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Estudio genético revela los secretos de una planta que «no puede morir» y vive miles de años


Los eventos detectados en el genoma de Welwitschia le han dado la capacidad de sobrevivir en un desierto implacable durante miles de años. Algunas de las plantas más grandes tienen más de 3.000 años, con dos hojas que crecen constantemente desde el comienzo de la Edad del Hierro, cuando se inventó el alfabeto fenicio y David fue coronado Rey de Israel.


New York Times.- Las hojas más longevas del reino vegetal solo se pueden encontrar en el árido desierto hiperárido que cruza el límite entre el sur de Angola y el norte de Namibia.

Un desierto no es, por supuesto, el lugar más hospitalario para que los seres vivos cultiven algo, y mucho menos verduras de hoja, pero el desierto de Namib, el más antiguo del mundo con partes que reciben menos de dos pulgadas de precipitación al año, es donde Welwitschia ubica su hogar.

En afrikáans, la planta se llama «tweeblaarkanniedood«, que significa «dos hojas que no pueden morir«. El nombre es adecuado: Welwitschia crece solo dos hojas, y de forma continua, en una vida que puede durar milenios.

«La mayoría de las plantas desarrollan una hoja, y eso es todo», dijo Andrew Leitch, genetista de plantas de la Universidad Queen Mary de Londres. “Esta planta puede vivir miles de años y nunca deja de crecer. Cuando deja de crecer, está muerta».

Se cree que algunas de las plantas más grandes tienen más de 3.000 años, con dos hojas que crecen constantemente desde el comienzo de la Edad del Hierro, cuando se inventó el alfabeto fenicio y David fue coronado Rey de Israel.

Según algunos informes, Welwitschia no tiene mucho para mirar. Sus dos hojas fibrosas, azotadas por los vientos secos del desierto y mordidas por animales sedientos, se trituran y encrespan con el tiempo, lo que le da a Welwitschia una apariencia claramente parecida a un pulpo. Un director del siglo XIX de Kew Gardens en Londres comentó: «Está fuera de discusión la planta más maravillosa jamás traída a este país y una de las más feas».

Pero desde que se descubrió por primera vez, Welwitschia ha cautivado a biólogos como Charles Darwin y el botánico Friedrich Welwitsch, que da nombre a la planta: se dice que cuando Welwitsch encontró la planta por primera vez en 1859, “no pudo hacer nada más que arrodillarse sobre la tierra ardiente y mirarla, medio temeroso de que un toque demuestre que es un producto de la imaginación «.

A) La precipitación anual del área en África donde crece Welwitschia, medida usando el índice de Koeppen-Geiger. La distribución de W. mirabilis (punto gris) se basa en los registros de presencia disponibles en el Servicio de Información sobre Biodiversidad Global (GBIF) y nuevos datos del Profesor N. Jürgens (com. Pers.). B) Dos nichos típicos, un valle árido y un desierto costero. C) Machos (izquierda) y hembras (derecha) en cono. | Wang et al, 2021.

En un estudio publicado este mes en Nature Communications, los investigadores informan sobre algunos de los secretos genéticos detrás de la forma única de Welwitschia, su extrema longevidad y su profunda resiliencia.

Jim Leebens-Mack, un biólogo de plantas de la Universidad de Georgia que no participó en el estudio, dijo que «nos da una base para comprender mejor cómo Welwitschia hace todas las locuras que hace». El genoma de Welwitschia refleja el entorno árido y pobre en nutrientes de la planta. Y su historia genética parece corresponder con la historia ambiental.

Hace aproximadamente 86 millones de años, después de un error en la división celular, todo el genoma de Welwitschia se duplicó durante una época de mayor aridez y sequía prolongada en la región, y posiblemente la formación del propio desierto de Namib, dijo Tao Wan, botánico del Fairy Lake Botanical Garden en Shenzhen, China, y autor principal del estudio. Dijo que el «estrés extremo» a menudo se asocia con tales eventos de duplicación del genoma.

El Dr. Leitch, coautor del estudio, agregó que los genes duplicados también se liberan de sus funciones originales, y potencialmente adquieren otras nuevas.

Sin embargo, tener más material genético tiene un costo, dijo el Dr. Wan. «La actividad más básica para la vida es la replicación del ADN, por lo que si tienes un genoma grande, realmente consume energía para mantener la vida», especialmente en un entorno tan duro.

Para empeorar las cosas, una gran cantidad del genoma de Welwitschia son secuencias de ADN autorreplicantes «basura» llamadas retrotransposones. «Ahora esa basura necesita ser replicada, reparada», dijo el Dr. Leitch.

Los investigadores detectaron un «estallido» de actividad de retrotransposones de hace uno o dos millones de años, probablemente debido al aumento del estrés por temperatura. Pero para contrarrestar esto, el genoma de Welwitschia experimentó cambios epigenéticos generalizados que silenciaron estas secuencias de ADN basura, a través de un proceso llamado metilación del ADN.

Este proceso, junto con otras fuerzas selectivas, redujo drásticamente el tamaño y el costo de mantenimiento energético de la biblioteca duplicada de ADN de Welwitschia, dijo el Dr. Wan, dándole «un genoma muy eficiente y de bajo costo».

El estudio también encontró que Welwitschia tenía otros ajustes genéticos ocultos en sus hojas.

La hoja de una planta promedio crece desde los ápices de la planta, o las puntas de su tallo y ramas. Pero la punta de crecimiento original de Welwitschia muere y, en cambio, las hojas salen de un área vulnerable de la anatomía de la planta llamada meristema basal, que suministra células frescas a la planta en crecimiento, dijo el Dr. Wan. Una gran cantidad de copias o una mayor actividad de algunos genes involucrados con el metabolismo eficiente, el crecimiento celular y la resistencia al estrés en esta área pueden ayudar a que continúe creciendo bajo un estrés ambiental extremo. En un mundo que se calienta, las lecciones genéticas que Welwitschia tiene para ofrecer pueden ayudar a los humanos a producir cultivos más resistentes y menos sedientos.

Cuando vemos que la planta puede vivir en este ambiente durante tanto tiempo y preservar su ADN y sus proteínas, realmente siento que podemos encontrar pistas sobre cómo tal vez mejorar la agricultura”, dijo el Dr. Leebens-Mack.

El estudio también subraya la importancia de la investigación impulsada por la curiosidad. Cuando te encuentres con dos hojas que crecen en un desierto contra todo pronóstico, arrodíllate en la tierra ardiente y observa más de cerca.

«A partir de cosas raras, descubres cosas raras que te ayudan a entender cosas que no sabías que no entendías», dijo el Dr. Leitch.



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