Flower color polymorphism and speciationLysimachia monelli and Lysimachia arvensis as study systems

Resumen

El color floral, junto a otros rasgos florales, un carácter ligado al éxito reproductivo, puesto que participa en la atracción de los polinizadores. Diferentes presiones selectivas actúan sobre este rasgo, ya sean de carácter biótico como los polinizadores, o de carácter abiótico, como el estrés ambiental, llegando a promover la especiación. La gran diversidad de colores florales en la naturaleza se debe principalmente a la presencia de pigmentos. Las antocianinas son los pigmentos predominantes en las flores y se sintetizan en la ruta de biosíntesis de las antocianinas (ABP). Variaciones en los genes estructurales y reguladores que participan en esta ruta son clave para redirigir el flujo hacia la síntesis de diferentes tipos de antocianinas. En la naturaleza existen especies con polimorfismo de color floral, es decir, que presentan más de dos morfotipos diferentes. Dado que cada morfotipo podría tener diferentes presiones selectivas, los polimorfismos son una fuente de especiación. Es por ello que las especies con polimorfismo de color floral son un buen sistema para estudiar el papel del color floral en procesos de especiación. En esta tesis doctoral abordamos el estudio del polimorfismo del color floral que comparten dos especies hermanas, Lysimachia monelli y Lysimachia arvensis, con flores de morfotipo azul y morfotipo naranja, desde una perspectiva multidisciplinar. Ahondamos en la repercusión que tiene el polimorfismo en el aislamiento reproductivo y la biogeografía de L. monelli (aspectos ya estudiados anteriormente en L. arvensis), y exploramos los pigmentos principales y los genes involucrados en su síntesis en ambas especies a través del análisis del transcriptoma de los pétalos. Los resultados muestran que los linajes de color de ambas especies se encuentran en un estado avanzado de especiación. L. monelli presenta un aislamiento geográfico total, y ante un posible escenario de contacto entre ambos linajes de color, solamente las barreras postcigóticas supondrían un aislamiento importante (38%). Aunque hay evidencia de flujo genético en el pasado, los linajes de L. monelli actualmente presentan nichos diferentes, marcados por características climáticas y edáficas distintas. Ambos linajes presentan los mismos grupos de polinizadores, que son capaces de distinguir visualmente ambos colores, por lo que factores abióticos juegan un papel muy importante en el mantenimiento del polimorfismo de color en L. monelli. Por otro lado, hemos encontrado las mismas bases genéticas y bioquímicas claves para la variación de color en ambas especies, lo que sugiere un único evento de transición de azul a naranja en las especies del género Lysimachia. Finalmente, debatimos sobre el posible origen del polimorfismo de color, puesto que los análisis filogenéticos de varios genes implicados en el color floral contrastan con los resultados obtenidos en un estudio reciente basado en marcadores ITS. Esta tesis doctoral aporta un conocimiento preciso sobre las bases moleculares de las variaciones de color floral de L. arvensis y L. monelli. Además, muestra el estado actual de aislamiento reproductivo y la biogeografía de los linajes de color floral de L. monelli.