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Las plantas terrestres experimentaron una diversificación importante en dos ráfagas dramáticas separadas por 250 millones de años.

Un estudio publicado en Science revela que, en lugar de evolucionar gradualmente durante cientos de millones de años, las plantas terrestres experimentaron una diversificación importante en dos ráfagas notables con 250 millones de años de diferencia. La primera ocurrió pronto en la historia evolutiva de las plantas, dando lugar al desarrollo de semillas. La segunda tuvo lugar durante la diversificación de las plantas con flores.

La investigación utiliza una métrica novedosa pero simple para clasificar la complejidad de las plantas que está basada en la disposición y el número de partes básicas en sus estructuras reproductivas.

Aunque los científicos han asumido durante mucho tiempo que las plantas se hicieron más complejas con el advenimiento de las semillas y las flores, los nuevos hallazgos ofrecen información sobre el tiempo y la magnitud de esos cambios.

«Lo más sorprendente es este tipo de estasis, esta meseta en complejidad después de la evolución inicial de las semillas y antes del cambio total que sucedió cuando las plantas con flores comenzaron a diversificar. Las estructuras reproductivas se ven diferentes en todas estas plantas, pero todas tienen aproximadamente el mismo número de partes durante esa estasis», dice el líder del estudio Andrew Leslie (Universidad de Stanford).

Las plantas con flores (angiospermas) son más diversas que todos los demás grupos de plantas. Generan colores, olores y formas que nutren a los animales y deleitan los sentidos. También son intrincadas y los pétalos, estambres y pistilos se entrelazan en arreglos precisos para atraer a los polinizadores y engañarlos para que lleven el polen de una flor a otra.

Esta complejidad dificulta que los científicos comparen las plantas con flores con plantas con sistemas de reproductivos más simples, como los helechos o algunas coníferas. Como resultado, los botánicos se han centrado durante mucho tiempo en las características dentro de los grupos familiares y, por lo general, estudian la evolución en las plantas sin flores (gimnospermas) por separado de las angiospermas, que son más intrincadas.

Leslie y sus colaboradores superaron este problema al diseñar un sistema que clasifica el número de diferentes tipos de partes en estructuras reproductivas. Cada especie se calificó de acuerdo con cuántos tipos de piezas tiene y el grado en que se exhibe un agrupamiento de esas partes. Usando este método clasificaron alrededor de 1300 especies de plantas terrestres cuya filogenia se extiende desde hace aproximadamente 420 millones de años hasta el presente.

«Esto cuenta una historia bastante simple sobre la evolución reproductiva de las plantas en términos de forma y función: cuantas más funciones tenga la planta y cuanto más específicas sean, más partes poseerá la misma. Es una forma útil de pensar sobre cambios a escala que abarquen toda la historia de la planta», dice Leslie.

Cuando las plantas de tierra firme se diversificaron por primera vez al principio de Devónico, hace unos 420 millones a 360 millones de años, la Tierra era un mundo más cálido, no había árboles o animales de vertebrados terrestres. Los arácnidos como escorpiones y ácaros vagaban por la tierra entre plantas bajas y el organismo terrestre más alto era un hongo de 6 metros de altura que se asemejaba a un tronco de árbol.

Después se produjeron enormes cambios en el reino animal: los animales de tierra firme evolucionaron para tener tamaños grandes y dietas más variadas, los insectos se diversificaron, aparecieron los dinosaurios, pero las plantas no sufrieron un cambio importante en la complejidad reproductiva hasta que desarrollaron flores.

Según Leslie, la polinización de insectos y la dispersión de semillas por los animales pueden haber aparecido tan pronto como hace 300 millones de años, pero no es hasta los últimos 100 millones de años cuando las interacciones intrincadas con los polinizadores impulsaron la complejidad de las plantas con flores. «Hubo un largo período de tiempo durante el cual las plantas podrían haber interactuado con los insectos de la manera en que las plantas con flores lo hacen ahora, pero no lograron ese grado de complejidad», añade.

En el Cretácico tardío, hace unos 100-66 millones de años, la Tierra se parecía más al planeta que conocemos hoy en día con bosques de coníferas y sin la proliferación de árboles y arbustos con flores actuales. El segundo estallido de complejidad fue más dramático que el primero, enfatizando la naturaleza única de las plantas con flores. Ese período dio origen a las plantas como la pasiflora (ver foto de cabecera), que puede tener 20 tipos diferentes de piezas, más del doble del número que se encuentra en las plantas sin flores.

Los investigadores clasificaron 472 especies vivas, parte de las cuales se entraban en los alrededores del campus de la universidad. El análisis incluye plantas vasculares de tierra firme. No se consideraron los musgos y otras plantas briofitas que no cuentan con vasos en sus tallos.

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Fuentes y referencias:
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Foto: Pixabay.