Vea También
 |
| Una flor de lirio africano (Agapanthus africanus) está dividida en partes. Según una nueva clasificación de la complejidad de las plantas, un lirio africano tiene 12 tipos de partes en su estructura reproductiva, algunas de las cuales están en la semilla o en el interior del ovario y no aparecen en la imagen. En comparación, un helecho típico tiene un solo tipo de parte reproductiva. (Fotografía: Andrew Leslie). Crédito: Andrew Leslie |
Un estudio dirigido por Stanford revela que, en lugar de evolucionar gradualmente a lo largo de cientos de millones de años, las plantas terrestres sufrieron una importante diversificación en dos dramáticos estallidos, con 250 millones de años de diferencia. La primera ocurrió al principio de la historia de las plantas, dando lugar al desarrollo de las semillas, y la segunda tuvo lugar durante la diversificación de las plantas con flores.
La investigación utiliza una métrica novedosa pero sencilla para clasificar la complejidad de las plantas en función de la disposición y el número de partes básicas de sus estructuras reproductivas. Aunque los científicos han asumido durante mucho tiempo que las plantas se volvieron más complejas con la llegada de las semillas y las flores, los nuevos hallazgos, publicados el 17 de septiembre en Science, ofrecen una visión del momento y la magnitud de esos cambios.
"Lo más sorprendente es esta especie de estancamiento, esta meseta en la complejidad después de la evolución inicial de las semillas y luego el cambio total que ocurrió cuando las plantas con flores comenzaron a diversificarse", dijo el autor principal del estudio Andrew Leslie, profesor asistente de ciencias geológicas en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford (Stanford Earth). "Las estructuras reproductivas tienen un aspecto diferente en todas estas plantas, pero todas tienen más o menos el mismo número de partes durante ese estancamiento".
Una comparación inusual
Las flores son más diversas que cualquier otro grupo de plantas, y producen colores, olores y formas que alimentan a los animales y deleitan los sentidos. También son intrincadas: pétalos, anteras y pistilos se entrelazan en arreglos precisos para atraer a los polinizadores y engañarlos para que esparzan el polen de una flor a otra.
Esta complejidad dificulta a los científicos la comparación de las plantas con flores con plantas con sistemas de reproducción más simples, como los helechos o algunas coníferas. Por ello, los botánicos se han centrado durante mucho tiempo en las características dentro de los grupos familiares y suelen estudiar la evolución de las plantas sin flores por separado de sus parientes con flores, que son más complejas.
Leslie y sus coautores superaron estas diferencias diseñando un sistema que clasifica el número de diferentes tipos de partes en las estructuras reproductivas basándose únicamente en la observación. Cada especie fue calificada según el número de tipos de partes que tiene y el grado de agrupación de esas partes. Clasificaron unas 1.300 especies de plantas terrestres desde hace unos 420 millones de años hasta el presente.
"Esto cuenta una historia bastante simple sobre la evolución reproductiva de las plantas en términos de forma y función: Cuantas más funciones tienen las plantas y más específicas son, más partes tienen", dijo Leslie. "Es una forma útil de pensar en los cambios a gran escala que abarcan toda la historia de las plantas".
De los arbustos a las flores
Cuando las plantas terrestres se diversificaron por primera vez a principios del Devónico, hace entre 420 y 360 millones de años, la Tierra era un mundo más cálido, sin árboles ni animales vertebrados terrestres. Los arácnidos, como los escorpiones y los ácaros, deambulaban por la tierra entre plantas cortas y dispersas, y el organismo terrestre más alto era un hongo de 6 metros que se asemejaba a un tronco de árbol. Después del Devónico se produjeron grandes cambios en el reino animal: Los animales terrestres evolucionaron para tener cuerpos de gran tamaño y dietas más variadas, los insectos se diversificaron y aparecieron los dinosaurios, pero las plantas no vieron un cambio importante en la complejidad reproductiva hasta que desarrollaron las flores.
"La polinización por insectos y la dispersión de semillas por animales pueden haber aparecido hace ya 300 millones de años, pero no es hasta los últimos 100 millones de años cuando estas interacciones realmente intrincadas con los polinizadores impulsan esta complejidad tan elevada en las plantas con flores", explica Leslie. "Hubo un periodo de tiempo tan largo en el que las plantas podrían haber interactuado con los insectos de la forma en que lo hacen ahora las plantas con flores, pero no lo hicieron con el mismo grado de complejidad".
En el Cretácico Superior, hace entre 100 y 66 millones de años, la Tierra se parecía más al planeta que conocemos hoy, un poco como el Parque Nacional de Yosemite sin los árboles y arbustos en flor. Según Leslie, el segundo estallido de complejidad fue más dramático que el primero y puso de relieve la naturaleza única de las plantas con flores. Ese periodo dio lugar a plantas como la pasionaria, que puede tener 20 tipos de partes diferentes, más del doble que las plantas sin flor.
Los investigadores clasificaron 472 especies vivas, parte de las cuales Leslie llevó a cabo en el campus de Stanford y sus alrededores simplemente desmontando las plantas locales y contando sus órganos reproductores. El análisis incluye las plantas terrestres vasculares -todo excepto los musgos y algunas plantas primitivas que carecen de tejido de soporte para conducir el agua y los minerales-.
"Algo que argumentamos en este trabajo es que esta clasificación simplemente refleja su diversidad funcional", dijo Leslie. "Básicamente, dividieron su trabajo para ser más eficientes en lo que tenían que hacer".
Fuentes, créditos y referencias:
Reproductive innovations and pulsed rise in plant complexity, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abi6984