Una aproximació a l'estudi de l'evolució i la sistemàtica en

Abstract

Es presenta una breu síntesi dels resultats i les conclusions de cadascun dels treballs en què es divideix la tesi. <br/><br/>1. Quantitat de DNA. S'han aportat dades inèdites en 57 espècies i 133 poblacions del gènere Artemisia i gèneres afins i també s'ha cobert el 20% del gènere Tripleurospermum. Com a resultats remarcables, hi ha correlació positiva entre la quantitat de DNA, el nivell de ploïdia i el nombre de cromosomes i negativa entre la quantitat de DNA per genoma haploide i el nivell de ploïdia. En Artemisia aquest paràmetre varia significativament depenent del subgènere, essent el subgènere Tridentatae el que té una quantitat de DNA més elevada per genoma haploide i el subgènere Dracunculus el que la té més baixa. A més, l'heterogeneïtat en valors C dins d'un subgènere és reflex del suport que presenta en la filogènia. Es posa de manifest, doncs, el valor d'aquest paràmetre en l'avaluació d'espècies o grups d'emplaçament problemàtic. S'ha aprofundit l'estudi de quantitat de DNA en el subgènere Tridentatae, essent aquest el més ben cobert. Se n'ha analitzat la variació en un context filogenètic i considerant dades d'hàbitat, ecologia o morfologia. Es presenta la hipòtesi que les artemísies endèmiques nord-americanes mostren un contínuum d'una estratègia vital (tipus r, creixement ràpid, cicles vitals curts i elevada producció de llavors) a una altra (tipus K, creixement lent, cicles llargs i producció de llavors baixa), essent aquest procés acompanyat d'un augment considerable de la mida del genoma. <br/><br/>2. Cariologia i citogenètica clàssica. S'ha confirmat l'existència de dos nombres cromosòmics bàsics en Artemisia i s'ha vist que moltes de les espècies que poblen hàbitats extrems són poliploides, la qual cosa dóna suport a les hipòtesis que connecten tolerància ecològica amb poliploïdia. <br/><br/>3. Citogenètica molecular: hibridació in situ fluorescent (FISH) i bandatge amb fluorocroms en espècies del subgènere Tridentatae (Artemisia). El cariotip típic del grup consta de cromosomes metacèntrics i submetacèntrics, és molt simètric i homogeni i té tres loci positius per a cromomicina i per als dos tipus de DNA ribosòmic, 5S i 18S-5.8S-26S sempre en posicions telomèriques. S'ha demostrat que la seqüència telomèrica tipus Arabidopsis (TTTAGGG)n és present en aquest grup. Un dels resultats més interessants és la confirmació de la colocalització d'ambdues regions del DNA ribosòmic, que s'estén a tots els loci cromosòmics marcats; semblaria doncs que ambdós tipus de DNA ribosòmic no existeixen independentment en Artemisia, sinó que han evolucionat de manera concertada.<br/><br/>4. Estudis de sistemàtica molecular en el subgènere Tridentatae d'Artemisia. Aquesta part del treball pretén aconseguir un marc filogenètic que reflecteixi la història evolutiva del grup. S'han seqüenciat quatre regions del DNA, dues de nuclears (ITS i ETS) i dues de cloroplàstiques (trnS-trnfM i trnC-trnS). Els arbres filogenètics generats a partir de l'ITS i l'ETS per una banda i d'ambdues regions cloroplàstiques per l'altra han produït filogènies incongruents. Les reconstruccions proporcionades per les regions nuclears estan d'acord amb els caràcters morfològics o altres estudis moleculars previs, mentre que la filogènia procedent de les regions cloroplàstiques no hi concorda. La regió ITS defineix clarament el que considerem el grup Tridentatae sensu stricto (97% provabilitat posterior). A més, l'ETS coincideix amb l'ITS a treure de Tridentatae s. s. espècies conflictives però clàssicament considerades com a membres d'aquest subgènere, com A. bigelovii, A. pygmaea, i A. rigida. Com a nou resultat, afegim que Sphaeromeria, gènere estretament relacionat amb el grup Tridentatae, queda immers dins del gènere Artemisia i és polifilètic i, per tant, un grup artificial. Les incongruències trobades fan pensar que la història evolutiva del grup Tridentatae és més semblant a una xarxa que no pas a un arbre filogenètic. Aquest treball il·lustra els problemes que poden aparèixer en intentar abordar la reconstrucció filogenètica de tàxons tan estretament relacionats i d'evolució relativament recent.

<I>An approach to the study of the evolution and systematics in Artemisia and close genera in the scope of molecular cytogenetics and phylogenetics</i><br/><br/>Briefly, a synthesis of the main results and conclusions of this PhD thesis is presented:<br/><br/>1. Genome size. New data for 57 species and 133 populations from genera Artemisia and allies is provided as well as for almost 20% of the genus Tripleurospermum. A positive relationship between genome size, ploidy level and chromosome number, and a negative one between monoploid genome size and ploidy have been found. In Artemisia, genome size varies significantly depending on the subgenus. The heterogeneity of C-value within a subgenus also reflects its support in the phylogeny. Additionally, genome sizes in the Tridentatae have been completely assessed, and its variation analyzed in a phylogenetic context, considering also habitat, ecological and morphological data. The North American endemic Artemisia seem to present a continuum from an "r" life strategy to a "K" life strategy, being this process accompanied by a considerable increase in genome size.<br/><br/>2/3. Classical and molecular (FISH and chromosome banding) cytogenetics. The existence of two basic chromosome numbers is showed once more, as it is the prevalence of polyploidy. The typical Tridentatae karyotype consists of mostly metacentric and submetacentric chromosomes, with the same three positive loci for cromomycin and for both (5S and 18S-5.8S-26S) ribosomal DNA regions. The presence of the Arabidopsis-type telomeric repeat is reported for the first time in the genus. One of the most interesting outcomes is that both rDNA regions appear always co-localized; it would mean that concerted evolution has acted to homogenize this unusual rDNA repeat. <br/><br/>4. Molecular systematics in the Tridentatae. Four DNA regions (two nuclear, ITS and ETS, and two chloroplastic, trnS-trnfM and trnC-trnS) have been sequenced. The phylogenetic trees obtained from the nuclear data and from the chloroplast data produce inconsistent results. The phylogeny provided by the nuclear regions parallels to some extent results of previous works. ITS region clearly defines the Tridentatae sensu stricto, and coincides with ETS in placing out of this group some classically conflictual species. The genus Sphaeromeria, closely linked to the Tridentatae, appears as polyphyletic, hence artificial. The incongruousness found suggests that the relationships between these taxa are best explained as networks rather than as trees.