En un hecho científico trascendental, un equipo internacional de cerca de 50 investigadores de 20 instituciones en 8 países ha logrado descifrar el código genómico de cuatro cepas de algas Zygnema, consideradas los parientes vivos más cercanos de las primeras plantas terrestres que emergieron hace unos 550 millones de años.
Este hallazgo, publicado en la prestigiosa revista Nature Genetics, arroja una luz sin precedentes sobre los orígenes evolutivos de la vida vegetal en la Tierra y su capacidad para adaptarse al entorno terrestre.
El estudio, liderado por el biólogo computacional Yanbin Lin de la Universidad de Nebraska-Lincoln, representa un hito en la comprensión de la transición clave conocida como «terrestrialización de plantas», el evento evolutivo único que dio origen a todas las plantas terrestres actuales a partir de antiguas algas de agua dulce.
Esta transición, que tuvo lugar hace unos 550 millones de años, cambió fundamentalmente la superficie y la atmósfera del planeta.
Sentó las bases para el posterior desarrollo de la vida terrestre, incluyendo la evolución de los humanos y los animales.
Utilizando una combinación de técnicas de secuenciación de ADN de vanguardia, los investigadores lograron determinar las secuencias completas del genoma de estas algas a nivel de cromosomas completos.
Este es un procedimiento que nunca antes se había logrado con este grupo de organismos.
La comparación de estos genomas con los de otras plantas y algas reveló excesos específicos de enzimas de la pared celular, genes de señalización y factores de respuesta ambiental, lo que sugiere la existencia de maquinarias moleculares especializadas que permitieron a estos organismos adaptarse al entorno terrestre.
Una característica única de estas algas, revelada por imágenes microscópicas, es la presencia de una capa gruesa y pegajosa de carbohidratos fuera de las paredes celulares, llamada capa de mucílago.
Xuehuan Feng, primer autor del artículo, desarrolló un método novedoso para extraer ADN de alta calidad y alto peso molecular, superando los desafíos planteados por esta capa de mucílago.
«Es fascinante que los componentes genéticos, cuyos orígenes son anteriores a las plantas terrestres en millones de años, se duplicaron y diversificaron en los ancestros de las plantas y las algas, permitiendo así la evolución de una maquinaria molecular más especializada», declaró Iker Irisarri, co-primer autor del estudio del Instituto Leibniz para el Análisis del Cambio de la Biodiversidad.
Jan de Vries, de la Universidad de Gotinga y co-líder del equipo, destacó la importancia del recurso generado.
Dijo que no solo presentaron un valioso recurso de alta calidad para la comunidad científica de plantas, que ahora puede explorar estos datos del genoma, sino que los análisis descubrieron intrincadas conexiones entre las respuestas ambientales.
Las cuatro algas multicelulares Zygnema estudiadas pertenecen a la clase Zygnematophyceae, los parientes vivos más cercanos de las plantas terrestres, con más de 4.000 especies descritas.
Las algas Zygnema poseen adaptaciones genéticas para resistir factores estresantes terrestres como la desecación y la radiación UV.
Estas algas poseen adaptaciones para resistir factores estresantes terrestres como la desecación, la luz ultravioleta, la congelación y otros estreses abióticos, convirtiéndolas en un modelo clave para comprender la evolución de las adaptaciones terrestres en las plantas.
