Hace más de 450 millones de años, las plantas iniciaron la transición épica del agua a la tierra firme. Entre los primeros pioneros se encontraban los antepasados de las humildes antocerotas, un grupo de plantas pequeñas y modestas que han persistido hasta nuestros días.
por el Instituto Boyce Thompson
Una nueva investigación revela información sobre los planos genéticos de las antocerotas y desvela detalles fascinantes sobre la evolución de las plantas y los primeros días de la vida en la tierra.
«Comenzamos por descifrar los genomas de diez especies de antocerotes, que representan a todas las familias conocidas dentro de este grupo único de plantas», dijo Peter Schafran, científico postdoctoral en el Instituto Boyce Thompson (BTI) y primer autor del estudio. «Lo que descubrimos fue inesperado: los antocerotes han mantenido cromosomas notablemente estables a pesar de evolucionar por separado durante más de 300 millones de años».
A diferencia de muchas plantas, las antocerotas no han experimentado una duplicación de todo el genoma (donde se duplica todo el material genético de un organismo). Esta ausencia de duplicación ha dado lugar a «autosomas» estables (los cromosomas que contienen la mayor parte del material genético de un organismo) que han permanecido relativamente inalterados en todas las antocerotas a pesar de su profunda historia evolutiva.
Sin embargo, no todas las partes del genoma de la antocerotida son tan estáticas. El estudio reveló la presencia de «cromosomas accesorios», material genético adicional que no es esencial para la supervivencia pero que puede proporcionar beneficios adicionales. Estos cromosomas accesorios son mucho más dinámicos, evolucionan rápidamente y varían incluso dentro de cada planta. Además, el equipo internacional de investigadores identificó posibles cromosomas sexuales en algunas especies, lo que arroja luz sobre la evolución de las estrategias reproductivas de las plantas.
El estudio, publicado recientemente en Nature Plants , también aportó información sobre rasgos específicos de las plantas. Por ejemplo, los investigadores descubrieron nueva información sobre los genes implicados en la producción de flavonoides (pigmentos que protegen contra la radiación ultravioleta), la formación de estomas (pequeños poros que regulan el intercambio de gases) y la señalización hormonal. Estos hallazgos ayudan a refinar nuestra comprensión de cómo las primeras plantas terrestres se adaptaron a su nuevo y desafiante entorno.
La extensa investigación genética de las antocerotas realizada en el marco del proyecto de investigación las convierte en el grupo de plantas más completamente secuenciado en relación con su número total de especies.
Al crear un conjunto de datos integral de «panfilo» para las antocerotas, el equipo de investigación ha desarrollado un recurso para ayudar a los científicos a comprender cómo ha evolucionado la vida en la Tierra. Proporciona información sobre cómo las plantas podrían adaptarse a los desafíos ambientales futuros y podría informar los esfuerzos para diseñar cultivos más resistentes.
«Nuestra investigación demuestra la importancia de estudiar organismos diversos, no sólo especies modelo bien conocidas», dijo Fay-Wei Li, profesora asociada en BTI y autora principal. «Al ampliar nuestro conocimiento sobre las antocerotas, obtenemos una imagen más completa de la evolución de las plantas y la increíble diversidad de vida en nuestro planeta».
Más información: Peter Schafran et al., Los genomas de varios filos de las antocerotas revelan autosomas conservados pero cromosomas sexuales y accesorios dinámicos, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-024-01883-w
