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Sobre la evolución de las plantas terrestres

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Phaeoceros laevis. Foto: Wikipedia.

A veces no somos conscientes de lo que nos condicionan nuestras emociones. Damos importancia a unas cosas o a otras en virtud de una serie de condicionantes que muchas veces son irracionales, emotivos o dependientes de nuestros gustos. La importancia de unos seres vivos sobre los otros la medimos por la cercanía, por los animados que sean o por otros parámetros a cual más irracional. Encontrar un fósil que corresponda a un “eslabón perdido” entre peces y animales terrestres se merece una reseña en algún periódico, al igual que la posible extinción del oso panda o algún animal similar que despierte también nuestras simpatías. Sin embargo, una serpiente tiene menos posibilidades de salir. Pero antes de que los animales se arrastraran del medio acuoso para llegar a tierra firme las plantas ya poblaban ese mundo no sumergido.
Sin las plantas simplemente no existiríamos. Desde el punto de vista racional son mucho más importantes que otros seres, y comprender su origen y evolución nos debe de importar de igual manera que nos importa la evolución de los mamíferos.
En la historia biológica de la Tierra es un misterio cómo las plantas hicieron la transición del agua a tierra firme y se diversificaron hasta lo que podemos ver hoy, desde los simples musgos y hepáticas hasta las majestuosas secuoyas.
En una investigación realizada por Yin-Long Qiu de University of Michigan se muestran nuevas evidencias que pueden ayudar a resolver la cuestión, largamente debatida, sobre el origen y evolución de las plantas terrestres. Estos resultados han sido publicados recientemente on line en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Hubo dos pasos importantes en la cadena de eventos que ayudaron a las plantas a prosperar, formando las bases de los modernos ecosistemas terrestres y alterando profundamente el curso de la evolución de la vida sobre la Tierra.
El primer paso fue la colonización de tierra firme por especies descendientes de plantas acuáticas conocidas como algas carofitas. Ese evento abrió un vasto nuevo mundo donde la intensa luz del sol no estaba tamizada a su paso por el agua y en donde el dióxido de carbono (el otro ingrediente para la fotosíntesis además de agua y luz) era abundante.
El segundo evento fue clave en el cambio del ciclo vital de las plantas. Las plantas exhiben un fenómeno conocido como alternancia de generaciones, en la que dos formas alternativas con diferentes cantidades de ADN componen un ciclo vital completo. Una forma conocida como esporofita, produce esporas que crecen dentro de individuos de la otra forma denominados gametofitos. Gametofitos producen gametos (óvulos y esperma) que al unirse producen un óvulo fertilizado capaz de llegar a ser un esporofito, completando así el ciclo vital.
Mientras que todas las plantas muestran esta alteración de generaciones, algunas gastan gran parte de su ciclo vital como esporofitas y otras pasan la mayor parte de su ciclo como gametofito.
Esta transición ocurrió muy pronto en la historia evolutiva de la plantas. Si echamos un vistazo a las plantas “inferiores” como algas, hepáticas y musgos, veremos que pasan la mayor parte de su ciclo vital como gametofitos. Pero si observamos otras plantas como los helechos, coníferas y plantas con flores veremos que pasan la mayor parte de su vida como esporofitas. Los genetistas, biólogos del desarrollo y biólogos evolucionistas se han estado preguntando cómo ocurrió esta transición y han propuesto hipótesis competidoras.

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Esquema del árbol evolutivo de las plantas terrestres. Foto: University of Michiga, Neofronteras.

Para cada hipótesis los científicos tienen que desarrollar un esquema evolutivo que muestre cómo los distintos linajes de las plantas deberían ser relacionados para explicar la aparición de la transición. Los estudios en el último siglo han producido resultados contradictorios sobre las relaciones entre los linajes de plantas terrestres primitivas, dejando sin respuesta la pregunta más crucial de cómo ocurrió la transición en la alternancia de las generaciones.
El grupo de Qiu usó tres conjuntos complementarios de datos genéticos, que involucraban más de 700 secuencias de genes, para resolver las relaciones entre los cuatro mayores linajes plantas terrestres: hepáticas, musgos, antoceros (ver foto) y plantas vasculares (que incluyen helechos, coníferas y plantas con flores). El análisis mostró que las hepáticas (pequeñas plantas verdes que se suelen encontrar en las riveras de los cursos de agua) representan el primer linaje que divergió de otras plantas terrestres cuando el alga carofita apareció sobre tierra firme, y que el oscuro grupo de los antoceros (pertenecientes a la familia Anthocerotaceae, ejemplares de estas plantas se pueden encontrar por ejemplo en campos abandonados de maíz) es el grupo más cercano a las plantas vasculares.
Afirma Qiu que, “…básicamente hemos capturado unos pocos de los eventos más importantes que ocurrieron en los primeros 10 millones de años de evolución de las plantas terrestres. Los resultados tienen sentido a luz de los patrones de los ciclos vitales de las plantas. El alga carofita, las hepáticas y los musgos pasan la mayor parte de su ciclo vital en la fase de gametofito de vida independiente; el esporofito es pequeño, un organismo de corta vida que vive sobre el gametofito.”
“Las plantas vasculares, por otro lado, pasan la mayor parte de su vida como esporofitas que vive independientemente, con gametofitos pequeños de corta vida que generalmente viven sobre el esporofito. Los antoceros puede que den pistas sobre cómo ocurrió esta transición, ya que pasan la mayor parte de su ciclo vital en la fase de gametofito, pero sus esporofitos (a diferencia de las hepáticas y musgos) muestran una tendencia a vivir independientemente.”
“Entender las relaciones evolutivas entre los distintos grupos de plantas es crucial para entender su biología, tanto como el entendimiento de las relaciones entre los primates hace avanzar nuestros conocimientos sobre el comportamiento, anatomía y la fisiología humana.”
“Como humanos siempre estamos interesados en conocer de donde venimos y por qué somos diferentes de los otros primates. Ahora que conocemos, a partir de análisis filogenéticos, que nuestro pariente más cercano es el chimpancé, podemos comparar el genoma de este animal con el nuestro y comparar nuestro cerebro con el suyo y comparar el comportamiento de ambos seres. Pero todo esto da por sentado que sabemos que el chimpancé es nuestro hermano. ¿Qué pasaría si no fuese así?”
“Entender la historia evolutiva es realmente el fundamento de la Biología, y con el énfasis actual en biocombustibles y plantas de importancia en medicina, debería de estar claro cómo de importante es aprender la historia evolutiva de todos los organismos del planeta.”

Fuente: University of Michigan. [1]
Referencia: Resumen en PNAS. [2]