Un nuevo estudio revela que la evolución de las plantas consiste en largos períodos de cambio gradual puntuados por breves estallidos de innovación a gran escala, particularmente en respuesta a desafíos ambientales. Esto desafía la noción previamente sostenida de que las plantas evolucionaron con un cambio repentino al principio de su historia, de manera similar a los animales.
Un estudio reciente ha descubierto ideas intrigantes sobre la evolución de la biología vegetal, reescribiendo efectivamente la historia de cómo evolucionaron las plantas durante los últimos mil millones de años.
Publicado en la revista Plantas de la naturalezaLa investigación revela que las plantas desarrollaron gradualmente su gama de diseños anatómicos a lo largo del tiempo, puntuados por estallidos episódicos de innovación para superar y adaptarse a los desafíos ambientales.
Tales descubrimientos echan por tierra la creencia arraigada de que, al igual que los animales, la gama fundamental de tipos de plantas evolucionó en una gran explosión de cambios repentinos al comienzo de su historia evolutiva.
Una comunidad diversa de plantas terrestres, que van desde musgos hasta especies con flores, crecen juntas en un arroyo pantanoso en el Parque Nacional Cairngorms, Escocia. Crédito: Sandy Hetherington, Universidad de Edimburgo, Reino Unido
El coautor principal Philip Donoghue, profesor de Paleobiología en Universidad de Bristoldijo: “Aunque las plantas son extraordinariamente diversas en su diseño y organización, comparten un ancestro común que se originó en el mar hace más de mil millones de años.
“Queríamos probar si realmente evolucionaron con una gran explosión al principio de su historia o si su evolución fue un proceso más lento y continuo. Sorprendentemente, los resultados revelaron que la evolución de las plantas fue un poco desordenada, con largos períodos de cambio gradual interrumpidos por breves estallidos de innovación a gran escala, superando los desafíos de vivir en tierra firme”.
Para probar esta teoría, el equipo de científicos analizó las similitudes y diferencias de 248 grupos de plantas, desde algas unicelulares y algas marinas hasta plantas terrestres, pasando por musgos y helechos, pinos, coníferas y plantas con flores. También analizaron 160 grupos extintos conocidos sólo por el registro fósil, incluidos especies del Devónico Rhynie Chert que vivió hace más de 400 millones de años.
Se generaron más de 130.000 observaciones dividiendo los diseños de plantas en sus componentes y registrando los presentes o ausentes en cada uno de los grupos principales, vivos y fósiles. Las técnicas estadísticas computarizadas midieron las similitudes y diferencias generales entre los grupos y cómo variaron con el tiempo.
el musgo, Comuna de Polytrichum, que es uno de los parientes vivos más cercanos de la planta terrestre ancestral. Crédito: Silvia Pressel, Museo de Historia Natural
Los científicos también han intentado descubrir qué condujo a estas innovaciones evolutivas, como la introducción de esporas, semillas, raíces, hojas, polen y flores.
El coautor principal James Clark, investigador asociado en ciencias biológicas de la Universidad de Bristol, dijo: «Descubrimos que los cambios en el diseño anatómico de las plantas ocurren en asociación con eventos en los que se duplicó toda la composición genética celular. Esto ha sucedido muchas veces en la historia evolutiva de las plantas, como resultado de errores en el proceso de copia del genoma, creando copias duplicadas de genes que son libres de mutar y desarrollar nuevas funciones”.
Pero se descubrió que los principales impulsos en la evolución anatómica de las plantas estaban asociados al desafío de vivir y reproducirse en ambientes cada vez más secos, ligado al progresivo surgimiento de las plantas del mar a la tierra.
La fascinación del coautor principal, el Dr. Sandy Hetherington, por la evolución de las plantas terrestres comenzó como geólogo en ciernes en la Universidad de Bristol y ahora continúa con su trabajo en la Universidad de Edimburgo.
Dijo: “En general, el patrón de pulsos episódicos en la evolución de los diseños anatómicos de las plantas coincide con el observado en otros reinos multicelulares de vida compleja, como los animales y los hongos. Esto sugiere que es un patrón y modelo general para la vida multicelular compleja desde sus inicios”.
Referencia: “Evolución de la disparidad fenotípica en el reino vegetal” por James W. Clark, Alexander J. Hetherington, Jennifer L. Morris, Silvia Pressel, Jeffrey G. Duckett, Mark N. Puttick, Harald Schneider, Paul Kenrick, Charles H. Wellman y Philip CJ Donoghue, 4 de septiembre de 2023, Plantas de la naturaleza.
DOI: 10.1038/s41477-023-01513-x
