La polyploïdie, le phénomène dans lequel un organisme a plus de deux copies de chaque chromosome, est fréquente chez les plantes et joue un rôle rôle clé dans l'évolution des angiospermes. Un processus parallèle, la réduction des effectifs du génome, dans lequel la quantité d'ADN par cellule est réduite sans perte de chromosome, est corrélé à une plus grande diversification dans les groupes polyploïdes. La signification adaptative de la polyploïdie peut-être que cela permet aux polyploïdes de s'étendre dans des habitats nouveaux et différents par rapport aux diploïdes (plantes contenant les deux copies standard par chromosome), bien que cela n'ait pas été démontré que ce soit uniformément le cas. Peu d'études ont examiné les différences d'habitat et la taille du génome parmi les complexes polyploïdes d'espèces étroitement apparentées à l'échelle intercontinentale.

Dans un article récent publié dans Annals of Botany, Blanca M. Rojas-Andrés et ses collègues ont entrepris de faire exactement cela en utilisant 20 espèces de Veronica sous-section Pentasepalae, un groupe étroitement lié de plantes européennes et nord-africaines comprenant des niveaux de ploïdie de 2x (diploïdes), 4x, 6x et 8x. Les auteurs ont déterminé le niveau de ploïdie de 680 individus de plus de 200 populations et ont recherché des relations entre la ploïdie et les variables environnementales. Ils ont également déterminé la masse d'ADN nucléaire par cellule pour déterminer si la réduction des effectifs du génome a eu lieu dans ce groupe.

L'étude a révélé que les différents polyploïdes occupent des habitats différents, les hexaploïdes et les octoploïdes se produisant dans des régions plus froides, plus humides et plus saisonnières par rapport aux diploïdes. Les tétraploïdes, qui étaient les moins courants des niveaux de ploïdie, ne se trouvaient que dans des zones restreintes et ne présentaient aucun modèle de distribution biogéographique clair. La réduction des effectifs du génome se produit parmi les populations polyploïdes de Veronica, et les génomes hexaploïdes et octoploïdes ont réduit leur taille plus que les tétraploïdes.

Considérés dans le contexte des schémas climatiques historiques, les polyploïdes de Veronica ont un schéma global nord-sud, les diploïdes se produisant dans les refuges glaciaires du sud, tandis que les octoploïdes se trouvent plus au nord, au-dessus de la limite du pergélisol quaternaire. Un modèle de gamme similaire a été trouvé dans autres complexes polyploïdes européens. La plupart des populations étudiées ne contenaient qu'un seul niveau de ploïdie, mais les chercheurs ont trouvé une zone de convergence où le mélange était plus courant. "La coexistence de cytotypes est principalement détectée dans les Balkans occidentaux, ce qui indique qu'il s'agit d'une zone de contact importante entre les cytotypes", écrivent les auteurs. "Les travaux futurs devraient se concentrer sur ces zones de contact à une échelle plus fine, y compris un échantillonnage intra-population plus élevé, des greffes réciproques, des expériences de jardin commun et des polyploïdes synthétiques, ainsi que des analyses génomiques, pour confirmer si la différenciation écologique des cytotypes est effectivement causée par la polyploïdie."

Pris ensemble, les résultats suggèrent que la distribution polyploïde est influencée à la fois par la différenciation de l'habitat et les modèles de refuges et de retrait du pergélisol au cours du dernier maximum glaciaire. "Alors que de nombreuses études ont démontré une influence du retrait des glaces sur les schémas de distribution des polyploïdes", écrivent les auteurs, "il convient de mettre davantage l'accent sur la couverture du pergélisol en tant que moteur qui a façonné les schémas biogéographiques des groupes polyploïdes dans les régions tempérées d'Europe. ”