Surgieron plantas gracias a las bacterias

Si alguna vez ha reparado en una película babosa de alga en una roca, es probable que no le haya puesto mucha atención. Pero algunas de estas especies pasadas por alto contienen pistas de uno de las máximos misterios de la evolución, hallan los científicos: cómo llegaron las plantas a tierra.

Los investigadores recientemente publicaron los genomas de dos algas que figuran entre los parientes más cercanos que se conocen de las plantas terrestres. Ya conocían algunos de los genes claves que necesitarían las plantas para florecer en tierra firme.

Los autores del nuevo estudio encontraron que los precursores de las plantas obtuvieron su habilidad para sobrevivir en tierra al tomar genes de otras especies -específicamente de las bacterias.

Hasta hace 500 millones de años, los continentes estaban yermos en gran parte, salvo costras de bacterias y quizás algunos hongos. Una vez que las plantas se afianzaron en tierra, crecieron para convertirse en bosques, tierras de matorral y pantanos. Formaron una alfombra de tierra, inundaron a la atmósfera de oxígeno e hicieron posible que los animales abandonaran el mar.

“Cambiaron la superficie del planeta para siempre”, dijo Stefan Rensing, biólogo de plantas en la Universidad de Marburgo, en Alemania. Hoy, las plantas componen la mayoría de la biomasa del mundo.

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Hace más de mil millones de años, los ancestros de las algas comenzaron a aprovechar el poder de la luz del Sol, y las algas verdes evolucionaron en formas nuevas. Algunas permanecieron en el mar; otras se trasladaron a agua dulce. Las algas de agua dulce dieron paso a las plantas en tierra.

Al principio, un grupo de algas verdes llamadas carofitas emergió como los parientes más cercanos de las plantas terrestres. Ese hallazgo parecía tener sentido. “Se asemejan a plantas submarinas”, dijo Rensing.

Pero al tiempo que los investigadores analizaban más algas, se comprobó que otro linaje llamado las algas conjugadas eran los parientes más cercanos vivientes de las plantas.

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“La gente sabía sobre estas algas desde hace mucho tiempo, pero no pensaba que fueran los parientes más cercanos de las plantas terrestres porque hay una suposición de que hay un incremento linear en complejidad”, dijo Gane Ka-Shu Wong, especialista en genomas en la Universidad de Alberta, en Canadá, y coautor del estudio nuevo.

Wong y sus colegas eligieron dos especies de algas conjugadas para estudiar. Ambas especies pueden vivir afuera de lagunas o riachuelos. Una especie fue desprendida de una piedra en un bosque alemán; la otra fue encontrada creciendo en musgo en Portugal.

Los investigadores secuenciaron los genomas enteros de ambas especies y encontraron un número de genes que comparten las algas con las plantas terrestres. Algunos de esos genes probablemente evolucionaron de genes antiguos. Al tiempo que las algas ancestrales duplicaban su ADN, hicieron copias extra. En el curso de millones de años, los duplicaros mutaron en nuevos genes que dieron a los organismos nuevas capacidades.

Pero un juego clave de genes en las algas conjugadas surgió de una forma radicalmente diferente. Las algas parecen haberlos robado de las bacterias. Estos genes ayudan a las plantas a sobrevivir a sequías y otras clases de estrés.

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Los investigadores no encontraron versiones similares de estos genes en otras algas. Sin embargo, están presentes en las bacterias que viven en la tierra.

Michael Melkonian, experto en algas en la Universidad de Colonia, en Alemania, y coautor del nuevo estudio, ha descubierto indicios de cómo las algas antiguas se hicieron de genes bacterianos.

Las algas forman una capa esponjosa para absorber agua y algunas bacterias se alimentan de los carbohidratos que componen la capa. “A su vez, las bacterias producen vitaminas que las algas podrían necesitar”, dijo Melkonian.