Científicos han descubierto una antigua especie de planta
fósil cuya biología reproductiva captura la evolución de uno a dos tamaños de
esporas, una transición esencial para el éxito de las semillas y las plantas
con flores de las que dependemos, según publican en la revista 'Current Biology'.
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Nueva especie de planta fósil - NASA
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Antes de que las plantas lograran sus elaboradas
especializaciones para la reproducción han tenido que atravesar millones de
años de evolución. Ahora, los investigadores han captado un vistazo de ese
proceso evolutivo con el descubrimiento de una nueva especie de planta antigua.
El espécimen fosilizado probablemente pertenece a los
barinofitos herbáceos, un grupo extinto inusual de plantas que puede estar
relacionado con los clubmosses, y es uno de los ejemplos más completos de una
etapa aparentemente intermedia de biología reproductiva de las plantas.
La nueva especie, que
tiene unos 400 millones de años y que data del período Devónico Temprano,
produjo un espectro de tamaños de esporas, un precursor de las estrategias
especializadas de plantas terrestres que abarcan los hábitats del mundo.
"Normalmente cuando vemos aparecer plantas heterosporas
en el registro fósil, simplemente aparecen en la existencia --explica 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)--. Creemos que esto puede ser una especie de instantánea de este período
de transición muy rara vez presenciado en la historia de la evolución donde se
ve una alta variación entre las esporas en la estructura reproductiva”.
Uno de los períodos de tiempo más importantes para la
evolución de las plantas terrestres, el Devónico fue testigo de la
diversificación de pequeños musgos a imponentes bosques complejos. El
desarrollo de diferentes tamaños de esporas, o heterosporia, representa una
modificación importante para controlar la reproducción, una característica que
luego evolucionó a versiones pequeñas y grandes de estas unidades
reproductivas.
"Si pensamos en todos los diferentes tipos de sistemas
sexuales que se encuentran en las flores, todo se basa en tener esporas
pequeñas separadas, o polen, y esporas grandes, que están dentro de las
semillas --apunta Leslie--. Con dos clases de tamaño discreto, es una forma más
eficiente de empaquetar recursos porque las grandes esporas no pueden moverse
tan fácilmente como las pequeñas, pero pueden alimentar mejor a la
descendencia".
Las primeras plantas, de hace entre 475 millones y 400
millones de años, carecían de especialización reproductiva en el sentido de que
producían los mismos tipos de esporas, que luego se convertirían en pequeñas
plántulas que realmente transferían células reproductivas. Al dividir los
recursos reproductivos, las plantas asumieron un mayor control sobre la
reproducción, según los investigadores.
La nueva especie, junto con el grupo de plantas 'Chaleuria'
de la misma edad descrito anteriormente, representa la primera evidencia de
biología reproductiva más avanzada en plantas terrestres. El siguiente ejemplo
no aparece en el registro fósil hasta unos 20 millones de años después.
"Este tipo de fósiles nos ayudan a localizar cuándo y
cómo exactamente las plantas lograron ese tipo de división de sus recursos
reproductivos --explica Leslie--. El final de esa historia evolutiva de
especialización es algo así como una flor".
Los investigadores comenzaron los análisis de los fósiles
después de que habían sido almacenados en las colecciones del Museo Nacional de
Historia Natural del Smithsonian durante décadas.
De unas 30 pequeñas astillas de roca excavadas originalmente
en la Formación Campbellton de Nuevo Brunswick en Canadá por el difunto
paleobotánico y coautor del estudio Francis Hueber, identificaron más de 80
estructuras reproductivas o esporangios.
Las esporas en sí varían de aproximadamente 70 a 200 micras
de diámetro, aproximadamente un mechón a dos mechones de cabello. Mientras que
algunas de las estructuras contenían esporas exclusivamente grandes o pequeñas,
otras contenían solo esporas de tamaño intermedio y otras contenían la gama
completa de tamaños de esporas, posiblemente con algunas produciendo esperma y
otras con óvulos.
"Es raro tener tantos esporangios con esporas bien
conservadas que se pueden medir --reconoce Leslie--. Tuvimos suerte de cómo se
preservaron".
Las plantas
heterosporosas fósiles y modernas viven principalmente en ambientes de
humedales, como llanuras de inundación y pantanos, donde la fertilización de
grandes esporas es más efectiva. La especie antigua, que se describirá
formalmente en un documento de seguimiento, tiene una mezcla de esporas que no
se parece a nada que viva hoy en día, añade Leslie.
"La historia general en la reproducción de plantas
terrestres es una de mayor división del trabajo y especialización y
complejidad, pero eso tiene que comenzar en alguna parte, y comenzó simplemente
produciendo esporas pequeñas y esporas grandes --explica--. Con este tipo de
fósiles, podemos identificar algunas formas en que las plantas pudieron hacer
eso".
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