Las plantas con semilla, que representan dos tercios de todas las especies de plantas, dominan la flora terrestre en la actualidad. Sin embargo, los científicos han estado perplejos durante mucho tiempo por la ventaja evolutiva que permitió a estas plantas surgir y prosperar durante el periodo Carbonífero tardío. En un estudio revolucionario publicado en Nature Plants, investigadores de la Academia China de Ciencias y la Universidad de Hubei arrojaron luz sobre este misterio al examinar la evolución de estructuras especializadas de la pared celular en las plantas con semilla.

El estudio se centró en la endodermis, una parte vital de las raíces de las plantas responsable del transporte de agua y minerales. Los investigadores descubrieron que una tira Caspariana hidrofóbica basada en lignina, que actúa como barrera para prevenir la difusión libre de sustancias, existe en todas las plantas vasculares. Sin embargo, encontraron que las lamelas de suberina, otra estructura especializada de la pared celular que envuelve la superficie de las células endodérmicas, solo están presentes en las plantas con semilla.

Este hallazgo desafía la suposición de que las lamelas de suberina evolucionaron simultáneamente con la tira Caspariana. En cambio, la tira Caspariana surgió del ancestro común de todas las plantas vasculares, mientras que las lamelas de suberina evolucionaron en el ancestro común de las plantas con semilla. Los investigadores realizaron análisis moleculares evolutivos y descubrieron que ocurrió una expansión significativa de genes en el ancestro común de las plantas con semilla, lo que llevó a la aparición de genes responsables de la síntesis de lamelas de suberina.

Investigaciones adicionales confirmaron que los genes expandidos en las plantas con semilla inician la formación de lamelas de suberina, mientras que los genes homólogos en otros grupos de plantas carecen de esta función. Los investigadores plantearon la hipótesis de que la aparición de las lamelas de suberina contribuyó a la adaptabilidad a la sequía de las plantas con semilla, promoviendo así su éxito en condiciones áridas. Esta hipótesis se confirmó cuando las plantas de Arabidopsis deficientes en suberina mostraron una mayor sensibilidad a la sequía.

Estas nuevas perspectivas sobre la evolución de las plantas con semilla brindan una visión fresca sobre su surgimiento durante el periodo Carbonífero tardío. Al comprender la base genética y las adaptaciones funcionales de las lamelas de suberina, los investigadores pueden continuar explorando la compleja historia evolutiva de las plantas con semilla y su capacidad para prosperar en diversos entornos.

Preguntas frecuentes (FAQ)

Q: ¿Qué son las plantas con semilla?

R: Las plantas con semilla son un grupo de plantas que producen semillas como parte de su proceso reproductivo. Incluyen a las gimnospermas, como los coníferos, y a las angiospermas, que abarcan las plantas con flores.

Q: ¿Qué es la tira Caspariana?

R: La tira Caspariana es una estructura hidrofóbica basada en lignina presente en la endodermis de las raíces de las plantas. Actúa como una barrera para controlar el flujo de agua y sustancias, evitando su difusión libre.

Q: ¿Qué son las lamelas de suberina?

R: Las lamelas de suberina son estructuras especializadas de la pared celular que rodean la superficie de las células endodérmicas. Juegan un papel crucial en el equilibrio de nutrientes y el transporte de agua en las plantas.

Q: ¿Cómo evolucionaron las plantas con semilla?

R: Los investigadores encontraron que la tira Caspariana evolucionó en el ancestro común de todas las plantas vasculares, mientras que las lamelas de suberina surgieron en el ancestro común de las plantas con semilla. La duplicación y expansión de genes jugaron un papel significativo en el desarrollo de los genes que forman las lamelas de suberina.

Fuente: Nature Plants