Un equipo de investigadores de la Universidad de Yale parece haber resuelto un gran misterio en torno a las plantas que es el motivo por el que echaron raíces en la tierra.
Las plantas nacieron hace unos 500 millones de años y sus sistemas vasculares eran muy, muy simples. Por dentro de las raíces y los tallos tenían como si fueran manojos de “pajitas” encargados de aspirar el agua y los nutrientes del entorno. Sin embargo, hace unos 420 millones de años, el sistema de pajitas experimentó cambios importantes y es que las pajitas se fueron dividiendo en formas, estructuras y tamaños más complejos.
Durante casi 100 años, los científicos no han sabido por qué la evolución favoreció estos interiores más intrincados. Ahora un nuevo análisis del registro fósil sugiere que un sistema vascular más moderno sería más resistente a la sequía.
La falta de agua, concluyen los autores, podría ser lo que primero dio forma al interior de las plantas.
Las primeras plantas que existieron en la Tierra eran formas pequeñas y con poca complejidad, parecidas al musgo. No tenían sistemas de raíces, lo que lleva a pensar que se encontraban solo en zonas con abundante cantidad de agua.
Conforme las plantas se fueron adentrando en zonas más áridas, tuvieron que desarrollar nuevas formas de captar el agua, la luz solar y los nutrientes, además de protegerse de la evaporación y la deshidratación. Fue en ese momento cuando las ramas y las raíces se hicieron útiles. Sin embargo, estas estructuras también plantearon nuevos retos.
Durante la sequía, las plantas pueden secarse fácilmente, creando una burbuja de vapor, algo similar a una embolia, que bloquea el flujo de agua a través de las raíces. En un sistema vascular simple y primitivo, una burbuja de aire en el interior de una planta puede extenderse fácilmente a otros canales o «pajitas», creando un bloqueo en la entrada de más agua y nutrientes. El resultado puede desencadenar la muerte del tejido, e incluso podría matar a toda la planta.
Al modelar los diversos sistemas vasculares de algunas plantas modernas y extintas conservadas en el registro fósil, los investigadores han demostrado que un patrón vascular más elaborado puede acordonar las burbujas de aire, evitando que se extienda a otras partes de la planta.
La animación ilustra cómo la embolia se propagaría en la vasculatura de una planta simple (izquierda) y cómo lo haría en una compleja (derecha).
«Cada vez que una planta se desvía de ese sistema vascular cilíndrico, cada vez que cambia un poco, la planta obtiene una recompensa en cuanto a su capacidad para sobrevivir a la sequía«, explica el fisiólogo de plantas Craig Brodersen, de la Escuela de Medio Ambiente de Yale. «Y si esa recompensa está constantemente ahí, entonces va a forzar a las plantas en la dirección de alejarse del antiguo sistema vascular cilíndrico hacia estas formas más complejas».
Los investigadores apuntan a que, gracias a estos pequeños cambios, las plantas pudieron enfrentarse a la sequía y convertirse en los bosques que vemos hoy.
Estos hallazgos revelan aspectos interesantes del pasado de nuestro planeta, pero también ayudan a explicar cómo surgió la gran variedad de formas vasculares que se ven en las plantas modernas.
Además, el saber cómo las plantas enfrentan la falta de agua podría ayudar en un futuro a preparar la flora para los rápidos cambios climáticos que podrían suceder. Si se consigue hacer crecer mejores sistemas radiculares y vasculares, algunos cultivos podrían alimentarnos durante mucho tiempo en el futuro.
Referencia: Bouda, M., Hugget, B. et. al. Hydraulic failure as a primary driver of xylem network evolution in early vascular plants. 2022. Science. DOI: 10.1126/science.add2910
