Descubren mecanismo que impulsó los sistemas vasculares en plantas

Los sistemas vasculares de las primeras plantas eran extremadamente simples. Hace 500 millones de años, al interior de sus raíces y tallos presentaban estructuras semejantes a pacas de paja que se limitaban a absorber nutrientes y agua del medio circundante. Todo eso cambió hace unos 420 millones de años. Y ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Yale cree haber resuelto este misterio que surgió hace más de un siglo.

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Las sencillas estructuras de succión de las plantas pasaron por una transformación significativa, y sus sistemas vasculares se volvieron extremadamente complejos. Gradualmente, aquellas “pacas de paja” se especializaron en forma, tamaño y estructura. Para la ciencia, el misterio de porqué la evolución propicio raíces más intrincadas surgió hace aproximadamente un siglo.

Ahora, un nuevo análisis al registro fósil sugiere que la sequía tuvo un papel protagónico en el desarrollo del moderno sistema vascular de las plantas. Ante la falta de agua, las plantas tuvieron que adaptarse y desarrollar una mayor tolerancia a las sequías.

Los primitivos sistemas vasculares de las plantas.

Hasta donde sabemos, las primeras plantas que surgieron en la Tierra estaban limitadas tanto en tamaño como en complejidad. Al carecer de sistemas radiculares, su hábitat se limitaba a los suelos con abundante agua. Conforme las plantas se desplazaron al interior, donde prevalecen las zonas áridas, desarrollaron nuevas formas de captar agua, luz solar y nutrientes.

Pero, también tuvieron que lidiar con la evaporación y deshidratación. Es entonces que las ramas y raíces demostraron su utilidad. Aunque, simultáneamente, las nuevas estructuras suponían nuevos retos. En temporada de estiaje, las plantas se pueden secar con mucha facilidad, formado una “burbuja de vapor” que bloquea el flujo del agua a través de las raíces.

sistemas vasculares en plantas

En los sistemas vasculares de aquellas plantas primitivas, una burbuja de aire al interior de una planta podía diseminarse fácilmente hacía otros canales o “pacas de paja”. Con ello se producía un bloqueo en el sistema que impedía el ingreso de más agua y nutrientes. Como resultado, una porción considerable del tejido terminaba muriendo, y en los casos más desafortunados toda la planta.

El papel de la sequía en la evolución de las plantas.

En este estudio, publicado en la revista Science a principios de noviembre, se modelaron múltiples sistemas vasculares tanto de plantas modernas como de extintas preservadas en el registro fósil. Así, los investigadores encontraron que los patrones vasculares más complejos permiten aislar esas burbujas de aire.

Cuando los “juncos” que integran el sistema vascular de una planta se divide en secciones, la simulación arroja que las burbujas de aire tienen menos estructuras vecinas para alcanzar. La sequía formó parte de un sistema de selección “teóricamente robusto” para el sistema vascular de las plantas que prevalece hasta nuestros días.

 

Evolución de los sistemas vasculares en plantas.

“Cada vez que una planta se desviaba del sistema vascular cilíndrico, cada vez que cambiaba un poco, recibía una recompensa en su capacidad de subsistir a la sequía”, explica Craig Brodersen, especialista en fisiología vegetal de la Escuela del Medio Ambiente de Yale. “Y si esta recompensa era constante, forzó a las plantas a abandonar el antiguo sistema vascular cilíndrico para adoptar formas mucho más complejas”, agrega.

evolucion plantas

El investigador dice que estos pequeños cambios llevaron a las plantas a resolver un problema muy temprano en la historia de nuestro planeta. Y que gracias a eso existen los bosques que nos maravillan en la actualidad. Estos hallazgos no sólo funcionan como una ventana a fenómenos del pasado en nuestro planeta.

También nos permiten explicar cómo se originó la amplia variedad de formatos vasculares de observamos en la actualidad. Mejor aún: esta revelación sobre cómo las plantas afrontaron la sequía en el pasado podría ayudar a preparar la flora para el acelerado cambio climático que sufre nuestro planeta.

Si los investigadores logran descubrir como formar mejores sistemas radiculares y vasculares, muchas especies de plantas podrían salvarse. Especialmente las cultivables, que nos alimentarían durante mucho tiempo en un mundo afectado por el calentamiento global.

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