Para las plantas, la supervivencia en tierra firme requirió algunas innovaciones evolutivas nuevas. Por ejemplo, tuvieron que desarrollar sistemas de raíces que puedan absorber los nutrientes del suelo. También necesitaban tallos fuertes que pudieran soportar su propio peso sin la ayuda de la flotabilidad del agua. Las plantas terrestres evolucionaron para lidiar con estos y muchos otros desafíos ambientales, lo que resultó en su abundancia mundial en la actualidad.
Para comprender mejor las adaptaciones genéticas que hicieron que esta transición fuera tan exitosa, un equipo internacional, que incluía tres investigadores de la Universidad de Maryland, secuenció y analizó el genoma de Chara braunii , una alga verde de agua dulce estrechamente relacionada con las plantas terrestres . Al comparar el genoma de Chara con múltiples genomas de plantas terrestres, el equipo pudo identificar muchos genes importantes que se originaron en un ancestro común compartido por Chara y las plantas terrestres.
El trabajo de investigación se publicó en la revista Cell el 12 de julio de 2018.
“Es genial tener finalmente un genoma de una alga estrechamente relacionada con las plantas terrestres”, dijo el profesor de la Universidad de Biología Celular y Molecular de UMD Charles Delwiche, un experto en la evolución de las plantas. “Esta información nos ayudará a entender qué funciones de la planta de tierra fueron realmente novedosas”.
Chara braunii pertenece a una división de plantas llamadas algas charófitas, que son los parientes vivos más cercanos de las plantas terrestres. Como una de las primeras algas de Charophytic en tener su genoma secuenciado, Chara ha proporcionado información importante sobre cómo evolucionaron las plantas terrestres a partir de sus antepasados acuáticos.
“Nuestros datos muestran que una cantidad de genes previamente considerados típicos para las plantas terrestres ya se pueden encontrar en estas algas”, dijo Stefan Rensing, profesor de biología celular en la Universidad de Marburg, quien dirigió la colaboración. “Esto significa que algunos procesos importantes que ocurren cuando las plantas terrestres crecen son mucho más antiguas de lo que se creía anteriormente. De hecho, algunas de estas características evolucionaron antes de que existieran las plantas terrestres”.
Por ejemplo, Chara posee todos los genes necesarios para detectar la presencia de la hormona vegetal etileno . Esta capacidad está presente en todas las plantas terrestres donde el etileno desempeña una amplia variedad de funciones, desde la promoción de la germinación de semillas hasta la señalización cuando la fruta debe madurar.
“Dada la gran cantidad de funciones que el etileno tiene en las plantas, queremos saber cuándo se originó la vía de señalización del etileno”, dijo Caren Chang, profesora del Departamento de Biología Celular y Genética Molecular de UMD y experta en señalización de etileno en plantas. “Debido a que encontramos que Chara tiene todos los genes especializados para la señalización de etileno, significa que esta capacidad es incluso más antigua que Chara”.
Aunque Chara puede responder al etileno, los científicos también descubrieron que Chara carece de los pasos clave de la vía celular necesaria para producir la hormona. El laboratorio de Chang está actualmente investigando la evolución y la función de la vía incompleta de producción de etileno en las algas Chaphyphytic y en algunas plantas terrestres como musgos, hepáticas y helechos.
Algunas otras características que Chara comparte con las plantas terrestres incluyen: células de óvulos y espermatozoides, que permiten a las plantas producir semillas que pueden dispersarse sobre la tierra; crecimiento de la punta, que permite a las plantas desarrollar raíces complejas para extraer nutrientes del suelo; y parte de la maquinaria celular importante para la formación de la pared celular de la planta, que permite a las plantas soportar su propio peso.
En el futuro, Delwiche planea secuenciar los genomas de otras algas charofíticas que están más distantemente relacionadas con las plantas terrestres.
“Una cosa realmente genial acerca de tener genomas completos es que puedes comenzar a entender qué partes y piezas y sistemas faltan”, dijo Delwiche. “Identificar qué genes faltan y en qué especies nos dará información sobre cómo evolucionaron las plantas “.
Proporcionado por: Universidad de Maryland
Fuente: Agroalimentando
