¿Cómo se convirtieron en carnívoras las plantas?

Las plantas carnívoras no son un invento de los cuentos y películas de terror. Existen en muchos ecosistemas del mundo. ¿Cómo se transformaron en depredadoras? Bueno, en este artículo concebirás una idea general de lo que se esta considerando una explicación aceptada entre la comunidad de biólogos y genetistas. Adicionalmente encontraras notas personales que ponen en duda la efectividad de esta explicación.

A grosso modo, la explicación ofrecida por un equipo de investigadores de distintas universidades reza así;

Los hábitats pobres en nutrientes han llevado a algunas plantas a convertirse en carnívoras y a capturar insectos a base de atraparlos en el interior de las hojas. Una vez dentro, los líquidos digestivos del vegetal se encargan de deshacer la carne de sus presas y sus exoesqueletos para aprovechar el nitrógeno y el fósforo, nutrientes que necesitan para su desarrollo y supervivencia.

Curiosamente, las plantas carnívoras de Australia, Asia y América, pese a haber evolucionado de forma separada, emplean este mismo método para nutrirse. 

En la investigación, los especialistas tratan de brindar una explicación de cómo estas especies de plantas carnívoras evolucionaron a pesar de no ser parte del mismo ecosistema ni tener el mismo código genético inicial, razón por la cuál se les atribuye el término de evolución convergente.

Primero estudiaron el genoma de la pequeña planta carnívora originaria de Australia que tiene hojas modificadas en forma de jarro que funciona como un pozo en el cual caen los insectos que le servirán de alimento. Esta especie tiene bien diferenciadas las hojas insectívoras, las que sirven de trampa, de las hojas no insectívoras, similares a las de las plantas normales. El genoma de estas plantas tiene la mitad del tamaño del genoma humano.

Según Julio Rozas, del departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la Universidad de Barcelona «la capacidad de las plantas carnívoras para digerir animales en suelos empobrecidos es el resultado de la acción de la selección natural que ha promovido varios cambios genéticos sobre un mismo conjunto de genes».

Personalmente, esa explicación posee un elemento ad hoc que permite la coincidencia entre los resultados analizados y la hipótesis causal, ¿Pero de qué otra manera se pudo haber ocurrido si las modificaciones genéticas no permitieron la adaptación de la planta al ambiente? Claramente plantear algo distinto sería equivalente a rechazar el paradigma evolutivo bajo el cuál se trabajo por de facto.

Un ejemplo de este tipo de respuestas elaboradas especificamente para salvar la explicación de ser rechazada es la siguiente declaración;

Los análisis genéticos demuestran que, durante su evolución hacia la dieta carnívora, las hojas que atrapan insectos han adquirido nuevas funciones para digerir el alimento. Hay un grupo concreto de proteínas que han evolucionado para actuar como enzimas digestivas, en opinión de Pablo Librado, otro de los autores, que trabaja en el Centro de Geogenética de la Universidad de Copenhague.

Todo esto es solo una descripción fisiológica y anatómica del organismo en estudio, más no es una explicación ni demostración de cómo ese organismo es capaz de transicionar de un estado previo al actual usando un método claro que permita la apreciación algorítmica del cambio genético y fenotípico.

Por ello debemos simplemente aceptar que con el tiempo, en las tres especies, las familias de proteínas vegetales que originalmente ayudaron en la autodefensa contra enfermedades y otras amenazas se convirtieron en las enzimas digestivas actuales, como son la quitinasa básica -capaz de descomponer la quitina, el principal componente de los exoesqueletos de las presas, y la fosfatasa ácida púrpura, componente que permite a las plantas obtener el fósforo de los cuerpos descompuestos.

Es como si estas plantas dispusieran de una caja de herramientas genéticas y trataran de encontrar una respuesta para llegar a ser carnívoras. Al final, todas llegan a la misma solución. El caso de las plantas insectívoras es un claro ejemplo de convergencia evolutiva, probablemente debido a las fuertes restricciones biológicas impuestas por los ecosistemas extremos.

En pocas palabras, el código genético con que estas plantas disponían antes de volverse carnívoras, fue necesario para que con el tiempo y las restricciones biológicas de los distintos ecosistemas donde se encuentran, son las factores claves para obtener una planta no-carnívora a una carnívora. Es impresionante cómo esa narración puede satisfacer la curiosidad de cómo se origina las características de los sistemas vivos que exhiben innovaciones biológicas y esto es un problema que se extiende más allá de este supuesto descubrimiento.

Artículo original:

K. Fukushima, X. Fang, D. Alvarez-Ponce, H. Cai, L. Carretero-Paulet, C. Chen, T. Chang, K. M. Farr, T. Fujita, Y. Hiwatashi, Y. Hoshi,  T. Imai, M. Kasahara, P. Librado, L. Mao, H. Mori, T. Nishiyama, M. Nozawa, G. Pálfalvi, S. T. Pollard, J. Rozas, A. Sánchez-Gracia, D. Sankoff, T. F. Shibata, S. Shigenobu, N. Sumikawa, T. Uzawa, M. Xie, C. Zheng, D. D. Pollock, V. A. Albert, S. Li, M. Hasebe. «The pitcher plant Cephalotus genome reveals genetic changes associated with carnivory». Nature Ecology & Evolution, febrero de 2017.


Guillermo Cuadra

guillermo@polimates.org

Guillermo Cuadra
Guillermo Cuadra
Desde que nos damos cuenta de que somos seres concientes, pensantes y reflexivos, tenemos la obligación de indagar sobre el por qué y para qué existimos. Si es que tiene sentido la última pregunta.

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