NeoFronteras

La secuenciación del genoma del musgo proporciona pistas de cómo fue la colonización de la tierra firme por la primeras plantas terrestres. El genoma es mucho más complejo de lo esperado. Estos resultados podría ayudar a mejorar los cultivos humanos y a la fabricación de medicamentos.

Colonia de musgos creciendo en placa de cultivo. Foto: University of Leeds.

Cuando paseamos por un bosque no solemos reparar en el humilde musgo. Esta planta cubre con tapices de un verde intenso aquellos lugares húmedos de esos bosques y de muchos otros lugares que son agraciados con su discreta presencia. Aquellos que conocen un poco sobre la evolución del mundo vegetal saben que estas plantas (o más bien sus antepasados) fueron los primeros en colonizar la tierra firme, posibilitando que otras plantas y animales pudieran hacerlo más tarde. De hecho, aún hoy día, los musgos son los primeros, justo después de los líquenes, en colonizar la roca desnuda.
Las primeras plantas evolucionaron en el agua a partir de antepasados parecidos a las algas y posteriormente emigraron a tierra firme. Este salto fue increíblemente difícil y se las tuvieron que ver con grandes fluctuaciones de temperatura, problemas de desecación, intensa irradiación solar, etc. Los musgos dieron muchos pasos para adaptarse al nuevo ambiente, pero nunca desarrollaron ciertas características que otras plantas sí tienen, como un sistema vascular o semillas que sobreviven a las malas condiciones.
Los musgos, junto con las hepáticas y los antoceros forman el conjunto de plantas «primitivas» denominado briofitas. Divergieron del antepasado común a las plantas con flores hace 450 millones de años. Al ser muy primitivos están muy abajo en el árbol evolutivo de las plantas y el análisis de su genoma podría revelar mucha información sobre todas ellas. Por tanto, había razones de peso para secuenciar el genoma de esta humilde planta (al contrario que los animales se han secuenciado muy pocos genomas vegetales).
La especie que cuyo genoma ha sido secuenciado por un equipo internacional es el musgo Physcomitrella patens, y sus genes ya se pueden comparar con los del genoma del arroz y de la Arabidopsis (típica planta utilizada en genética y equivalente a la mosca de la fruta para los laboratorios de genética vegetal).

Foto tomada con microscopio electrónico de Physcomitrella patens. Foto: John Doonan, The John Innes Centre, Norwich, UK.

Los musgos son el paradigma de la planta de tierra firme más sencilla posible. No tienen raíces, tallos, flores ni semillas. Por eso, una vez secuenciado su genoma, los resultados fueron una gran sorpresa. El genoma de esta planta parece ser muy complejo, con 35.000 genes, unos 10.000 más que la primera planta cuyo genoma se secuenció.
Algunos de los genes encontrados facilitan a los musgos «volver a vida» después de haberse secado. Estos genes también están presentes en otras plantas, por lo que debieron de aparecer muy pronto en la evolución de las plantas. El genoma también presenta copias extras de genes relacionados con la reparación del ADN para así poder enfrentarse a la intensa luz solar de la superficie.
Parece ser que el antepasado remoto de esta especie sufrió una duplicación de todo su genoma al comienzo de su historia evolutiva, y que las copias extras de genes terminaron realizando nuevas funciones.
Alrededor del 20% de los genes encontrados son nuevos para los investigadores y específicos de los musgos. Muchos de estos genes probablemente fueron clave en el desarrollo de tácticas que les permitieron sobrevivir en tierra firme.
Parte del equipo internacional que ha secuenciado el genoma de este organismo empezó a trabajar en esta especie hace 20 años. Esta planta tiene un genoma «haploide» y podría integrar más fácilmente que otras plantas genes artificiales para así producir productos farmacéuticos. Aspecto en el que están muy interesados los investigadores.
También podría ayudar a entender los genomas de las plantas de cultivo utilizadas en el consumo humano y ayudar así a la alimentación del tercer mundo.
Este descubrimiento probablemente ayude a entender cómo fue la colonización de la tierra firme por parte de las plantas, pero esta empresa se ve dificultada por la escasa exploración que se ha hecho hasta el día de hoy de los genomas de las plantas. Desde NeoFronteras esperamos que en el futuro se secuencien más genomas vegetales, al fin y al cabo todas las especies de este planeta están, de una manera u otra interrelacionadas.

Fuentes y referencias:
Web Moss Genome.
Nota de prensa de la Universidad de Leeds
Artículo en Science (resumen).
Sobre briofitas.
Sobre la evolución de las plantas terrestres (en NF).