Los científicos que analizan uno de los conjuntos de datos genómicos más grandes de plantas han descubierto cómo las primeras plantas en la Tierra desarrollaron los mecanismos utilizados para controlar el agua y transpirar en la tierra hace cientos de millones de años.
por la Universidad de Brístol
El estudio de la Universidad de Bristol y la Universidad de Essex, publicado en New Phytologist , tiene implicaciones importantes para comprender cómo han evolucionado los sistemas de transporte de agua de las plantas y cómo podrían adaptarse en el futuro en respuesta al cambio climático.
Durante los últimos 500 millones de años, la evolución de las plantas terrestres ha sustentado la diversidad de la vida en un planeta cada vez más verde. A lo largo de su evolución, las plantas han adquirido adaptaciones como hojas y raíces, lo que les permite controlar el agua y colonizar la tierra. Algunas de estas ‘herramientas’ evolucionaron en las primeras plantas terrestres y hoy en día se encuentran tanto en musgos diminutos como en árboles gigantes que forman ecosistemas forestales complejos.
Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Vida de Essex y de las Facultades de Ciencias Biológicas y Ciencias Geográficas de Bristol compararon primero los genes de 532 especies de plantas para investigar el papel de genes nuevos y antiguos en la génesis de estas adaptaciones. De estos, el equipo se centró en 218 genes que estaban relacionados con las principales innovaciones en la evolución de las plantas terrestres, como las raíces y los tejidos vasculares.
Descubrieron que algunos rasgos tempranos esenciales para las plantas terrestres, como los estomas (poros que las plantas usan para ‘respirar’), están relacionados con el origen de nuevos genes. Por el contrario, innovaciones posteriores (p. ej., las raíces, el sistema vascular) reciclan genes antiguos que surgieron en los ancestros de las plantas terrestres y demostraron que diferentes partes de la anatomía de las plantas (estomas, tejido vascular, raíces) involucradas en el transporte de agua estaban vinculadas a diferentes Métodos de evolución de genes.
El Dr. Jordi Paps, autor principal conjunto y profesor titular de la Facultad de Ciencias Biológicas de Bristol, explicó: «Nuestros análisis arrojan nueva luz sobre la base genética de la ecologización del planeta, destacando los diferentes métodos de evolución genética en la diversificación de la planta. reino. Históricamente, no ha estado claro si las innovaciones evolutivas son impulsadas por la aparición de nuevos genes o por la reutilización de los antiguos. Nuestros hallazgos nos dicen cómo las plantas han evolucionado en distintos momentos de su historia y cómo los diferentes modos de evolución, el origen de nuevos genes y el reciclaje de los más antiguos, contribuyeron al surgimiento de importantes innovaciones clave para la ecologización del planeta.
La Dra. Ulrike Bechtold, autora principal conjunta y profesora principal de la Facultad de Ciencias de la Vida de Essex, explica que este estudio «brinda información sobre los cambios mecánicos que sustentan la absorción y el transporte de agua, que son importantes para la salud y la productividad de las plantas. Permite a los investigadores seleccionar e investigar la función de genes antiguos, reutilizados y nuevos en el laboratorio, con el objetivo de seleccionar genes que reduzcan el uso del agua y mejoren la resistencia a la sequía en las plantas de cultivo».
El Dr. Alexander Bowles de la Facultad de Ciencias Geográficas de Bristol, uno de los coautores del estudio, agregó: «Además de ayudarnos a dar sentido al pasado, este trabajo es importante para el futuro. Al comprender cómo han evolucionado los sistemas de transporte de agua , podemos comenzar a comprender los factores limitantes para el crecimiento de las plantas. Esto tiene una importancia particular cuando se considera el crecimiento de los cultivos, así como su resistencia a la sequía».
