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Una investigadora del RJB participa en un estudio que ha descubierto un gen que ayuda a los helechos a ‘ver’ mejor Tuesday, 15 de April de 2014 | Gabinete de Prensa

 

►      El equipo liderado por investigadores de la Universidad de Duke ha resaltado los curiosos orígenes de este gen llamado neocromo y ha determinado que fue transferido a los helechos desde un grupo de plantas parecidas a musgos, las antocerotas

 

►      El hallazgo acaba de ser anunciado en la publicación científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

 

 

En la época de los dinosaurios, la llegada de la plantas con flores podría haber supuesto el fin del antiguo linaje de los helechos ante estos nuevos competidores. Sin embargo, los helechos diversificaron y prosperaron bajo un nuevo dosel empleando un misterioso gen que les ayudó a adaptarse a ambientes de baja intensidad lumínica.

 

Ahora, un equipo de científicos liderado por investigadores de la Universidad de Duke (Durham, Carolina del Norte EEUU) y entre los que figura Lisa Pokorny, investigadora postdoctoral del Real Jardín Botánico, CSIC, ha resaltado los curiosos orígenes de este gen y ha determinado que fue transferido a los helechos desde un modesto grupo de plantas parecidas a los musgos y llamadas antocerotas.

 

Este hallazgo, que ha sido anunciado en la revista científica norteamericana Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), supone, en palabras de la investigadora española Lisa Pokorny "la clave para comprender la persistencia y la diversificación de los helechos modernos en ecosistemas dominados por plantas con flores".

 

Durante años los investigadores habían sospechado que el gen llamado neocromo había desempeñado un papel crucial en la evolución de los helechos, como ahora se ha descubierto. Neocromo es un híbrido de otros dos genes de plantas que codifican las proteínas fotorreceptoras que detectan la luz azul y roja.

 

"Neocromo es un gen 'quimérico', " ha explicado Fay-Wei Li, autor principal y estudiante de doctorado en el Departamento de Biología de la Universidad de Duke. Produce un fotorreceptor que detecta tanto luz azul como roja, lo que ofrece a los helechos una ventaja única en bosques dominados por plantas con flores. "La mayor parte de las plantas detectan y crecen hacia la luz azul, pero bajo el dosel arbóreo, el espectro de la luz filtrada tiene más luz roja que azul", ha añadido Li.

 

El genoma de las antocerotas

 

"Neocromo ayuda a los helechos a 'ver' mejor," ha afirmado Li. Lo que no estaba claro era el origen de este gen. Li se dedicó a investigar su evolución escudriñando de forma sistemática genomas de plantas del herbario de la Universidad de Duke y de la iniciativa "1.000 plantas" (1KP  https://sites.google.com/a/ualberta.ca/onekp/index.html‎).

 

Neocromo apareció en un lugar inesperado: el genoma de las antocerotas, un grupo de plantas amante de ambientes húmedos relacionado con los musgos.

 

Tres escenarios podrían explicar como este gen fue compartido entre helechos y antocerotas: 1) ambos compartían un ancestro que tenía dicho gen; 2) el gen apareció de forma independiente en ambos grupos; o 3) como resultado de un proceso llamado transferencia horizontal de genes, que transportó el gen entre grupos.

 

Para discernir entre estas hipótesis, el equipo no solo tuvo en cuenta las relaciones evolutivas entre plantas terrestres y algas, sino que también investigó como todos los genes implicados en fotorrecepción en estos organismos se relacionaban entre sí.

 

Los científicos han encontrado pruebas sólidas de que la versión de neocromo presente en helechos desciende de la versión de dicho gen presente en antocerotas. Los cambios de secuencia observados en las distintas versiones del gen fueron empleados para construir un árbol de fotorreceptores, en dicho árbol el neocromo presente en helechos quedaba claramente "anidado" dentro del linaje de las antocerotas. El análisis también ha mostrado que los fotorreceptores de helechos y antocerotas se separaron hace unos 179 millones años.

 

Transferencia horizontal de genes

 

Tan solo un mecanismo podía explicar como este gen había saltado de las antocerotas a los helechos tanto tiempo después de la divergencia entre estos linajes: la transferencia horizontal de genes. Pero los investigadores apenas han comenzado a investigar como este proceso tiene lugar en plantas.

 

"De hecho, cada vez observamos más y más la incidencia de la transferencia horizontal de genes en plantas, pero no tenemos una respuesta definitiva en cuanto a como se media dicha transferencia", ha concluido Li.

 

Por tanto, a partir de esta publicación, los próximos pasos serán "buscar otros genes que se sospecha pueden haber sido transferidos horizontalmente entre plantas terrestres y evaluar posibles mecanismos que pueden haber mediado esa transferencia como, por ejemplo, 'genes saltarines' o transposones", según ha explicado la investigadora del Real Jardín Botánico, CSIC, Lisa Pokorny.

 

 

Más información:

 

http://www.pnas.org/content/early/2014/04/09/1319929111.full.pdf+html

 

 

 

Cystopteris fragilis gametophyte Photo by Carl J Rothfels

 

Phaeomegaceros coriaceus Photo by Jeff Duckett

 

Phaeomegaceros hirticalyx Photo by Jeff Duckett

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