Hace 66 millones de años, un asteroide del tamaño del monte Everest chocó contra la Tierra y acabó con todos los dinosaurios no aviarios y con casi un tercio de la vida en el planeta, pero muchas plantas sobrevivieron a la devastación. Ahora, un estudio desvela cómo.
La investigación, publicada este viernes en la revista Cell, de Cell Press, revela que las duplicaciones accidentales de genomas —un fenómeno natural— podrían haber ayudado a muchas plantas con flores a superar y adaptarse a los periodos ambientales más extremos de la historia.
Además, los autores de este estudio internacional realizado por científicos de Bélgica y Sudáfrica, creen que esta estrategia podría ayudar a las plantas a adaptarse al cambio climático actual.
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La duplicación del genoma completo se ve a menudo como un callejón sin salida evolutivo en entornos estables, pero en situaciones extremas puede proporcionar ventajas inesperadas”, explica el autor Yves Van de Peer, de la Universidad de Gante, en Bélgica.
Aumentar las variaciones genéticas
La mayoría de los organismos portan dos juegos de cromosomas, uno de cada progenitor, pero en las plantas con flor muchas especies llevan juegos adicionales como resultado de una duplicación aleatoria del genoma completo.
Por ejemplo, la mayoría de los plátanos cultivados tienen tres juegos de cromosomas, mientras que las plantas de trigo pueden tener hasta seis, una condición conocida como poliploidía.
En entornos estables, tener copias adicionales del genoma suele ser una desventaja o un ‘callejón sin salida’ evolutivo porque exige más nutrientes, afecta a la fertilidad y aumenta el riesgo de mutaciones dañinas, pero en situaciones extremas sucede todo lo contrario y duplicar el genoma completo puede ser la llave para la subsistencia.
Y es que este mecanismo permite a los organismos aumentar las variaciones genéticas y hacer que los genes desarrollen nuevas funciones, cambios que pueden ser útiles para tolerar situaciones de estrés (calor o sequía).
Para entender por qué persisten algunos genomas duplicados, Van de Peer y su equipo analizaron los genomas de 470 especies de plantas con flor.
Buscaron bloques de genes que aparecen en pares casi idénticos y marcas de eventos pasados de duplicación del genoma completo y, luego, compararon los datos con información de 44 fósiles de plantas para estimar cuándo ocurrieron estas duplicaciones.
Así, vincularon la duplicación del genoma con periodos históricos de agitación ambiental y extinciones masivas, como la caída del asteroide hace 66 millones de años, la extinción del Eoceno-Oligoceno (hace 33,5 millones de años) en la que un enfriamiento global hizo colapsar a los ecosistemas, o el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (hace 56 millones de años), un período de rápido calentamiento global.
Estos periodos, bien por calentamiento, bien por frío abrupto, provocaron grandes colapsos ecológicos que actuaron como cuellos de botella en los que los genomas vegetales duplicados encontraron una oportunidad para ser más resilientes y sobrevivir a condiciones extremas como calor, sequía, salinidad, falta de luz o bajas temperaturas.
Además, las extinciones masivas y colapsos de los ecosistemas cambian los hábitats y reducen drásticamente la competencia, y eso ayuda a las plantas superar las desventajas iniciales a corto plazo y establecer nuevas características evolutivas a largo plazo, apuntan los autores.
Afrontar el cambio climático actual
El estudio también ofrece algunas pistas sobre cómo pueden responder las plantas al cambio climático actual.
Los autores comparan la crisis actual con el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), en el que las temperaturas globales aumentaron entre 5 y 9 °C (9 a 14 °F) en aproximadamente 100.000 años, comparable al calentamiento actual.
Aunque la crisis climática actual sucede a un ritmo mucho más rápido, el registro de supervivencia de las plantas en el PETM sugiere que la poliploidía puede ayudar a las plantas a lidiar con este severo cambio de las condiciones climáticas.
Si bien el clima actual se está calentando a un ritmo mucho más rápido, lo que vemos del pasado sugiere que la poliploidía puede ayudar a las plantas a lidiar con estas condiciones estresantes”, concluye Van de Peer.
Con información de EFE
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