La capacidad de ser planta carnívora apareció al menos seis veces de forma independiente en la historia evolutiva.
|
Las plantas suelen ser el inicio de la cadena trófica, pues a partir de ellas y la luz del Sol viven el resto de los seres vivos. Sin embargo, las excepciones son las plantas carnívoras, pues se alimentan de insectos en una suerte de cadena trófica invertida.
Posiblemente, uno de los tipos de plantas más complejos y extraños sea el de la plantas carnívoras. El problema es cómo una planta llega a evolucionar hasta convertirse en devoradora de insectos.
Ahora, un estudio genético sobre plantas carnívoras y sobre sus parientes más cercanos sugiere que una duplicación de genes permitió a estas plantas digerir materiales ricos en proteínas.
Hay una rica variedad de plantas carnívoras. Están, por ejemplo, las plantas jarro como las nephentes en cuyos jarros hay enzimas capaces de digerir lo que les cae dentro. Entre las más conocidas que muchos hemos tenido en nuestro hogar también está la típica Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula). Esta planta posee hojas modificadas con pelos sensibles (ver foto) que, cuando son activados adecuadamente, hacen que la trampa se cierre sobre el insecto. Menos conocida es la acuática Aldrovanda vesiculosa, pero también con mecanismos activos de movimiento que facilitan la caza. También tienen partes móviles las droseras, pero que atrapan a los insectos gracias a sustancias pegajosas de sus pelillos. Así que, estas tres especies, aunque pertenecen a la misma familia, han conquistados hábitats distintos y desarrollado sus propios sistemas para capturar insectos.
El biólogo evolucionista Jörg Schultz y su colega Rainer Hedrich (ambos de la Universidad de Würzburg) secuenciaron los genomas de la Venus atrapamoscas, una drosera (Drosera spatulata) y la Aldrovanda vesiculosa, que están emparentadas. Luego compararon esos genomas con los de otras nueve plantas que incluía plantas carnívoras como las plantas jarro, así como con otras especies no carnívoras.
Lo primero que vieron es que estas tres especies tienen el mismo conjunto básico de genes que les permiten ser carnívoras. Las funciones de estos genes están relacionadas con la habilidad de sentir y digerir sus presas y de usar sus nutrientes.
Además, han encontrado que la clave para alimentarse parcialmente de insectos en este conjunto de las plantas carnívoras fue la duplicación del genoma completo en un antepasado común que vivió hace unos 60 millones de años.
Esta duplicación permitió liberar copias de genes que sólo estaban dedicados a la generación de ciertos tejidos, como hojas, raíces y sistema sensorial para que fueran usados para otra misión distinta. De este modo se pudieron usar para detectar, atrapar y digerir presas. Así, por ejemplo, las plantas carnívoras evolucionaron hasta usar las copias extras de genes que normalmente se usaban para la absorción de nutrientes en las raíces para utilizarlos en absorber los nutrientes de las presas que atrapaban y digerían. Esos genes que normalmente sólo se expresaban en las raíces pasaron a expresarse en las hojas convenientemente modificados.
La sorpresa es que, pese a la duplicación, las plantas no necesitan un gran conjunto de nuevos genes para ser carnívoras. Así, las tres especies estudiadas están entre las plantas pobres en número de genes, pues sus genomas van de 18000 a 25000 genes, cuando lo habitual suele estar entre 30000 y 40000 genes.
Estos investigadores concluyen que las carnívoras aparecieron por evolución una sola vez en el antepasado para las tres especies emparentadas analizadas y de formar independiente en las plantas jarro. Añadiendo estos dos orígenes a los casos ya documentados en el pasado, los investigadores llegan a la conclusión de que la capacidad de ser planta carnívora apareció seis veces de forma independiente en total. Así que se podría interpretar que el camino evolutivo para llegar ser carnívora está abierto para todas las plantas.
El próximo paso a dar por estos investigadores es el estudio en profundidad de estas plantas para comprender mejor las bases de la función de captura. «Hemos encontrado que la Venus atrapamoscas cuenta los estímulos eléctricos que activa la presa al caer en la trampa, puede recordar este número durante un tiempo y finalmente tomar la decisión correspondiente a ese número», dice Hedrich. Este proceso de conteo se basa en unos pelillos que son estimulados por el insecto, de los que hay tres en cada lado de la trampa. La activación de ellos en el orden y ritmo adecuado permite a la planta discernir entre un insecto, por lo que merece la pena cerrar la trampa , y el caso en el que cae algo inerte y entonces que no le merece la pena cerrarla (algo costoso). Así que creen que es importante entender los principios biofisico-mecánicos que permiten a la planta contar estos estímulos y tomar decisiones.
Copyleft: atribuir con enlace a https://neofronteras.com [1]
Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Cóctel digestivo de plantas carnívoras [3]
Foto: Wikipedia.