Para el humano promedio que come plantas, la idea de una planta cambiando las mesas para deleitarse con un animal puede parecer una novedad espeluznante.
Ahora, la ciencia muestra cuán notables son realmente estos rasgos macabros.
Un nuevo estudio investiga los orígenes del carnivorio en varias plantas relacionadas de forma distante, incluidas las plantas de jarra de Australia, Asia y América, que parecen sorprendentemente similares al ojo humano o insecto. Aunque cada especie desarrolló el carnivorio de forma independiente, la investigación concluyeque la maquinaria biológica requerida para la digestión de los insectos evolucionó de manera sorprendentemente similar en los tres.
Los hallazgos sugieren que para una planta, las rutas evolutivas hacia carnivory pueden ser pocas y distantes entre sí.
"Sugiere que solo hay vías limitadas para convertirse en una planta carnívora", dice el biólogo Victor A. Albert de la Universidad de Buffalo. "Estas plantas tienen un kit de herramientas genéticas, y están tratando de encontrar una respuesta a laproblema de cómo volverse carnívoro. Y al final, todos encuentran la misma solución "
La investigación, "El genoma de la planta de jarra Cephalotus revela cambios genéticos asociados con la carnivoría", que se publicará el 6 de febrero de 2017 en Ecología y evolución de la naturaleza . Fue realizado por un equipo internacional dirigido por Mitsuyasu Hasebe, PhD, del Instituto Nacional de Biología Básica en Japón y SOKENDAI Universidad de Graduados para Estudios Avanzados en Japón; Kenji Fukushima, PhD, de las mismas instituciones yFacultad de Medicina de la Universidad de Colorado; Shuaicheng Li, PhD, de BGI-Shenzhen en China; y Albert, PhD, profesor de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.
Cómo convertirse en una planta de jarra: un camino evolutivo estrecho
Las plantas de jarra capturan a los insectos atrayéndolos a una trampa trampa: una hoja ahuecada con un interior ceroso y resbaladizo que dificulta la salida. Una sopa de fluidos digestivos se sienta en el fondo de esta cámara y descompone la carne yexoesqueletos de presa.
Las plantas de jarra australianas, asiáticas y americanas poseen estas características a pesar de haber evolucionado independientemente para convertirse en carnívoros, como descubrieron Albert y sus colegas en un estudio de 1992 publicado en la revista Science.
El nuevo documento se basa en este trabajo anterior, realizando una investigación más profunda sobre cómo las plantas de jarra no relacionadas llegaron a compartir tanto en común.
Como resultado, el camino hacia el carnivorio fue notablemente similar para las tres especies examinadas - Cephalotus follicularis la planta de jarra australiana, relacionada con la carambola, Nepenthes alata una planta de jarra asiática relacionada con el alforfón y Sarracenia purpurea una planta de jarra estadounidense relacionada con el kiwi. Un análisis genético, que incluyó la secuenciación de todo el genoma de Cephalotus,Encontró una fuerte evidencia de que durante su evolución hacia los carnívoros, cada una de estas plantas cooptó muchas de las mismas proteínas antiguas para crear enzimas para digerir las presas.
Con el tiempo, en las tres especies, las familias de proteínas vegetales que originalmente ayudaron en defensa propia contra las enfermedades y otras tensiones desarrolladas en las enzimas digestivas que vemos hoy, sugieren pistas genéticas. Estas enzimas incluyen quitinasa básica, que descompone la quitina -el componente principal de los exoesqueletos exteriores y duros de los insectos, y la fosfatasa ácida púrpura, que permite a las plantas obtener fósforo, un nutriente crítico, de las partes del cuerpo de las víctimas.
Las enzimas en una cuarta especie carnívora, el rocío de sol Drosera adelae, un pariente de Nepenthes que no es una planta de jarra, también parecían compartir este camino evolutivo.
'Restricciones en las rutas disponibles' a carnivory
Los hallazgos representan un ejemplo de evolución convergente, en el que las especies no relacionadas evolucionan independientemente para adquirir rasgos similares, dicen los coautores Hasebe y Fukushima.
"Tal desarrollo paralelo a menudo apunta a una adaptación particularmente valiosa", dice Hasebe.
Como explica Fukushima, "las plantas carnívoras a menudo viven en ambientes pobres en nutrientes, por lo que la capacidad de atrapar y digerir animales puede ser indispensable dada la escasez de otras fuentes de alimento".
Los coautores dicen que es sorprendente que las plantas estudiadas hayan tomado una ruta similar para convertirse en depredadores. La evolución convergente a menudo funciona de esta manera: por ejemplo, Albert y sus colegas demostraron en un estudio anterior que mientras que las plantas de café y chocolate desarrollaron cafeína independientemente, cooptaron proteínas estrechamente relacionadas para producir cafeína.
Los resultados del nuevo estudio "implican restricciones en las rutas disponibles para desarrollar carnivory de la planta", escriben los autores Ecología y evolución de la naturaleza . Esta perspectiva se ve subrayada por las similitudes inusuales entre las enzimas digestivas en las plantas Cephalotus y Nepenthes.
Durante el curso de la evolución, los bloques de construcción de enzimas llamadas aminoácidos a menudo se intercambian y reemplazan por otros aminoácidos. C. folicular y N. alata , las quitinasas básicas y las fosfatasas ácidas púrpuras comparten numerosas sustituciones de aminoácidos idénticas o muy similares que no se producen en especies no carnívoras, lo que sugiere que estas alteraciones pueden ayudar a estas enzimas a funcionar de formas carnívoras especiales.
De manera similar, la enzima RNasa T2, que descompone un material llamado ARN en las células de insectos para producir alimento para las plantas, tenía múltiples sustituciones de aminoácidos evolutivamente convergentes C. folicular y un ancestro común de N. alata y D. Adelae .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Charlotte Hsu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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