NeoFronteras

Secuencian genoma de Selaginella

Área: Genética — jueves, 12 de mayo de 2011

La secuenciación del genoma de Selaginella ayudará a comprender como ésta y otras plantas están conectadas evolutivamente, añadiendo una pieza más al rompecabezas de la evolución vegetal.

En primera aproximación toda especie está extinta. Después de unos pocos millones de años desde su aparición casi toda especie de planta o animal desaparece para siempre. En una situación normal, en la que no hay extinciones masivas o seres humanos interviniendo en la Naturaleza, estas especies que se extinguen son reemplazadas por otras nuevas que surgen y evolucionan. Pero la vida media de una especie no es fija, algunas desaparecen al poco de crearse y otras han sobrevivido casi sin cambiar a todo tipo de eventos, incluso a las extinciones masivas, durante muchos millones de años. Son los supervivientes, la excepción a la regla.
Algunos de ellos son testigos de los grandes hitos evolutivos que hicieron la historia de la vida sobre nuestro planeta. Uno de esos hitos fue, por ejemplo, la aparición de las plantas vasculares. Al principio, las plantas que conquistaron tierra firme por primera vez, eran muy sencillas, muy similares a los actuales musgos y hepáticas. Un día, hace ya más de 410 millones de años, pudieron crear vasos para llevar agua y savia a lo largo de sus tallos y entonces los vegetales, por primera vez en la historia, se irguieron sobre la Tierra en busca del cielo. No paso mucho tiempo desde entonces cuando algunos de ellos ya se elevaban decenas de metros sobre el suelo.
La radiación de plantas vasculares produjo varios linajes de los que ya sólo quedan dos: euphyllophytes (helechos y plantas con semilla) y lycophytes. Hay sólo tres familias de lycophytes, que suman en total unas 1000 especies. Son las plantas vasculares vivas más antiguas, se reproducen por esporas y tienen sólo un vaso que va a lo largo de sus hojas.
Selaginella es un género dentro de los lycophytes y es muy antiguo. Sus miembros han permanecido casi sin cambiar durante los últimos 200 millones de años. Selaginella es un superviviente, y sus ancestros, como los magníficos lepidodendros (división Lycopodiophyta) de hasta 30 metros de altura poblaron los bosques del Carbonífero. Era la época en la que las libélulas dominaban los cielos y sobre el suelo se arrastraba arthropleura. Cuando quemamos carbón quemamos los restos de algunos de esos antepasados.

Ahora, un grupo de 100 investigadores de 11 países distintos, liderados por la Universidad de Purdue, ha secuenciado el genoma de Selaginella moellendorffii, la primera planta vascular sin semillas cuyo genoma es secuenciado. La secuenciación de este genoma podría ayudar los científicos a entender cómo determinados genes dan a la planta alguna de sus características únicas. Además ayudará a comprender como Selaginella y otras plantas están conectadas evolutivamente, añadiendo una pieza más al rompecabezas de la evolución vegetal.
Además de que esta información sirva para entender mejor cómo las plantas en general evolucionaron en los últimos 500 millones de años, quizás sirva también para identificar nuevos productos farmacéuticos.
El genoma secuenciado consta de 22.300 genes y es relativamente pequeño. Se ha descubierto además que Selaginella moellendorffii es la única planta conocida que no ha experimentado un evento de poliploidía, tipo de suceso genético en el que se dobla el conjunto de cromosomas.
En el genoma de Selaginella moellendorffii se ha podido ver la ausencia de genes que sí están presentes en los genomas de las plantas con flores, sobre todo los de control de la floración, pero también genes relacionados con las fases de cambio entre planta juvenil y adulta y otras funciones. Esta planta realiza algunas de esas funciones de un modo desconocido hasta ahora.
Comparando este genoma con otros se pueden identificar genes que están presentes sólo en las plantas vasculares y genes presentes sólo en las plantas con flores. Estos genes tienen que jugar papeles importantes en la evolución temprana de las plantas vasculares y plantas con flores. Muchos de estos genes tienen funciones desconocidas, pero aquellos presentes sólo en las plantas con flores probablemente estén relacionados con la producción de flores y frutos, que son importantes en agricultura.
Algo que ya se ha averiguado es que Selaginella moellendorffii y Arabidopsis thaliana (una planta con flores que típicamente se usa como modelo de laboratorio) tienen diferentes genes para controlar la creación de metabolitos que son moléculas responsables, por ejemplo, de los aromas, de la dispersión de semillas, de la defensa química y otras funciones. Algunos de esos metabolitos se han usado en el pasado para crear productos farmacéuticos.
Estros genes metabólicos evolucionaron de manera independiente en Selaginella y en las angiospermas, así que los metabolitos son probablemente muy diferentes. Quizás esos metabolitos se puedan usar para elaborar nuevos productos farmacéuticos.
Este es un paso más hacia la meta de desentrañar el árbol filogenético global, el que componen todos los seres vivos de la Tierra y aquellos que ya han desaparecido. Los científicos, página a página, volumen a volumen está leyendo la enciclopedia de la vida y algún día sabrán cómo fue la evolución de la vida en este planeta con gran detalle.
Algunas especies de Selaginella se venden como plantas ornamentales. Hay una que incluso es de color azul gracias a la presencia de microestructuras ópticas en sus hojas, es el mismo mecanismo presente en las plumas de pavo real o en las alas de las mariposas metalizadas de la selva tropical. Si le interesa este tema vaya a una floristería y compre una Selaginella. No necesitan muchos cuidados, sólo un ambiente que no sea muy seco. Acérquese por debajo a ella e imagine que se encuentra bajo los lepidodendros gigantes del Carbonífero, imagine libélulas voladoras, peces que quieren ser anfibios y la aterradora arthropleura. ¿Quien sabe?, quizás nuestros descendientes sean más sabios que nosotros, respeten las otras especies con las que comparten el planeta y puedan sobrevivir y seguir desarrollando la ciencia. Soñemos entonces que incluso puedan resucitar a los calamites y lepidodendros del pasado a partir de la información contenida en sus ordenadores y recreen la flora del Carbonífero. Sería una buena aproximación a la máquina del tiempo poética.