NeoFronteras

Descubren un tipo de comportamiento en los musgos que tiene implicaciones en el ciclo del carbono.

La diversidad de la vida puede observarse en los diversos ambientes que disfrutamos, van de la selva amazónica a los desiertos, pero esto no sería posible si el antepasado de todas las plantas terrestres, un alga verde, no hubiera dejado el medio acuático.
Durante miles de millones de años las superficies emergidas de este planeta eran lugares yermos, sin vida apreciable, no había animales que caminaran sobre tierra firme, no había plantas, ni siquiera había suelo fértil sobre el que pudieran crecer. En los océanos, mientras tanto, prosperaban todo tipo de seres vivos, incluyendo algas de distintos tipos.
Entonces, hace unos 420 millones de años, sucedió un evento que lo cambiaría todo, una de las mayores aventuras de la vida en la Tierra. Los primeros vegetales empezaron a conquistar las orillas, a medio paso entre el agua y tierra firme. Poco a poco esas primeras plantas evolucionaron y con el tiempo dieron lugar a una radiación soberbia, pasmosa.
La diferencia entre un pez y un ser humano no es muy grande, en el fondo somos peces modificados . Pero la diferencia entre un alga marina y un árbol de la pluviselva tropical es enorme, gigantesca. Solamente el desarrollo de las plantas con flores supuso un hito increíble que lo cambió todo.
Las plantas, una vez en la superficie, a pleno sol, pudieron desarrollar todo su potencial fotosintético. Mediante la fotosíntesis, con su absorción de dióxido de carbono, su liberación de oxígeno y la síntesis de materia orgánica, las plantas permitieron la construcción de los ecosistemas, hasta llegar a los ambientes hospitalarios que disfrutamos hoy en día.
Desde entonces nos han estado proporcionando el aire que respiramos, el agua que bebemos, la comida que comemos y una inmensa cantidad de belleza. Cambiaron el clima, el régimen de lluvias, el albedo del planeta, y en definitiva la faz de la Tierra, un planeta que pasó de azul a azul verdoso. Sin las plantas no estaríamos aquí. De hecho no habría ningún animal terrestre, porque fueron precisamente las plantas las que posibilitaron que los animales dieran también ese salto más tarde y pasaran a tierra firme, una vez el ambiente era ya apropiado para su supervivencia.
Pero ese primer paso de la plantas para intentar abandonar el ambiente oceánico no fue fácil y duró millones de años.
Las primeras plantas enroladas en esa aventura eran algas sencillas que tenían casi todo en su contra, no tenían raíces, ni sistema vascular, ni semillas, ni tejidos externos resistentes que las protegieran de la extrema desecación y de la intensa radiación solar. El ambiente al que se veían empujadas era hostil para ellas. La evolución tuvo que seleccionar multitud de intentos dentro de un conjunto de muchos parámetros hasta que dio con la combinación genética adecuada.
Todavía hoy, en las zonas húmedas de los bosques actuales, perviven los descendientes directos de esos héroes casi anónimos, plantas sencillas que nos recuerdan aquel logro, son las briofitas como los musgos y las hepáticas, que todavía necesitan gran humedad para poder vivir. Recapacite sobre este hecho la próxima vez que pasee por un bosque y vea el musgo sobre las ramas y troncos de los árboles o sobre las rocas que hay entre medias.

Este musgo de turbera o esfagno muestra los oscuros esporofitos que de manera explosiva envían esporas a 110 km/h desde la punta de los gametofitos. Diversas especies del género de los musgos dominan grandes áreas por todo el mundo, donde se acumulan grandes cantidades de musgos de turbera. Representan los mayores almacenes terrestres de carbono orgánico. El crecimiento de este tipo de musgos es relevante en el ciclo global del carbono y en el clima. Además se ve afectado por los cambios climáticos. Fuente: Lee Wilcox, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin.

Ahora una investigación de Linda Graham y sus colaboradores de University of Wisconsin se ha centrado en esta transición y en los cambios adaptativos que permiten la asimilación de compuestos de carbono como el azúcar. El estudio proporciona razones para incorporar información paleontológica evolutiva a los modelos de ciclo del carbono.
Todas las plantas descienden de un grupo ancestral de algas verdes. Las plantas vivas descendientes de esas primeras plantas son precisamente las briofitas. Graham y sus colaboradores comparan los genomas de las algas con los de las briofitas y obtienen pistas de los pasos evolutivos que se necesitaron en la transición del agua a la tierra y cómo el éxito de las primeras plantas afectó al ciclo del carbono.
Estos investigadores cuantificaron y compararon el crecimiento de dos especies de algas verdes (Cylindrocystis brebissoni y Mougeotia sp.) y una especie de musgo esfagno o de turbera (Sphagnum compactum) al proporcionarles externamente azúcar. Encontraron que la absorción de carbono en el musgo no estaba restringida a los productos de la fotosíntesis, pues comprobaron que la adición de azúcares al medio de cultivo multiplicaba la biomasa por 40. Esta habilidad de utilizar azúcar no solamente procedente de la fotosíntesis, sino del medio, se denomina mixotrofia y hasta ahora no se creía que jugara un papel relevante en el crecimiento de los musgos. Las algas verdes también respondieron al suministro externo de azúcar, pero en menor medida que el musgo.
Según Graham los musgos de turbera almacenan un alto porcentaje de carbono del suelo global y ayudan a estabilizar la química atmosférica y el clima.
Este estudio tiene implicaciones sobre el ciclo del carbono. En los trabajos previos, en los que se examinaba la respuesta de los musgos a la disponibilidad de carbono, se asumían que el dióxido de carbono atmosférico era la única fuente disponible de carbono de estos musgos o de las plantas ancestrales.
Se sugiere que la mixotrofia es un rasgo evolutivo temprano en las estreptofitas, que ayuda a la supervivencia bajo condiciones de estrés. Además asiste en la producción de paredes celulares resistentes a la degradación que fomenta el secuestro de carbono.
El nuevo resultado indica que los esfuerzos que se realizan a la hora de crear modelos globales sobre los cambios climáticos y atmosféricos, ambos presentes hace millones de años durante la colonización de tierra firme, tienen que tener en cuenta el comportamiento mixotrófico de las primeras plantas.
El equipo de Graham trabajó en este estudio con colaboradores de Canadá y Chile, permitiendo así comparar musgos de ambos hemisferios. Fue especialmente interesante explorar más profundamente el papel de los azucares en el establecimiento de la importancia ecológica de las simbiosis microbianas, en particular con las cianobacteria fijadora de nitrógeno que vive junto a este tipo de musgos.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
¿Cómo resistieron las primeras plantas la desecación?
Vídeo sobre musgos “explosivos”.
Foto cabecera: British Bryological Society