NeoFronteras

Expertos de la universidad de Florida y de la Universidad de Texas arrojan luz sobre la misteriosa aparición súbita de las plantas con flores.

Hubo un tiempo en el que la Tierra era como un jardín japonés: pacífico, sobrio y verde. Ese paisaje estaba habitado por peces, reptiles y libélulas que volaban entre coníferas ancestrales. No había flores, y por tanto tampoco mariposas, ni abejas, ni ningún otro animal que se alimentara de néctar. De pronto, súbitamente, surgieron las plantas con flores y el mundo se llenó de color. Ya los botánicos que precedieron a Darwin sabían que las plantas con flores o angiospermas, que representan el 60% de todas las plantas, se diversificaron abruptamente una vez que aparecieron sobre la Tierra. Darwin calificó este hecho como «misterio abominable» y ha sido un tema de debate desde entonces. No se sabe por qué se dio, pero se empieza a saber un poco cómo sucedió.
Doug y Pam Soltis muestran que la increíble diversificación de plantas con flores, usualmente referida como la Gran Explosión, tuvo lugar en un tiempo relativamente corto de sólo 5 millones de años y como resultado produjo los cinco linajes principales de plantas de los ocho existentes.
Según Pam Soltis las angiospermas comprenden hoy en día a 400.000 especies de plantas y pensar que la diversificación que dio origen a casi todas ellas ocurrió en menos de 5 millones de años es sorprendente, especialmente si se considera que las plantas con flores como grupo han estado aquí durante unos 130 millones de años.
Robert Jansen de la Universidad de Texas en Austin, dice que si queremos entender la evolución de las plantas con flores no nos queda más remedio que entender sus relaciones.
Una de las razones por las que ha sido difícil entender las relaciones evolutivas entre los grupos principales de las angiospermas es porque se diversificaron en un periodo de tiempo muy corto.
Para esclarecer el misterio estos investigadores secuenciaron el ADN de los genomas completos de los cloroplastos de las distintas especies. Los cloroplastos son los orgánulos celulares encargados de realizar la fotosíntesis en las plantas y contienen su propio material genético.
Un equipo secuenció 81 genes de los cloroplastos de 64 especies distintas de plantas con flores, mientras que el otro grupo hizo lo mismo sobre 61 genes de 45 especies. Después realizaron un análisis combinado de los datos.
El estudio pormenorizado de las secuencias genéticas permitió a los investigadores producir diagramas evolutivos que incluían todos los grupos principales de angiospermas, diagramas que dieron lugar al árbol familiar que representa las relaciones entre linajes de plantas y que muestra su diversificación a lo largo del tiempo.

Relaciones filogenéticas entre los principales linajes de angiospermas. En el sentido contrario a las agujas del reloj y desde la raíz en la base se representan: Amborella trichopoda, Nymphaea odorata, Illicium floridanum, Chloranthus angustifolius, Piper longum, Liriodendron tulipifera, Ceratophyllum demersum, Ranunculus ficaria, Pelargonium exstipulatum, Helianthus annuus, Yucca filamentosa, Triticum aestivum, y Acorus americanus. El fondo corresponde a un paisaje de Nueva Caledonia, hogar de Amborella trichopoda. Foto: Gwen Gage.

Basándose en el ritmo temporal al que se producen los cambios genéticos lograron establecer las escalas de tiempo implicadas en los procesos de ramificación evolutiva.
El análisis confirmo que una única especie de planta denominada Amborella, y encontrada en la Nueva Caledonia (isla del Pacífico), representa el linaje más primitivo de las plantas con flores.
Según resultados previos las plantas con flores aparecieron hace 130 millones de años y luego se diversificaron en tres ramas principales. Este primer proceso fue relativamente gradual comparado con la rápida radiación evolutiva que ocurriría después para el resto de los cinco linajes.
Según los resultados de este último estudio esta radiación, que produjo los cinco principales linajes de plantas que quedaban se desarrolló sobre un periodo de sólo 5 millones de años o incluso menos tiempo.
En cuanto a la razón de esta radiación evolutiva sigue siendo un misterio. Los autores especulan que quizás la razón fue un cambio climático o quizás el origen fuese algún hallazgo evolutivo que les diese ventaja.
Uno de estos hallazgos pudo ser el mecanismo que les permitió conducir mejor el agua por sus tallos. Se sabe que hay células encargadas del transporte de agua en los tallos de las plantas con flores, pero éstas no están presentes o están pobremente desarrolladas en los tres primeros linajes de angiospermas que surgieron. Otro hallazgo sobre el que especulan pudo ser una disposición distinta del ovario que finalmente proporciona una mejor protección anatómica de las semillas.
En todo caso hemos de estar agradecidos a esta «Gran explosión», no sólo por llenar de color el mundo, sino además por darnos tantos alimentos.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa en la Universidad de Florida
Nota de prensa en la Universidad de Texas.
Artículo en PNAS (resumen).
Foto orquídea: Rafael Peñaloza, vía flickr.