Resuelto el 'misterio abominable' de Charles Darwin

Cómo las plantas con flores se hicieron dominantes tan rápidamente en los ecosistemas de todo el mundo, un problema que Charles Darwin llamó un 'misterio abominable', ha recibido explicación científica.

En un estudio publicado este jueves en la revista 'PLOS Biology', Kevin Simonin y Adam Roddy, de la Universidad Estatal de San Francisco y la Universidad de Yale, Estados Unidos, respectivamente, descubrieron que las plantas con flores tienen células pequeñas en comparación con otros grupos principales de plantas y que este tamaño pequeño de célula es posible gracias a un tamaño del genoma muy reducido.

Durante más de 200 años, los investigadores han especulado sobre la increíble diversidad y el éxito de las plantas con flores, que forman la base de nuestro sistema alimentario y son responsables de nutrir gran parte de la diversidad animal que vemos hoy en día.

En los últimos 30 años, los científicos han demostrado que las plantas con flores tienen tasas de fotosíntesis sin igual, lo que les ha permitido crecer más rápido y competir con los helechos y las coníferas, que habían dominado los ecosistemas durante cientos de millones de años. El secreto del éxito metabólico de las plantas con flores son sus hojas especializadas que facilitan las tasas más rápidas de transporte de agua y la absorción de dióxido de carbono.

LA REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DEL GENOMA HACE 140 MILLONES DE AÑOS, CLAVE

Pero, la cuestión es cómo pudieron las plantas con flores crear hojas capaces de estas altas tasas de transpiración y fotosíntesis. Esta nueva investigación revela un mecanismo. Al revisar la literatura en busca de datos, los autores argumentan que estas innovaciones anatómicas están directamente relacionadas con el tamaño de su genoma.

Debido a que cada célula debe contener una copia del genoma de la planta, los genomas más pequeños permiten que las células sean menores y si las células son más pequeñas, se pueden empaquetar más células (como las especializadas en el metabolismo fotosintético y el transporte de agua y de nutrientes) en un volumen determinado de espacio. Además, al reducir el tamaño de cada célula, el suministro de agua y nutrientes puede ser más eficiente.

Comparando cientos de especies, los investigadores descubrieron que la reducción del tamaño del genoma comenzó hace unos 140 millones de años y coincidió con la expansión de las primeras plantas con flores en todo el mundo. "Las plantas con flores son el grupo más importante de plantas en la tierra, y ahora finalmente sabemos por qué han tenido tanto éxito", afirman.

Aunque esta investigación responde a una pregunta importante, abre la puerta a muchas más: '¿Por qué las plantas con flores pudieron reducir sus genomas más que otros grupos de plantas?'; '¿Qué innovaciones en la estructura y empaquetado del genoma han explotado las plantas con flores?'; '¿Cómo pudieron los helechos y las coníferas eludir la extinción a pesar de sus grandes genomas y células?'.

Cómo las plantas con flores se hicieron dominantes tan rápidamente en los ecosistemas de todo el mundo, un problema que Charles Darwin llamó un 'misterio abominable', ha recibido explicación científica.

En un estudio publicado este jueves en la revista 'PLOS Biology', Kevin Simonin y Adam Roddy, de la Universidad Estatal de San Francisco y la Universidad de Yale, Estados Unidos, respectivamente, descubrieron que las plantas con flores tienen células pequeñas en comparación con otros grupos principales de plantas y que este tamaño pequeño de célula es posible gracias a un tamaño del genoma muy reducido.

Durante más de 200 años, los investigadores han especulado sobre la increíble diversidad y el éxito de las plantas con flores, que forman la base de nuestro sistema alimentario y son responsables de nutrir gran parte de la diversidad animal que vemos hoy en día.

En los últimos 30 años, los científicos han demostrado que las plantas con flores tienen tasas de fotosíntesis sin igual, lo que les ha permitido crecer más rápido y competir con los helechos y las coníferas, que habían dominado los ecosistemas durante cientos de millones de años. El secreto del éxito metabólico de las plantas con flores son sus hojas especializadas que facilitan las tasas más rápidas de transporte de agua y la absorción de dióxido de carbono.

LA REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DEL GENOMA HACE 140 MILLONES DE AÑOS, CLAVE

Pero, la cuestión es cómo pudieron las plantas con flores crear hojas capaces de estas altas tasas de transpiración y fotosíntesis. Esta nueva investigación revela un mecanismo. Al revisar la literatura en busca de datos, los autores argumentan que estas innovaciones anatómicas están directamente relacionadas con el tamaño de su genoma.

Debido a que cada célula debe contener una copia del genoma de la planta, los genomas más pequeños permiten que las células sean menores y si las células son más pequeñas, se pueden empaquetar más células (como las especializadas en el metabolismo fotosintético y el transporte de agua y de nutrientes) en un volumen determinado de espacio. Además, al reducir el tamaño de cada célula, el suministro de agua y nutrientes puede ser más eficiente.

Comparando cientos de especies, los investigadores descubrieron que la reducción del tamaño del genoma comenzó hace unos 140 millones de años y coincidió con la expansión de las primeras plantas con flores en todo el mundo. "Las plantas con flores son el grupo más importante de plantas en la tierra, y ahora finalmente sabemos por qué han tenido tanto éxito", afirman.

Aunque esta investigación responde a una pregunta importante, abre la puerta a muchas más: '¿Por qué las plantas con flores pudieron reducir sus genomas más que otros grupos de plantas?'; '¿Qué innovaciones en la estructura y empaquetado del genoma han explotado las plantas con flores?'; '¿Cómo pudieron los helechos y las coníferas eludir la extinción a pesar de sus grandes genomas y células?'.