Si hubiera estado en el norte de Canadá hace 45 millones de años, es posible que se haya encontrado con el ancestro lejano de todos los robles de América. Esa única especie dio lugar a 220 más y dos linajes distintos, robles rojos y robles blancos, que se desplazaron hacia el sur a través de la zona boreal para poblar grandes franjas del continente hasta llegar a México. Estos dos hallazgos:diversificación evolutiva simultánea en los robles rojos y blancos, cada uno siguiendo las mismas rutas geográficas; y dos orígenes relativamente recientes de los robles mexicanos, son una conclusión sorprendente de un misterio científico que no se había resuelto hasta ahora. Investigación publicada esta semana en la revista Nuevo fitólogo cuenta esta historia de la historia evolutiva de los robles americanos por primera vez.

Usando una combinación de secuenciación de ADN de próxima generación y métodos ecológicos estadísticos, los investigadores infirieron la historia evolutiva más detallada y completa hasta la fecha para el género de roble Quercus. Su trabajo demuestra que los dos grupos principales de robles de América del Norte, los robles rojos y los robles blancos, se irradiaron de forma independiente y simultánea durante los últimos 45 millones de años de un antepasado común. Los robles rojos y los robles blancos llenaron simultáneamente el espacio ecológico en California y al mismo tiempo llenaron los hábitats disponibles del este de América del Norte. Luego, hace entre 10 y 20 millones de años, ambos grupos se trasladaron a las montañas de México, donde los dos grupos comenzaron a diversificarse a un ritmo mayor, moviéndose rápidamente para llenar el espacio ecológico (nicho) y producir especies más rápidamente que en el norte.

"A pesar de que el género Quercus domina los ecosistemas boscosos de América del Norte y México tanto en número como en biomasa, sabíamos muy poco antes de este estudio sobre las relaciones entre especies, e incluso sobre el carácter distintivo genético de muchos de los robles que muestreamos para el artículo, ", dijo el autor principal Andrew Hipp de The Morton Arboretum." Nuestro hallazgo de que los robles rojos y los robles blancos se diversificaron simultáneamente y en paralelo en las Américas explica gran parte de la diversidad de los robles americanos:no hay solo un linaje importante de robles en las Américas, pero dos, y algunos más pequeños. Cuando los suma, descubre que tiene mucha diversidad de robles ".

Los resultados explican una pregunta de larga data que ha estado estudiando la colaboradora Jeannine Cavender-Bares de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Minnesota:¿Por qué las especies de robles lejanas se encuentran juntas con más frecuencia de lo esperado? Cavender-Bares pasó un año sabático en México en 2011 financiado por una beca Fulbright en la Universidad Nacional Autónoma de México con Antonio González-Rodríguez, especialista en roble y colaborador del estudio. Recolectaron y estudiaron los robles mexicanos para el proyecto. "Incluir los robles mexicanos en el análisis fue fundamental, "dice Cavender-Bares, "porque revelaron tasas de diversificación marcadamente mayores como consecuencia del aumento dinámico de las cadenas montañosas en esa región con actividad volcánica hace unos 10-20 millones de años".

Para llegar a sus conclusiones, los investigadores principales pasaron años recolectando especímenes y extrayendo ADN de más de 300 muestras de roble de los EE. UU., México, y Centroamérica. Los científicos leen un gran número de regiones del genoma de cada muestra utilizando métodos de secuenciación de ADN de próxima generación. luego reconstruido aproximadamente 40, 000 regiones del genoma utilizando métodos computacionales. Luego analizaron estadísticamente estas regiones del genoma, para estimar el roble de la vida. Esta estimación de la historia evolutiva del roble sirvió como marco para inferir la distribución de cada especie en el espacio biogeográfico y ecológico. y reconstruir la historia evolutiva de la diversificación ecológica y de especies en el género.

“La incursión de linajes templados como los robles en América Latina marca un catalizador biogeográfico interesante en el desarrollo de las comunidades vegetales montanos de México, ", dijo el colaborador del estudio Paul Manos de la Universidad de Duke." Los registros fósiles de polen dispersos de los sedimentos del lago proporcionaron alguna evidencia de cuándo llegaron los robles, pero ahora tenemos una estimación independiente basada en una filogenia calibrada, e hipótesis razonables sobre los impulsores ecológicos de estas dos radiaciones paralelas de robles rojos y blancos ".