Sobre el origen de las flores
Amborella trichopodaWIKIPEDIA, SCOTT ZONAExteriormente, Amborella trichopoda no tiene nada de especial: un pequeño árbol arbustivo del sotobosque con un color cremoso corriente. flores de las islas del Pacífico de Nueva Caledonia. Pero su ADN revela su verdadero significado: A. trichopoda es la especie hermana de todas las demás plantas con flores, o angiospermas. Es el último sobreviviente de un linaje que se ramificó durante los primeros días de la dinastía, antes de que el resto de las aproximadamente 350 000 especies de angiospermas se diversificaran.
Un gran consorcio de científicos ahora ha secuenciado Amborella ’s del genoma para comprender cómo eran las angiospermas ancestrales y cómo llegaron a llenar el mundo de flores. Los resultados se publican hoy (19 de diciembre) en una serie de artículos en Science.
“Los rasgos que Amborella comparte con las otras angiospermas pueden interpretarse como rasgos primitivos que estaban presentes en su ancestro compartido” dijo Claude dePamphilis de la Universidad Estatal de Pensilvania, uno de…
Dietmar Quandt de la Universidad de Bonn, que no participó en el estudio, describió a Amborella como un modelo más digno organismo que Arabidopsisla primera planta secuenciada por los científicos. Su posición como la primera planta con flores ramificadas la hace muy especial, dijo Quandt en un correo electrónico. El genoma de Amborella es una piedra angular para futuras investigaciones.
Las angiospermas han duplicado repetidamente sus genomas completos a lo largo de su historia, una predilección que puede haber catalizado su evolución y estimulado su éxito. Muchas de estas duplicaciones son recientes y exclusivas de ciertos linajes, pero el genoma de Amborella muestra que al menos uno de estos eventos, conocido como épsilon, precedió a las propias angiospermas.
Epsilon tuvo se ha inferido de estudios anteriores, pero el genoma de Amborella confirma que tuvo lugar. Puede ayudar a explicar cómo las angiospermas se diversificaron rápidamente en un grupo que abarca todo el planeta después de aparecer repentinamente en escena hace 160 millones de años, una rápida ascensión que Darwin catalogó como un misterio abominable.
Comparando Amborellas genoma a los de otras plantas, el equipo también reconstruyó parte de la cartera de genes en la angiosperma ancestral. De 5210 familias de genes, 4031 se encontraron en el ancestro común de todas las plantas con semillas, tanto con flores como sin flores. Esto sugirió que las angiospermas cooptaron muchos genes preexistentes para el negocio de hacer flores.
Las 1179 familias de genes restantes, alrededor de una cuarta parte del total, eran nuevas. Algunos de estos ayudan a hacer flores, pero otros están involucrados en estabilizar la fisiología de las plantas o responder a señales ambientales, incluidos los animales que comen plantas. Eso fue una sorpresa. La producción de la flor no fue solo el resultado de un cambio en la expresión génica, como suele suponerse en la evolución de nuevos desarrollos, dijo dePamphilis. También hubo una gran cantidad de novedades reales.
El genoma mitocondrial de Amborella produjo una sorpresa aún mayor. Contiene ADN de las mitocondrias de una amplia gama de otras plantas, incluidos genomas completos tomados de tres algas verdes y un musgo.
Estas adquisiciones suman alrededor de seis genomas de ADN. Han aumentado el genoma mitocondrial de Amborella a la friolera de 3,9 megabases, empaquetadas en cinco cromosomas circulares. Aunque al menos otras dos plantas tienen genomas mitocondriales grandes que abarcan varios cromosomas, ninguna tiene nada que se acerque a la escala de las adquisiciones de Amborella.
Habíamos visto algunos indicios de genes extraños, pero no no tenía idea de su magnitud hasta que secuenciamos el genoma, dijo Jeffrey Palmer de la Universidad de Indiana, quien dirigió esta parte del proyecto. Nunca pensamos que habría adquirido genomas completos.
Palmer dijo que sospecha que Amborella ha adquirido genes a través del contacto directo con otras plantas que viven en ella (epífitas) o en su interior. (parásitos). La vegetación que cae o los herbívoros hambrientos podrían herir al árbol y su séquito, rompiendo sus células y creando oportunidades para que sus mitocondrias se mezclen. Cuando esto sucede, existe la posibilidad de que las mitocondrias se fusionen, de una manera similar al sexo.
Aunque algunos de estos genes extraños aún pueden ser funcionales, la gran mayoría de ellos son basura. Por alguna razón, Amborella no las pierde con tanta frecuencia como otras plantas, o tal vez las está recogiendo con más frecuencia, dijo Palmer.
Amborella no es una planta rara, pero está aislada. Se encuentra en solo 18 poblaciones en Nueva Caledonia, y el equipo secuenció individuos de 12 de ellas. Los investigadores descubrieron que, a pesar de vivir en una pequeña isla, Amborella tiene tanta diversidad genética como Populusel género que incluye todos los álamos, álamos y álamos.
Esta diversidad es aún más impresionante ya que Amborella parece haber pasado por varios cuellos de botella durante los últimos millones de años. El más reciente tuvo lugar hace unos 100.000 años y puede haber reducido la población a menos de 5.000 individuos.
Casi se extinguió, dijo James Doyle de la Universidad de California, Davis, en un e -correo. Los botánicos tenemos suerte de que consiguiera esquivar la bala ya que esta planta, aunque especializada en muchos aspectos, tiene mucho que decir sobre las características de las primeras angiospermas.
Proyecto Genoma de Amborella, The Amborella y la evolución de las plantas con flores, Science, doi:10.1126/science.1241089, 2013.
DW Rice et al. al., Transferencia horizontal de genomas completos a través de la fusión mitocondrial en la angiosperma Amborella, Science, doi:10.1126/science.1246275, 2013.
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