Después de un viaje de seis horas por caminos cada vez más traicioneros, Leonora Bittleston tardó un día completo de caminata hasta casi 3,000 pies para llegar al campamento Nepenthes en la cuenca de Maliau, un área de conservación elevada en el Borneo de Malasia con un ecosistema de selva tropical rico y aislado.
Después de esperar tres años para recoger los permisos, Bittleston, entonces un estudiante graduado en la Universidad de Harvard, ingresó a la cuenca en busca de una cosa: plantas de jarra. Estas plantas carnívoras han desarrollado trampas para atraer, ahogar y digerir presas animales para suplementar nutrientes.suelos pobres
Bittleston necesitaba muestras del líquido dentro de las jarras para compararlas con plantas de jarras mucho más cercanas a su hogar en Massachusetts y a lo largo de la costa del Golfo. Aunque no estaban relacionadas, ambas familias de plantas habían convergido en adaptaciones similares para atrapar presas, y Bittleston quería saber siLas comunidades de microbios y pequeños animales alojados en cada cántaro lleno de líquido eran tan similares como las trampas mismas.
En una nueva investigación publicada el 28 de agosto en la revista eLife , Bittleston, Anne Pringle, profesora de botánica y bacteriología de la Universidad de Wisconsin-Madison, y otros, revelan que las comunidades creadas dentro de las plantas de jarra convergen tal como lo hacen la forma y la función de las plantas mismas. A pesar de estar separadas por continentes y océanos, las jarrastienden a albergar comunidades vivas más parecidas entre sí que a sus entornos circundantes.
los lanzadores asiáticos trasplantados a los pantanos de Massachusetts pueden incluso imitar a los nativos tan bien que el mosquito de la planta de jarra, un insecto especializado que evolucionó para completar su ciclo de vida exclusivamente en lanzadores norteamericanos, pone huevos en los impostores.
Los investigadores dicen que este trabajo proporciona una imagen mucho más rica de cómo la convergencia puede extenderse mucho más allá de los roles funcionales relativamente simples, como el carnívoro de las plantas, para incluir una red de interacciones entre diferentes especies que evolucionan bajo condiciones relacionadas. Bittleston y Pringle colaboraron con Naomi Pierceen Harvard, así como investigadores de la Universidad de Malasia Sabah, la Universidad de Malaya y la Universidad de Jiangsu.
Las plantas de jarra son ejemplos clásicos de evolución convergente, donde los organismos no relacionados, sin embargo, se adaptan a su entorno de forma similar. Junto con las trampas de moscas Venus y otras plantas carnívoras, las plantas de jarra también capturan la imaginación girando las tablas sobre los animales mientras los devoran..
Pero a pesar de esa imagen espantosa, las plantas de jarra sirven como algo más que simples trampas de muerte: también son ecosistemas propios. Cada jarra llena de líquido alberga vida microbiana diversa e incluso organismos e insectos complejos que escapan a la digestión. Son esas comunidadeseso atrajo la atención de Pringle y Bittleston.
"Pasamos horas hablando de cómo se vería un ecosistema convergente", dice Pringle, quien comenzó la investigación mientras estaba en Harvard. "Discutimos la idea de que interacciones similares entre especies podrían evolucionar una y otra vez".
Las plantas de jarra eran un modelo natural para probar estas ideas. Las trampas son esencialmente estériles antes de abrirse. Sin embargo, durante la vida útil de una jarra individual, parecían curar comunidades predecibles de microbios y pequeños invertebrados. Esto sugirió a Pringle y Bittleston quelos lanzadores crearon condiciones consistentes que seleccionaron repetidamente para comunidades similares. Dado que los lanzadores del sudeste asiático y de América del Norte eran tan similares, los investigadores se preguntaron si sus ecosistemas en miniatura también lo serían.
Fue un proyecto de investigación exigente que requirió recolectar muestras en pantanos densos, a menudo inaccesibles. Bittleston viajó a áreas protegidas estatales alrededor de la costa del Golfo y a pantanos en el bosque de Harvard para recolectar muestras de las especies de América del Norte. Y además delEn su viaje a la cuenca de Maliau, recolectó líquido de los lanzadores de los parques protegidos de Singapur, una empresa relativamente fácil, pero memorable.
"Hubo momentos en que estaba en este metro de Singapur muy limpio con mi ropa de campo, súper sudoroso, con estas grandes bolsas llenas de tubos con muestras de plantas de jarra", dice Bittleston, quien ahora es un investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts"Así que fue una escena divertida"
Con más de 330 muestras de 14 especies en la mano, los investigadores utilizaron tecnología avanzada de secuenciación de genes para obtener una instantánea de las diversas especies que viven en los cántaros, así como las especies que se encuentran en las muestras cercanas de suelo y agua.Para el número y tipo de especies y similitudes en la estructura de la comunidad, surgieron algunos patrones claros.
Si bien las muestras ambientales contenían una gran cantidad de especies diferentes, el líquido en ambos grupos de plantas de jarra tenía una diversidad muy reducida, lo que indica un ambiente más especializado. Y las especies que los lanzadores albergaban tendían a provenir de las mismas familias. Ambos del sudeste asiáticoy lanzadores norteamericanos muy enriquecidos para organismos bacterianos como Actinomycetales o Enterobacteriaceae, así como insectos en el orden de las moscas y animales microscópicos que se alimentan por filtración llamados rotíferos.
Los investigadores también organizaron un experimento de campo, transportando lanzadores en macetas del sudeste asiático a pantanos en el bosque de Harvard y observando cómo se desarrollaron las comunidades de lanzadores.
"Y, de hecho, las especies del sudeste asiático reunieron comunidades que se parecían a las comunidades de América del Norte", dice Pringle. "Eso es genial".
Un claro ejemplo de esta similitud fue la presencia de larvas de mosquito de la planta de jarra, que normalmente se encuentran exclusivamente en las jarras de América del Norte, en las plantas de jarra asiáticas no nativas. Solo las jarras asiáticas más ácidas eran inhóspitas para este insecto especializado.
Junto a las plantas de jarra, Bittleston colocó tubos de ensayo que imitaban la forma cilíndrica de las jarras. Al igual que las jarras, estos tubos de ensayo recolectaron agua de lluvia y comenzaron a desarrollar ecosistemas en miniatura. Pero las comunidades biológicas en los tubos de ensayo ensamblados estaban fuera de lugar.poco de los cántaros naturales, y los tubos nunca engañaron a los mosquitos, que se alejaron de ellos.
"No es suficiente ser un receptáculo pasivo que capture agua de lluvia y algunos insectos ahogados", dice Bittleston. "Realmente hay algo diferente acerca de ser este organismo evolucionado de forma convergente que crea un ambiente particular que cura a una comunidad en particular".
El trabajo apoya las ideas desarrolladas por Bittleston y Pringle en trabajos anteriores: que las interacciones entre las diferentes especies pueden converger durante la evolución al igual que las formas y funciones de las especies individuales.
"Estos lanzadores evolucionan independientemente, dos familias muy diferentes de plantas, pero interactúan con las comunidades microbianas que están reuniendo en ellas de manera similar", dice Pringle. "Y estamos descubriendo que esas interacciones son predeciblesde alguna manera."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :