Las primeras plantas terrestres evolucionaron de algas de agua dulce
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.
"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), se 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, vinculando las esporas 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 ",
dijo 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", dijo Strother.
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