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Las plantas pueden transferir cloroplastos de un individuo a otro auqnue no sean de la misma especie.

Injerto natural de abedul y roble. Fuente: MPI of Molecular Plant Physiology.

Los botánicos estaban perplejos desde que descubrieron que al ADN de los cloroplastos de algunas plantas mostraba de vez en cuando grandes similitudes con el ADN de los cloroplastos de otras especies. A este fenómeno se les denominó “captura de cloroplastos”, pero no se tenía ni idea de cómo se podría dar tal cosa. Se especuló que quizás plantas de distintas especies podrían cruzarse entre sí y producir descendencia en la que además de la mezcla de ADN nuclear se había combinado el ADN de los cloroplastos.
Recordemos que una vez los cloroplastos (como otros orgánulos) eran seres independientes (bacterias fotosintéticas) que fueron capturados por los antepasados de las plantas hace miles de millones de años y que todavía conservan su propio material genético. Viven en una relación endosimbiótica con un eucariota.
Ahora científicos del Instituto Max Planck han descubierto que en realidad lo que ocurre es que se transfieren cloroplastos enteros (o como mínimo sus genomas) de una planta a otra de manera horizontal sin mediar la reproducción sexual. Así que el cruce entre distintas especies no es necesario. El nuevo genoma adquirido mediante este proceso puede incluso pasar a la siguiente generación.
El hallazgo tiene un gran impacto para la comprensión de la evolución así como para el cultivo de nuevas variedades de plantas.
Se creía que la transferencia horizontal de genes era un sistema que sólo utilizaban las bacterias, algo que por cierto les permite adquirir rápidamente resistencia frente a nuestros antibióticos. Para el resto de los seres vivos se asumía que los genes pasaban de padres a hijos de una generación a otra de manera tradicional, pero que no pasaban de un individuo adulto a otro y muchos menos entre individuos de distintas especies. Pero desde hace unos años se han ido descubriendo casos de transferencia horizontal en seres superiores incluyendo pluricelulares. Esto no modifica en nada las bases de la teoría evolutiva, pues lo único que necesita es una variación genética, independiente de cómo se dé ésta, pero la hace más interesante.
Los jardineros y agricultores utilizan la técnica del injerto desde hace mucho tiempo. En ella producen una serie de heridas o daños en las plantas leñosas, como la realización de hendiduras o corte de ramas para colocar sobre en ellos una rama o yema de otra planta. Los dos tipos de tejidos que entran en contacto se fusionan y la rama injertada crece sobre su nuevo tronco. Sobre un mismo pie de planta incluso podemos injertar distintas variedades. Es una manera de clonar plantas sin necesidad de plantar un esqueje en el suelo. Se tiene un pie de planta silvestre que no da fruto o que es resistente a ciertas enfermedades o que crece muy rápido y sobre el que se injerta la especie de importancia agrícola u ornamental.
Pues bien, al parecer en la Naturaleza también se puede dar un contacto tan íntimo como el que se da en el injerto y es en estos contactos en los que se unen ramas de distintas plantas (incluso de distintas especies) cuando se da la transferencia de cloroplastos. Al menos esa es la hipótesis que había que demostrar.
En 2009 ya se había demostrado que la información genética de los cloroplastos podía pasar de una planta a otra de la misma especie de manera horizontal. Quedaba por demostrar que esto era también posible entre plantas de distintas especies.
Para probar este punto los investigadores tomaron plantas de tabaco de la especie Nicotiana benthamiana (que es una planta herbácea silvestre) y de Nicotiana glauca (una planta leñosa de tabaco silvestre) y las injertaron en la variedad de cultivo Nicotiana tabacum. Estas especies además son sexualmente incompatibles entre sí y no se pueden cruzar para producir híbridos. Las especies silvestres fueron manipuladas genéticamente y en sus núcleos se introdujeron genes de resistencia a un antibiótico y un gen que expresaba un marcador proteico amarillo fluorescente. Nicotiana tabacum fue manipulada para ser resistente a otro antibiótico y expresar un marcador proteico verde fluorescente.
Después de que el injerto tuviera éxito los investigadores extrajeron muestras de los tejidos del punto de unión y los cultivaron en un medio con los antibioticos correspondientes. Los antibióticos impedían la división celular de las células sin los genes correspondientes, de tal modo que al final sólo quedaban células resistentes a ellos, lo que se apreciaba bajo el microcroscopio por la fluorescencia verde y amarilla. El análisis de las de células N. benthamiana y N. glauca reveló que contenían cloroplastos procedentes de N. tabacum. La versión del genoma de los cloroplastos era la misma en ambos casos. Además estos nuevos cloroplastos pueden pasar de generación en generación.
Queda por explicar cómo los cloroplastos dejan las células habituales en donde están y emigran a las células de otras especies. Quizás usan los plasmodesmatas (pequeños túneles que unen unas células a oras) o quizás usan algún tipo enzima para disolver parte de la membrana celular. Si fuese esta última opción sería sorprendente pues implicaría una “acción” por parte de los cloroplastos.
Estos investigadores ya trabajan para descubrir cómo sucede realmente.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.