Un equipo internacional de 50 científicos de ocho países ha logrado un gran avance en la comprensión de la evolución de la vida vegetal en la tierra. En un estudio publicado en Nature Genetics, el equipo ha decodificado el código genómico de cuatro cepas de alga Zygnema, los parientes vivos más cercanos de las plantas terrestres, datada en 550 millones de años.
“Esta es una historia evolutiva,” afirmó en un comunicado el biólogo computacional de la Universidad de Nebraska-Lincoln Yanbin Lin, que dirigió el estudio. “Responde a la pregunta fundamental de cómo evolucionaron las primeras plantas terrestres a partir de algas acuáticas de agua dulce”.
El surgimiento de la vida vegetal en la Tierra surgió de un evento evolutivo único llamado terrestrialización de plantas a partir de antiguas algas de agua dulce. Las primeras plantas terrestres conocidas como embriofitas surgieron hace unos 550 millones de años y su llegada cambió fundamentalmente la superficie y la atmósfera del planeta. Incluso permitieron el desarrollo de la vida terrestre, incluidos los humanos y los animales.
El equipo de investigación trabajó con cuatro cepas de algas del género Zygnema. Usaron una combinación de técnicas de secuenciación de ADN de vanguardia para determinar las secuencias completas del genoma de estas algas. Este enfoque permitió a los científicos generar genomas completos para estos organismos a nivel de cromosomas completos, algo que nunca antes se había hecho con este grupo de algas.
Sus hallazgos revelaron una abundancia de enzimas de la pared celular, genes de señalización y factores de respuesta ambiental. Un aspecto único de estas algas es una capa gruesa de carbohidratos fuera de las paredes celulares, llamada capa de mucílago.
Xuehuan Feng, primer autor del estudio, desarrolló un método de extracción de ADN nuevo y eficaz para eliminar esta capa de mucílago y obtener ADN de alta pureza.
Iker Irisarri del Instituto Leibniz para el Análisis del Cambio de la Biodiversidad y co-primer autor del estudio, destaca cómo los componentes genéticos se duplicaron y diversificaron, lo que permitió la evolución de una maquinaria molecular más especializada.
Jan de Vries de la Universidad de Gotinga, co-líder del equipo, señaló la importancia de los hallazgos para la comunidad científica de plantas.
Las algas Zygnema pertenecen a la clase Zygnematophyceae, los parientes vivos más cercanos de las plantas terrestres. Estas algas de agua dulce y semiterrestres tienen adaptaciones para resistir factores estresantes terrestres. La clave para entender estas adaptaciones son las secuencias del genoma.
Este logro científico es el resultado de una colaboración de investigación internacional que involucra a 50 investigadores de 20 instituciones de investigación en ocho países: Estados Unidos, Alemania, Francia, Austria, Canadá, China, Israel y Singapur.
Los hallazgos aportan luz sobre la capacidad de las plantas para adaptarse al medio ambiente y proporcionan una base rica para futuras investigaciones. Esta investigación tiene el potencial para informar no solo nuestra comprensión de la vida vegetal, sino también nuestra comprensión de la evolución en general.
