Cómo las plantas con flores evolucionaron y conquistaron el mundo hace millones de años
How flowering plants conquered the world

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Español

Por Helen Briggs

Un misterio que ni el propio naturalista Charles Darwin pudo resolver.

¿Cómo las flores evolucionaron y se expandieron para convertirse en las plantas dominantes en la Tierra?

Las plantas con flores, o angiospermas, representan aproximadamente el 90% de todas las especies de plantas vivas, incluida la mayoría de los cultivos alimentarios.

En la historia superaron a otras plantas como las coníferas y los helechos, que son anteriores a ellas, pero la forma en que lo hicieron siempre fue un misterio. Hasta ahora.

Una nueva investigación sugiere que se debe al tamaño del genoma, y cuanto más pequeño, mejor.

“Realmente se trata de una cuestión de tamaño de celda y cómo se puede construir una celda pequeña y aún conservar todos los atributos que son necesarios para la vida”, dice Kevin Simonin de la Universidad Estatal de San Francisco en California, EE.UU.

“Un misterio abominable”
Cientos de millones de años atrás, la Tierra estaba dominada por helechos y coníferas.

Luego, hace unos 150 millones de años, aparecieron en escena las primeras plantas con flores.

Se extendieron rápidamente a todas partes del mundo, cambiando el paisaje de verde apagado a colores vibrantes.

Las razones detrás del increíble éxito y la diversidad de las plantas con flores han sido debatidas durante siglos.

El propio Charles Darwin lo llamó un “misterio abominable”, temiendo que este aparente desarrollo repentino pudiera desafiar su teoría de la evolución.

Charles Darwin calificó el misterio de la evolución de las plantas con flores de “abominable”.

El investigador Simonin junto a su colega Adam Roddy, de la Universidad de Yale, se preguntaron si el tamaño del material genético de la planta (o genoma) podría ser importante.

Los biólogos analizaron los datos de los Royal Botanic Gardens, Kew, en Richmond, Reino Unido, sobre el tamaño del genoma de cientos de plantas, incluidas plantas con flores, gimnospermas (un grupo de plantas que incluyen coníferas y Ginkgo) y helechos.

“Evidencia firme”
Luego compararon el tamaño del genoma con características anatómicas, como la abundancia de poros en las hojas.

Según ellos, esto proporciona una “evidencia firme” del éxito y la rápida propagación de las plantas con flores en todo el mundo se debe a la “reducción del tamaño del genoma”.

Al reducir el tamaño del genoma, que se encuentra dentro del núcleo de la célula, las plantas pueden construir células más pequeñas.Las angiospermas pueden concentrar más venas y poros en sus hojas, maximizando su productividad.

Los investigadores dicen que la reducción del genoma ocurrió solo en las angiospermas, y esto era “un prerrequisito necesario para el rápido crecimiento de la cantidad de plantas terrestres”.

“Las plantas con flores son el grupo más importante de plantas en la Tierra y ahora sabemos por qué han tenido tanto éxito”, dicen.

La investigación publicada en la revista PLOS Biology deja abierta otras preguntas.

Por ejemplo, ¿por qué las plantas con flores pudieron reducir sus genomas más que otras? ¿Y por qué todavía existen los helechos y las coníferas, a pesar de sus grandes genomas y células?

English

By Helen Briggs

The first flowering plants appeared about 150 million years ago.

Angiosperms produce flowers and fruits that contain seeds.

Scientists think they have the answer to a puzzle that baffled even Charles Darwin: How flowers evolved and spread to become the dominant plants on Earth.

Flowering plants, or angiosperms, make up about 90% of all living plant species, including most food crops.

In the distant past, they outpaced plants such as conifers and ferns, which predate them, but how they did this has has been a mystery.

New research suggests it is down to genome size – and small is better.

“It really comes down to a question of cell size and how you can build a small cell and still retain all the attributes that are necessary for life,” says Kevin Simonin from San Francisco State University in California, US.

‘Abominable mystery’
Hundreds of millions of years ago, the Earth was dominated by ferns and conifers. Then, about 150 million years ago, the first flowering plants appeared on the scene.

They quickly spread to all parts of the world, changing the landscape from muted green to a riot of vibrant colour.

The reasons behind the incredible success and diversity of flowering plants have been debated for centuries.

Charles Darwin himself called it an “abominable mystery”, fearing this apparent sudden leap might challenge his theory of evolution.

Simonin and co-researcher Adam Roddy, of Yale University, wondered if the size of the plant’s genetic material – or genome – might be important.

The biologists analysed data held by the Royal Botanic Gardens, Kew, on the genome size of hundreds of plants, including flowering plants, gymnosperms (a group of plants, which include conifers and Ginkgo) and ferns.

‘Strong evidence’
They then compared genome size with anatomical features such as the abundance of pores on leaves.

This provides “strong evidence”, they say, that the success and rapid spread of flowering plants around the world is down to “genome downsizing”.

By shrinking the size of the genome, which is contained within the nucleus of the cell, plants can build smaller cells.

In turn, this allows greater carbon dioxide uptake and carbon gain from photosynthesis, the process by which plants use light energy to turn carbon dioxide and water into glucose and oxygen.

Angiosperms can pack more veins and pores into their leaves, maximising their productivity.

The researchers say genome-downsizing happened only in the angiosperms, and this was ”a necessary prerequisite for rapid growth rates among land plants”.

“The flowering plants are the most important group of plants on Earth and now we finally know why they have been so successful,” they say.

The research published in the journal PLOS Biology raises more questions about plants.

For instance, why were flowering plants able to shrink their genomes more than others? And why do ferns and conifers still exist, despite their large genomes and cells?