Pleistocene climate changes, and not agricultural spread, accounts for range expansion and admixture in the dominant grassland species Lolium perenne

Abstract

El estudio reconstruye la historia filogeográfica de Lolium perenne a escala europea con el objetivo de discernir si la variación genética actual en praderas naturales responde principalmente a procesos naturales o a la influencia antrópica asociada al desarrollo agrícola. Se analizaron 481 poblaciones naturales, junto con 11 de taxones afines, mediante una combinación de Genotyping-by-Sequencing (GBS) y pool-Sequencing, obteniendo frecuencias alélicas de aproximadamente 500.000 SNPs. Se realizaron análisis de estructura genética y reconstrucciones demográficas basadas en el espectro de frecuencias alélicas (SFS). Asimismo, se evaluó la diversidad genómica de 32 cultivares representativos utilizados en producción forrajera.

Los resultados indican que la expansión de L. perenne en Europa tuvo lugar durante la glaciación de Würm (12–110 ka), periodo frío que favoreció la expansión de las gramíneas frente a los bosques. Los eventos de divergencia y mezcla genética se ajustan a los cambios climáticos históricos del Mediterráneo. En contraste, el desarrollo de la agricultura en Europa (7–3,5 ka), pese a incrementar la superficie de pastizales, no dejó una señal demográfica detectable en la especie. Además, la mayoría de los cultivares modernos muestran una estrecha relación con poblaciones naturales del noroeste de Europa, lo que indica que representan solo una fracción limitada de la variabilidad genética disponible en el continente.

En conjunto, los patrones demográficos de L. perenne se explican fundamentalmente por dinámicas climáticas del Pleistoceno. Las poblaciones naturales conservan una amplia variabilidad genómica a escala continental que ha sido escasamente aprovechada en los programas de mejora recientes. Esta variación genética constituye un recurso estratégico para reforzar la adaptación futura de los pastizales europeos frente al cambio climático y asegurar los servicios ecosistémicos asociados.