Trabajo de tesis de licenciatura de Alberto Villasante Barahona. 2013. Diversidad y estructura genética del teocintle anual Zea mays ssp. parviglumis Iltis & Doebley y Zea mays ssp. mexicana (Schrader) Iltis, en un gradiente geográfico y ambiental. Facultad de Ciencias, UNAM. Director de tesis Luis E. Eguiarte.

Los organismos vivos cambian con el tiempo. Esta noción histórica que tenemos de la vida se la debemos a naturalistas como Charles Darwin y Alfred R. Wallace, quienes fueron pioneros en observar a la vida como un ente cambiante. A partir de entonces, una gran cantidad de científicos tales como Theodosius Dobshansky, Ronald Fisher, John Haldane, Sewall Wright, Motoo Kimura y muchos más, respaldaron poco a poco a la teoría evolutiva con investigación creativa y de vanguardia. Para realizar dicha investigación tuvieron que utilizar organismos tanto silvestres como organismos modelo controlados en laboratorio. Actualmente la evolución de las especies a través de las generaciones es un hecho que podemos evidenciar, sin embargo, aún quedan muchas preguntas que resolver sobre este proceso de cambio.

05Figura1     El teocintle, también llamado maíz silvestre, no está exento del cambio a lo largo de las generaciones. De hecho es un género de plantas cuya evolución reciente ha sido influenciada por la acción del ser humano. Existen siete especies de teocintle y, hace aproximadamente 10,000 años alguna de estas especies llamó la atención de los humanos asentados en el territorio mexicano, quienes la seleccionaron artificialmente. El resultado de este proceso selectivo es la amplia diversidad de maíz comestible que hay en México. El maíz pertenece al género Zea, a la especie mays y a la subespecie mays. Los teocintles más emparentados con el maíz se encuentran dentro de este mismo género y especie, pero clasificados como dos subespecies diferentes: Zea mays ssp. parviglumis (sólo parviglumis en adelante) y ssp. mexicana (mexicana en adelante). Estos dos teocintles son distintos morfológicamente al maíz, pero con algunas similitudes (Figura 1), y a diferencia de éste son especies silvestres y que se distribuyen naturalmente en gran parte de México. Todo esto hace de los teocintles organismos interesantes para investigar la manera en que los seres vivos están evolucionando en condiciones naturales.

05Figura2     El primer paso para estudiar la evolución de una especie es conocer el motor de cambio del organismo en cuestión, esto es, su diversidad genética. Es por eso que en este trabajo cuantifiqué en cinco poblaciones, la diversidad genética de parviglumis y mexicana, e identifiqué la manera en que se distribuye en un gradiente en el centro-sur del país (Figura 2). Utilicé nueve marcadores moleculares altamente variables, conocidos como microsatélites, en 30 individuos de cada población. Con estos datos, analicé la historia evolutiva y evalué el estado de conservación de las poblaciones.

     Aplicando estos métodos confirmé conocimiento previo, reportado por otros estudios sobre el teocintle y formulé otras conclusiones interesantes: i) el teocintle es un taxón excepcionalmente diverso, parviglumis y mexicana actualmente tienen diversidad genética por arriba del promedio incluso dentro de su familia de plantas, familia Poaceae, la cuál se considera de alta diversidad genética; ii) a lo largo de la porción del territorio mexicano analizado, todas las poblaciones sin excepción conservan esta gran diversidad; iii) parviglumis es ligeramente más diversa que mexicana. Estas observaciones sobre la diversidad genética del teocintle nos hablan de un taxón con un inmenso potencial evolutivo.

05Figura3     Este gran potencial evolutivo es posible identificarlo en la historia de parviglumis y mexicana, subespecies que se separaron recientemente (hace unos 60,000 años). Actualmente las distribuciones de ambas subespecies no se sobrelapan. En parviglumis, que es la subespecie de mayor distribución geográfica y ambiental, las poblaciones ya están diferenciadas entre ellas; dentro de mexicana, que tiene distribución ambiental más pequeña, es poca la diferenciación (Figura 3). De acuerdo con lo anterior, mis análisis con las variables ambientales y la diferenciación genética sugieren que el ambiente tiene un papel muy importante en la especiación de estos teocintles, un papel que incluso parece ser más importante que el de la simple separación geográfica de las poblaciones. Este factor ambiental en la especiación del género parece interesante y se debería profundizar la investigación sobre él, ya que podría darnos respuestas a cuestiones clave de evolución adaptativa por selección natural en condiciones naturales.

05Figura4     Por último, en este trabajo analicé el efecto que el paisaje podría tener en el interior de las poblaciones de teocintle. Quise obtener pistas sobre cómo el cambio de uso de suelo afecta a la forma en que crecen y se reproducen los individuos de teocintle e incluso saber si por alguna razón su existencia está amenazada localmente. Utilicé percepción remota para categorizar el uso de suelo (Figura 4) en cada una de las poblaciones, y relacioné esta información con la cantidad de diversidad genética que encontré y con otros parámetros que hablan de la reproducción. Mis resultados indican una relación entre la endogamia (cruza entre parientes) con la perturbación del paisaje, pero es sólo una tendencia, no encontré un patrón claro.

     Los resultados y conclusiones de esta investigación me llevan a meditar sobre la verdadera utilidad del teocintle para investigación de los procesos evolutivos. El teocintle se está convirtiendo en una planta modelo de la cual muchos investigadores de la biología moderna desean obtener verdaderas respuestas sobre evolución. Para ello es necesario mucho trabajo, tanto de áreas de investigación de vanguardia tales como la genética y genómica, como de experimentos clásicos que generan resultados sencillos, a grande y pequeña escala, que puedan ayudar a entender paso a paso la evolución del teocintle, para reforzar los cimientos sobre los cuales estamos construyendo la historia de la vida en el planeta.

Para saber más

  • Eguiarte, L.E., J. A. Aguirre-Liguori, L. Jardón-Borbolla, E. Aguirre-Planter y V. Souza. 2013. Genómica de poblaciones: nada en evolución va a tener sentido si no es a a luz de la genómica, y nada en genómica tendrá sentido si no es a la luz de la evolución. TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas, 16:42-56.ranita20