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Las plantas con flores fueron capaces de dominar sobre las demás en tierra firme gracias a un sistema hidráulico más eficiente que permitió aumentar el rendimiento de la fotosíntesis.

Ahora que el año Darwin está terminando no está de más recordar el «abominable misterio» que para el naturalista inglés suponía la aparición de las plantas con flores sobre la Tierra. Durante la mayor parte de la historia biológica de este planeta no había plantas con flores, o simplemente flores. La Tierra era un jardín verde, pacífico y sobre todo sobrio. Ese paisaje estaba habitado por peces, reptiles y libélulas que volaban entre coníferas ancestrales. Como no había flores tampoco había mariposas, ni abejas, ni ningún otro animal que se alimentara de néctar. No había praderas de hierba, ni cereales y, por tanto, tampoco rumiantes. De pronto, en el Cretácico, surgieron las plantas con flores y el mundo se llenó de color.
Esta aparición súbita y posterior dominio de las angiospermas sobre todas las demás plantas es algo que continúa intrigando a los biólogos evolucionistas. ¿Cómo aparecieron y se extendieron estas plantas? Las angiospermas representan en la actualidad cientos de miles de especies y suponen el 96% de la vegetación. Estas plantas son obviamente las más exitosas sobre tierra firme.
Una de las razones que se han dado para explicar el éxito de estas plantas es su capacidad de llegar a acuerdos con ciertos insectos para así ser polinizadas o para repartir sus semillas. Ahora se propone otra teoría alternativa o complementaria a ésta.
Un estudio publicado en Ecology Letters revela que hubo un disparador evolutivo que dotó a las angiospermas de una ventaja adaptativa respecto a las demás especies, dando lugar a su gran abundancia posterior. Tim Brodribb y Taylor Field, de University of Tasmania y University of Tennessee respectivamente, tuvieron en cuenta la fisiología de las plantas para mostrar cómo las angiospermas fueron capaces de dominar en tierra firme sobre todas las demás gracias a un sistema hidráulico más eficiente que permitió aumentar el rendimiento de la fotosíntesis.
Las angiospermas son las plantas más abundantes y de mayor éxito ecológico de todas las plantas terrestres. Una de las razones de que suceda esto es, según Brodribb, la mayor capacidad fotosintética de sus hojas, pero es un misterio cuándo y cómo evolucionó esta capacidad.
Estos investigadores notaron que la densidad de nervios o vasos conductores de la angiospermas primitivas fue menor que en épocas posteriores. Así que midieron la «densidad de nervaduras» de distintas plantas con semilla y la asociaron a un modelo hidraúlico-fotosintético. En su trabajo de campo examinaron durante 6 años las hojas de 504 plantas con flores y otras 225 gimnospermas repartidas en 13 países distintos, incluyendo 166 plantas extintas. Además midieron el intercambio de dióxido de carbono y agua de 35 especies de plantas, tanto con flores como sin flores.

De izquierda a derecha se ve un aumento de las nervaduras en las hojas de distintas especies de plantas. Foto: Timothy Brodribb.

Sus resultados revelan que hubo una transformación evolutiva en el bombeo de agua de las plantas con flores que elevó su capacidad fotosintética a un mayor nivel. La aparición y evolución de un sistema de irrigación denso en las hojas de las plantas con flores se dio entre hace 140 y 100 millones de años. En ese tiempo fueron surgieron plantas con flores con un mejor sistema hidráulico que las angiospermas anteriores. Estas plantas duplicaron, triplicaron y hasta llegaron a multiplicar por 10 la densidad de nervios en sus hojas.
Para poder absorber el dióxido de carbono, las plantas abren los estomas de sus hojas, pero al hacerlo pierden vapor de agua. Por tanto, se necesita un sistema eficaz que transporte agua a cada parte de las hojas para así reemplazar las pérdidas del preciado líquido. Esto tiene consecuencias en el rendimiento de la fotosíntesis. Así por ejemplo, según el modelo de estos investigadores, al triplicar la densidad de nervios se duplica la eficacia de la fotosíntesis.
La razón del éxito de este paso evolutivo estriba en que se dio una menor concentración relativa de dióxido de carbono en la atmósfera y estas plantas lograron un transporte de agua más eficaz, pero estos dos factores están muy relacionados con la fotosíntesis. El mayor rendimiento en la fotosíntesis otorgó a las plantas con flores una ventaja adaptativa sobre las demás al proporcionar una mayor productividad y, por tanto, un estímulo para que se extendieran por toda la biosfera, jugando un papel esencial en la función atmosférica y biológica de la Tierra.
Según estos investigadores sin este sistema hidráulico el rendimiento de la fotosíntesis sería dos veces inferior al que se produce en la actualidad en este tipo de plantas.
Por tanto, las flores jugaron un gran papel en la diversificación de las angiospermas, pero la densidad de nervios de sus hojas ayudó a que estas plantas fueran abundantes.
Otros expertos en el campo apoyan la valía de este trabajo y predicen que será un estudio que tendrá mucha influencia en el futuro.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Foto de cabecera por NeoFronteras.