La complejidad de las relaciones
Imagina que estás dando un paseo por el bosque o la montaña, a lo largo del camino puedes encontrar un sinfín de especies que conviven en un mismo espacio. Pero ¿te has preguntado cómo se relacionan entre ellas? Estas relaciones son mucho más complejas de lo que parecen. Las interacciones que observamos hoy pueden estar determinadas no solo por las especies que viven juntas actualmente, sino también por lo que han experimentado a lo largo del tiempo con otros organismos, el paisaje y con el clima. En el caso de las plantas, puede parecer todavía más difícil imaginar cómo dos especies que viven en zonas cercanas, pero que no están juntas, podrían estar en contacto ahora o haberlo estado en el pasado. A diferencia de los animales, las plantas no pueden desplazarse de un lugar a otro para encontrarse con otros individuos. Sin embargo, esto no significa que estén aisladas: el polen y las semillas pueden transportar su información genética a través del paisaje. En el caso del polen, los polinizadores pueden actuar como intermediarios al transportarlo entre plantas. Y aquí empieza la complejidad: un polinizador puede visitar flores de especies diferentes y, por lo tanto, llevar polen de una especie a otra. Si ese polen logra fecundar una flor y producir descendencia, puede ocurrir la hibridación, es decir, la reproducción entre individuos de especies distintas. En plantas, este fenómeno es relativamente común, aunque no es fácil detectarlo.
En las montañas del Eje Neovolcánico encontramos un caso que nos permite explorar esta posibilidad. Ahí habitan dos especies del género Penstemon polinizadas por abejorros y colibríes (Figura 1): P. gentianoides, una especie con flores moradas que habita en zonas altas (2,900–4,100 m), y P. roseus con flores rosas en zonas más bajas (2,000–3,200 m). Pero también se han observado individuos cuyas características no coinciden completamente con ninguna de las dos especies, ¿son simplemente variantes de alguna de estas especies o son el resultado de un encuentro ocurrido entre ellas? Aunque ambas especies se distinguen por sus características florales y distribución altitudinal, en algunas zonas de la montaña sus áreas de distribución llegan a coincidir. En estas zonas se han observado individuos con características florales particulares que no encajan completamente con ninguna de ellas, agrupándose en los morfotipos “azul” y “fucsia”. El origen de estos morfotipos podría explicarse como el resultado de la variación natural dentro de una de las especies, es decir, podrían ser individuos de P. gentianoides o P. roseus con características florales diferentes. Pero existe otra posible explicación mucho más intrigante: que sea el resultado de la historia de contacto entre ambas especies y que la hibridación haya dejado una huella en sus características y su información genética. A simple vista, la posibilidad de hibridación parece complicada, pues estas especies presentan diferencias en sus rangos altitudinales, sus características florales y sus visitantes florales. Sin embargo, las especies P. gentianoides y P. roseus comparten como polinizadores a las especies de colibríes Selasphorus platycercus y Archilochus colubris. Esto significa que, al menos potencialmente, podrían transportar polen entre ellas y facilitar la hibridación. Pero, ¿los morfotipos son realmente producto de un intercambio genético entre especies?, y de ser así, ¿hace cuanto ocurrió?
Resolviendo el enigma de los morfotipos
En el laboratorio de Ecología Evolutiva de Interacciones nos propusimos investigar a estas especies y los morfotipos para tratar de responder estas preguntas. Para ello, utilizamos herramientas que nos permitieron analizar tanto su historia genética como los cambios en su distribución a lo largo del tiempo. Primero analizamos la variación genética entre individuos de ambas especies y de los morfotipos para saber con cuales de las especies estaban más relacionados genéticamente los individuos de los morfotipos. Los resultados mostraron que los individuos de los morfotipos comparten gran parte de su información genética con P. gentianoides, pero también una pequeña proporción con P. roseus. Este patrón es compatible con la existencia de intercambio genético entre especies (Figura 2), pero esta observación por sí sola no permite saber cuándo ocurrió ni si los morfotipos se originaron directamente por hibridación. Para responder eso necesitábamos mirar más atrás en el tiempo y decidimos modelar la distribución geográfica de las especies para relacionar los sitios donde actualmente se han registrado y las condiciones ambientales de esos lugares. A partir de esa relación, estimamos qué regiones podrían haber presentado condiciones adecuadas para ellas bajo diferentes escenarios climáticos pasados. Durante el Último Máximo Glaciar (hace aproximadamente 21 mil años), la distribución geográfica de P. gentianoides experimentó un marcado descenso altitudinal acompañado de una mayor expansión geográfica en comparación con los periodos interglaciares y las condiciones actuales. En contraste, la distribución de P. roseus tuvo un rango altitudinal más constante, pero con una contracción geográfica en comparación con su distribución actual. Debido a esta migración hacia tierras más bajas provocado por el clima glacial, P. gentianoides entró en un contacto geográfico con P. roseus. Este solapamiento inducido por el clima glacial propició la formación de zonas de hibridación histórica y flujo genético entre ambas especies. Aunque no es una prueba definitiva de que el origen de los morfotipos se deba a hibridación, este escenario climático coincide con las señales genéticas que encontramos en los morfotipos (Figura 2). Nuestros resultados muestran la complejidad de las relaciones entre especies, pues aquellas que hoy parecen estar separadas por la altitud y sus características florales pueden compartir una historia mucho más antigua, escrita en sus genes y en los cambios en el clima. Sin embargo, la historia no está completamente resuelta. Aún quedan huellas del pasado que explorar para comprender mejor cómo se relacionan estas especies y cuál es el origen de estos morfotipos.
Referencias
De los Santos-Gómez, S. M. & J. F. Ornelas (2025) Shared history between two Penstemon (Plantaginaceae) species: potential hybridization between populations. Plant Systematics and Evolution 311: 37. https://doi.org/10.1007/s00606-025-01971-0.
De los Santos-Gómez, S. M., R. A. Sánchez-Guillén, C. Lara & J. F. Ornelas (2025) Genetic structure and potential hybridization between populations of two Penstemon species. Botanical Journal of the Linnean Society 208: 256–274. https://doi.org/10.1093/botlinnean/boae077
Cardona, J., C. Lara & J. F. Ornelas (2020) Pollinator divergence and pollination isolation between hybrids with different floral color and morphology in two sympatric Penstemon species. Scientific Reports 10: 8126. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64964-8
Agradecimientos:
Se agradece al CONACyT por financiamiento al proyecto de Ciencia Básica “Genómica de Psittacanthus: especiación, haustorio, y hemiparasitismo” (A1-S-26134) del Fondo Sectorial de Investigación para la Educación SEP-CONACyT.
1Red de Biología Evolutiva, Instituto de Ecología, A.C. (INECOL)