En las escarpadas paredes rocosas de África Occidental, una pequeña y discreta planta posee un rasgo genético que no pertenece a su familia, desafiando las reglas habituales de la herencia.
Este descubrimiento cuestiona las concepciones arraigadas sobre cómo las plantas cambian, se adaptan y transmiten sus características a las generaciones futuras.
Conozca a Virectaria stellata
La planta, Virectaria stellata, fue identificada en tres sitios de arenisca en Guinea después de que los botánicos notaran sus inusuales pelos en forma de estrella y rastrearan su origen a una posible transferencia de genes en lugar de una mutación ordinaria.
Las prospecciones botánicas realizadas en 2019 se centraron en los riscos de arenisca de Guinea, mientras que los equipos cartografiaban los sitios para la planificación nacional de la conservación de plantas.
El trabajo fue liderado por el botánico Faya Julien Simbiano de la Université Gamal Abdel Nasser de Conakry (UGANC).
Su investigación se centra en documentar las raras plantas rupícolas de Guinea, mientras que sus colaboradores del Real Jardín Botánico de Kew (RBG Kew) se encargan de las comparaciones globales.
Los investigadores reconocieron la planta como una nueva especie de Virectaria cuando sus flores y frutos coincidían con el género, pero no con ninguna especie conocida.
Las muestras provinieron de las prefecturas de Forécariah y Kindia, y los equipos de UGANC recolectaron brotes florales el 1 de noviembre de 2019 y en fechas posteriores.
El mapeo de estas colecciones mostró que la especie permanece localizada, un patrón común en las plantas vinculadas a hábitats rocosos raros.
Pelos en forma de estrella
Los microscopios revelaron pelos estrellados, pelos similares a estrellas con múltiples brazos, que cubren los tallos, las hojas y las flores.
“Virectaria stellata tiene pelos estrellados, registrados aquí por primera vez en la familia Rubiaceae”, afirmó Simbiano.
Dado que la familia Rubiaceae carece de este tipo de pelo, el hallazgo impulsó al equipo a investigar cómo apareció.
Las superficies de las plantas a menudo desarrollan tricomas, pequeños pelos formados por células de la piel, para regular la temperatura, el agua y las plagas.
En las rocas expuestas, estos crecimientos atrapan una fina capa de aire, lo que ralentiza la evaporación de la superficie de la hoja.
Este efecto protector podría ayudar a la especie a sobrevivir a largos períodos de sequía, pero no explica la inusual ramificación.
La familia de plantas de Virectaria stellata
Varias Acanthaceae, una familia de plantas que incluye a Barleria, poseen pelos estrellados con un brazo mucho más largo.
El estudio señala especies de Barleria en Guinea cuya microestructura capilar se asemeja a los brazos observados en la especie Virectaria stellata.
La simple similitud puede ser engañosa, ya que plantas no relacionadas a veces evolucionan rasgos coincidentes cuando se enfrentan a las mismas tensiones.
Los investigadores sospechan que la transferencia horizontal de genes, el movimiento de ADN entre especies sin reproducción sexual, es la causa de la extraña arquitectura capilar.
En las plantas, las bacterias pueden insertar genes en las células, y ese ADN puede persistir si llega a las semillas o al polen.
La batata cultivada ya contiene ADN bacteriano en su genoma, lo que demuestra que este proceso puede ocurrir en la naturaleza.
Los parásitos pueden intercambiar genes
Algunos parásitos de plantas se conectan directamente a los tejidos del huésped, creando canales compartidos donde el material genético puede deslizarse.
Los análisis del transcriptoma, la lectura de ARN de los genes activos, encontraron docenas de transferencias de genes en las Orobanchaceae parásitas, utilizando árboles genealógicos de genes como evidencia.
Dado que la especie Virectaria stellata no es parásita, la ruta de cualquier gen prestado sigue siendo incierta.
Las mitocondrias muestran otra ruta
En algunos casos, los orgánulos intercambian ADN cuando las plantas crecen cerca unas de otras, especialmente cuando los tallos se lesionan y los tejidos se tocan.
Un estudio de Amborella trichopoda informó sobre un genoma mitocondrial repleto de ADN extraño, probablemente adquirido a través de la fusión mitocondrial.
Este tipo de intercambio generalmente involucra ADN de orgánulos, por lo que puede no explicar un rasgo capilar controlado por genes nucleares.
La ramificación del pelo necesita muchos genes
Las células pilosas de Arabidopsis thaliana ayudaron a los científicos a rastrear los genes que controlan cuándo una sola célula se ramifica durante el crecimiento.
Mutaciones en al menos cinco genes pueden alterar el crecimiento y la ramificación de los tricomas, lo que demuestra que la forma depende de varios interruptores genéticos.
Si muchos genes deben cambiar a la vez para construir pelos estrellados, los investigadores necesitan pruebas más sólidas que la simple apariencia.
Buscando un pariente cercano
Un espécimen recolectado el 25 de septiembre de 2019 carecía de pelos estrellados, pero de otro modo se parecía mucho a la especie.
Los recolectores encontraron esa planta a unas 90 kilómetros al norte de los sitios conocidos, y sus pelos más largos eran transparentes y en espiral.
Esta combinación de rasgos podría marcar un ancestro o una especie separada, por lo que el muestreo genético en toda Guinea se vuelve esencial.
Cómo probar la transferencia de genes
La secuenciación genómica puede comparar la especie con parientes cercanos, y las colecciones de RBG Kew ayudan a elegir esos parientes para las pruebas.
Los investigadores construyen árboles filogenéticos, árboles genealógicos de ADN utilizados para rastrear el linaje, y los comparan entre genes para detectar conflictos.
Incluso entonces, el equipo debe descartar la contaminación de laboratorio y la evolución independiente antes de declarar que se trata de una verdadera transferencia de genes.
Viviendo en arenisca vertical
Las paredes verticales de arenisca en Guinea albergan pequeños bolsillos de suelo, y la especie crece donde las grietas ofrecen sombra o sol.
Las notas de campo sitúan las poblaciones entre 450 y 910 metros, donde las raíces se incrustan en la roca y aprovechan el escurrimiento breve.
Estos nichos estrechos pueden producir especies endémicas rápidamente, pero el mismo aislamiento también limita la distancia que pueden recorrer las semillas.
Lecciones de Virectaria stellata
Los revisores de conservación estimaron que el rango conocido es de aproximadamente 120 kilómetros cuadrados y no informaron de amenazas importantes.
Los incendios de la estación seca provocados por pastores pueden quemar las plantas cerca de la base del acantilado, pero los brotes de los tallos a menudo rebrotan.
Preocupación Menor es solo una instantánea, por lo que UGANC y RBG Kew aún planean controles de seguimiento a medida que la minería y el estrés climático se expanden.
En conjunto, la evidencia vincula un rasgo capilar inusual en la especie con la historia más amplia del movimiento de genes.
Los genomas de Virectaria y Barleria cercanos determinarán si el caso refleja una verdadera transferencia o un camino diferente hacia la misma forma.
El estudio se publicó en Webbia.
Crédito de la imagen: Universidad de Florencia
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