Primeras plantas terrestres evolucionaron de algas de agua dulce: estudio

Un nuevo examen de microfósiles similares a esporas de hace 480 millones de años indica que las primeras plantas de tierra firme evolucionaron a partir de algas de agua dulce.

Encontrados en muestras de rocas recuperadas en Australia hace más de 60 años, los microfósiles, que datan del Período Ordovícico Inferior, llenan un vacío de conocimiento de aproximadamente 25 millones de años al reconciliar el reloj molecular (o el ritmo de evolución) con el registro de esporas fósiles, la evidencia física de la vida vegetal temprana recopilada por los científicos a lo largo de los años.    

Esta reconciliación respalda un modelo de desarrollo evolutivo que conecta los orígenes de las plantas con las algas verdes de agua dulce, o algas carófitas, dijo el paleobotánico del Boston College Paul Strother, coautor del nuevo estudio, que se publica en Science. El modelo "evo-devo" postula una comprensión más matizada de la evolución de las plantas a lo largo del tiempo, desde la división celular simple hasta las etapas embrionarias iniciales, en lugar de grandes saltos de una especie a otra.    

"Encontramos una mezcla de fósiles que vinculan microfósiles similares a esporas más viejos y más problemáticos con esporas más jóvenes que se derivan claramente de plantas terrestres", dijo Strother. "Esto ayuda a alinear el registro de esporas fósiles con las fechas del reloj molecular si consideramos el origen de las plantas terrestres como un proceso a largo plazo que implica la evolución del desarrollo embrionario".    

El registro fósil conserva evidencia directa del ensamblaje evolutivo del genoma regulador y de desarrollo de la planta, agregó Strother. Este proceso comienza con la evolución de la espora de la planta y conduce al origen de los tejidos, órganos y, finalmente, plantas macroscópicas y completas, tal vez algo parecido a los musgos que viven en la actualidad, explicó.

"Cuando consideramos las esporas como un componente importante de la evolución de las plantas terrestres, ya no existe una brecha en el registro fósil entre la datación molecular y la recuperación fósil", dijo Strother. Sin esa brecha, "tenemos una imagen mucho más clara de un paso evolutivo completamente nuevo: de la celularidad simple a la multicelularidad compleja".    

Como resultado, es posible que los investigadores y el público deban repensar cómo ven el origen de las plantas terrestres, ese avance fundamental de la vida del agua a la tierra, dijo Strother.    

“Necesitamos dejar de pensar en el origen de las plantas terrestres como una singularidad en el tiempo y, en cambio, integrar el registro fósil en un modelo evo-devo de ensamblaje del genoma a lo largo de millones de años durante la Era Paleozoica, específicamente entre el Cámbrico y el Devónico, divisiones dentro de esa era”, dijo Strother. 

"Esto requiere una seria reinterpretación de fósiles problemáticos que previamente se han interpretado como hongos, no como plantas".    

Strother y el coautor Clinton Foster, de la Universidad Nacional de Australia (ANU), propusieron describir simplemente un conjunto de microfósiles en forma de esporas de un depósito que data de la era del Ordovícico Temprano, hace aproximadamente 480 millones de años. Este material llena un espacio de aproximadamente 25 millones de años en el registro de esporas fósiles, vinculándolas de plantas más jóvenes bien aceptadas con formas más antiguas más problemáticas, dijo Strother.    

Strother y Foster examinaron poblaciones de esporas fósiles extraídas de un núcleo de roca perforado en 1958 en el norte de Australia Occidental. Estos microfósiles están compuestos de compuestos orgánicos altamente resistentes en sus paredes celulares que pueden sobrevivir estructuralmente al entierro y la litificación. Fueron estudiados en el Boston College y en la Escuela de Investigación de Ciencias de la Tierra de la ANU, con microscopía óptica de luz estándar.    

"Utilizamos esporas fósiles extraídas de núcleos de perforaciones de roca para construir una historia evolutiva de plantas que se remonta en el tiempo al origen mismo de las plantas de sus antepasados de algas", dijo Strother. "Tenemos un control de edad independiente en estas muestras de rocas, por lo que estudiamos la evolución observando los cambios en los tipos de esporas que ocurren con el tiempo".    

Los biólogos moleculares también analizan la historia evolutiva a través del tiempo mediante el uso de genes de plantas vivas para estimar el momento de los orígenes de las plantas utilizando "relojes moleculares", una medida de la divergencia evolutiva basada en la tasa promedio durante la cual las mutaciones se acumulan en el genoma de una especie.    

Sin embargo, existen enormes discrepancias, hasta decenas de millones de años, entre los datos fósiles directos y las fechas del reloj molecular, dijo Strother.

Además, existen brechas de tiempo similares entre las esporas más viejas y el momento en que aparecen las plantas enteras por primera vez.  Estas lagunas dieron lugar a hipótesis sobre un "registro fósil perdido" de las primeras plantas terrestres", señaló Strother.    

"Nuestro trabajo busca resolver algunas de estas preguntas mediante la integración del registro de esporas fósiles en un modelo de desarrollo evolutivo de los orígenes de las plantas de los ancestros de las algas", finalizó Strother.

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Edición: Estefanía Cardeña