El humilde helecho de Nueva Caledonia tiene el genoma más grande del mundo

Una nueva investigación muestra que una especie de helecho, llamada Tmesipteris oblanceolata, tiene un genoma (toda la información genética de un organismo) que es un 7% más grande que el del anterior récord, la planta japonesa Paris japonica, y más de 50 veces el tamaño. del genoma humano.

La métrica para el tamaño del genoma era el número de pares de bases, las unidades fundamentales del ADN, en los núcleos celulares de un organismo. Si se estirara como un ovillo de hilo, la longitud del ADN de cada célula de este helecho se extendería casi 106 metros, más que la Estatua de la Libertad de Nueva York, la torre del reloj Big Ben de Londres o el Taj Mahal de la India. . El genoma humano se extendería apenas 2 metros.

El helecho crece principalmente en el suelo o en troncos de árboles caídos en Nueva Caledonia, a unos 1.200 kilómetros al este de Australia, y en islas vecinas como Vanuatu.

«Podemos decir que esta especie no es muy vistosa. Es una planta pequeña, normalmente de 10 a 15 centímetros de altura, que fácilmente puede pasar desapercibida para quienes no la buscan específicamente», afirmó el evolucionista. . El biólogo Jaume Pellicer, del Instituto Botánico de Barcelona (IBB), coautor principal del estudio publicado el viernes en la revista iScience.

Los especímenes utilizados en el estudio fueron recolectados el año pasado en la isla Grande Terre, Nueva Caledonia. Sus estructuras en forma de hojas no son hojas verdaderas, sino tallos aplanados. Pertenece a una familia de helechos cuyo linaje evolutivo se separó del resto de helechos hace unos 350 millones de años, aproximadamente 120 millones de años antes de la aparición de los dinosaurios.

Un genoma grande no se considera beneficioso.

«Creemos que Tmesipteris oblanceolata tiene un genoma tan grande, no por ninguna ventaja evolutiva, sino simplemente porque, por una razón que aún no conocemos, con el tiempo no ha logrado eliminar de manera eficiente secuencias de ADN no funcionales o redundantes». Dijo Pellicer.

El ADN, que transporta la información genética de un organismo, está formado por dos hebras unidas que se enrollan en una forma llamada doble hélice, que parece una escalera retorcida. Los pares de bases forman los peldaños de la escalera.

Múltiples consecuencias

El tamaño del genoma tiene múltiples consecuencias. Por ejemplo, los genomas más grandes requieren más recursos para la replicación, reparación y transcripción del ADN, un proceso que utiliza una célula para producir las proteínas que un organismo necesita para funcionar.

«Este aumento de la demanda puede abrumar los recursos energéticos y nutricionales de la planta, que de otro modo podrían utilizarse para el crecimiento, la reproducción y las respuestas al estrés», dijo la bióloga evolutiva del IBB y coautora principal del estudio, Oriane Hidalgo.

Los genomas más grandes requieren células más grandes para albergarlos y tardan más en replicar el ADN, lo que ralentiza la división celular que sustenta el crecimiento. Esto podría reducir la capacidad de una especie de planta para competir por la luz, el agua y los nutrientes, haciéndola más limitada ecológicamente, dijo Hidalgo.

Los científicos se preguntan por qué algunos organismos tienen genomas grandes y otros no.

«Esta es una pregunta realmente intrigante. Pero lo que está claro es que no existe ninguna relación entre el tamaño del genoma y la complejidad del organismo», dijo la genetista vegetal y coautora del estudio Ilia Leitch del Real Jardín Botánico de Kew en Londres.

Tampoco existe relación entre el tamaño físico de un organismo y el tamaño de su genoma. El genoma del diminuto helecho es aproximadamente un 6.000% más grande que el de una ballena azul, el animal más grande de la Tierra, y aproximadamente un 4.650% más grande que el de un elefante africano, el animal terrestre más grande. También es aproximadamente un 1.500 % más grande que la secuoya gigante, la planta más alta.

El pez pulmonado jaspeado de África tiene el genoma animal más grande conocido. El helecho es casi un 25% más grande.

Los científicos han evaluado el tamaño del genoma de unos 20.000 organismos que tienen núcleos claramente definidos, siendo los genomas grandes la excepción y no la regla.

«El tamaño del genoma es un carácter importante de la biodiversidad, ya que se ha demostrado que influye en cómo, dónde y cuándo una planta puede crecer y competir, y responder a desafíos ambientales como el cambio climático y la contaminación», dijo. .