta que son seleccionados artificialmente, por ejemplo, y que ocurre con relativa frecuencia en la naturaleza como resultado de una mutación espontánea.

La chaya se convirtió en un modelo potencial para estudiar la divergencia de especies hermanas en simpatría, por tal motivo, este grupo de investigación pretende realizar estudios genómicos para conocer la historia de la domesticación en una escala de tiempo mayor y tener un panorama de cómo ha ocurrido la divergencia de plantas silvestres y domesticadas en simpatría.