Los investigadores han descubierto que las plantas con flores tienen células pequeñas en relación con otros grupos de plantas principales, gracias a un tamaño del genoma muy reducido, y esto puede explicar cómo se hicieron tan rápidamente dominantes en los ecosistemas de todo el mundo.
Los científicos han encontrado una explicación de 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". En un estudio publicado el 11 de enero en la revista de acceso abierto PLOS Biology, Kevin Simonin y Adam Roddy, de la Universidad Estatal de San Francisco y la Universidad de Yale, respectivamente, encontraron que las plantas con flores tienen células pequeñas en relación con otros grupos de plantas importantes y que este tamaño de células pequeñas es posible gracias a un tamaño del genoma muy reducido.
Durante más de 200 años, los científicos 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 alimentar gran parte de la diversidad animal que vemos hoy.
En los últimos treinta años, los investigadores han demostrado que las plantas con flores tienen tasas de fotosíntesis sin paralelo. Esto 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 tasas más rápidas de transporte de agua y absorción de dióxido de carbono. Pero, ¿cómo pudieron las plantas con flores construir hojas capaces de estas altas tasas de transpiración y fotosíntesis?
Esta nueva investigación proporciona un mecanismo. Al buscar datos en la literatura, los autores sostienen 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 más pequeñas, y si las células son más pequeñas, entonces se pueden empaquetar más células (como las especializadas para el metabolismo fotosintético y el transporte de agua y nutrientes) en un volumen dado del espacio. Además, al reducir el tamaño de cada celda, el suministro de agua y nutrientes se puede hacer más eficiente.
Al comparar cientos de especies, los investigadores encontraron que la reducción del genoma comenzó hace unos 140 millones de años y coincidió con la propagación 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", dicen.
Aunque esta investigación responde a una pregunta importante, abre la puerta a muchos más. ¿Por qué las plantas con flores pudieron reducir sus genomas más que otros grupos de plantas? ¿Qué innovaciones en la estructura del genoma y el empaque han explotado las plantas con flores? ¿Cómo han logrado los helechos y las coníferas eludir la extinción a pesar de sus genomas y células grandes?
Enlace al trabajo de investigación: Kevin A. Simonin, Adam B. Roddy. Genome downsizing, physiological novelty, and the global dominance of flowering plants. PLOS Biology, 2018
Durante más de 200 años, los científicos 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 alimentar gran parte de la diversidad animal que vemos hoy.
En los últimos treinta años, los investigadores han demostrado que las plantas con flores tienen tasas de fotosíntesis sin paralelo. Esto 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 tasas más rápidas de transporte de agua y absorción de dióxido de carbono. Pero, ¿cómo pudieron las plantas con flores construir hojas capaces de estas altas tasas de transpiración y fotosíntesis?
Esta nueva investigación proporciona un mecanismo. Al buscar datos en la literatura, los autores sostienen 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 más pequeñas, y si las células son más pequeñas, entonces se pueden empaquetar más células (como las especializadas para el metabolismo fotosintético y el transporte de agua y nutrientes) en un volumen dado del espacio. Además, al reducir el tamaño de cada celda, el suministro de agua y nutrientes se puede hacer más eficiente.
Al comparar cientos de especies, los investigadores encontraron que la reducción del genoma comenzó hace unos 140 millones de años y coincidió con la propagación 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", dicen.
Aunque esta investigación responde a una pregunta importante, abre la puerta a muchos más. ¿Por qué las plantas con flores pudieron reducir sus genomas más que otros grupos de plantas? ¿Qué innovaciones en la estructura del genoma y el empaque han explotado las plantas con flores? ¿Cómo han logrado los helechos y las coníferas eludir la extinción a pesar de sus genomas y células grandes?
Enlace al trabajo de investigación: Kevin A. Simonin, Adam B. Roddy. Genome downsizing, physiological novelty, and the global dominance of flowering plants. PLOS Biology, 2018