En la sombra húmeda bajo los árboles cubiertos de musgo, en lo alto de las montañas de Taiwán y Japón continental o en lo profundo de los bosques subtropicales de Okinawa, crece silenciosamente un organismo inusual. A primera vista parece una seta. En realidad es una planta llamada balanophoray posee algunas de las flores y semillas más pequeñas conocidas en el mundo vegetal.
A diferencia de la mayoría de las plantas, balanophora No contiene clorofila y no puede realizar la fotosíntesis. También carece de un sistema de raíces convencional para extraer agua del suelo. En cambio, sobrevive completamente adhiriéndose a las raíces de árboles cercanos específicos y robando los nutrientes que necesita. Algunas especies y poblaciones llevan esta rareza aún más lejos al producir semillas sin fertilización, una estrategia reproductiva que es extremadamente rara entre las plantas.
Los científicos descubren los secretos de una planta misteriosa desde hace mucho tiempo
el genero balanophora Toma su nombre de su apariencia de bellota (griego: balanos, bellota; phoros, rodamiento), y ha desconcertado a los científicos durante generaciones. Debido a que la planta es rara y está restringida a hábitats muy específicos que están cada vez más amenazados por la actividad humana, la mayoría de las investigaciones se han limitado a poblaciones aisladas.
Eso está cambiando ahora. Un equipo colaborativo del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), la Universidad de Kobe y la Universidad de Taipei ha realizado una amplia encuesta sobre balanophora a través de sus hábitats dispersos y de difícil acceso. Sus hallazgos, publicados en Nuevo fitólogorastrean la historia evolutiva de la planta, revelan cómo sus estructuras internas se han adaptado a un estilo de vida parásito y abren nuevas puertas para futuras investigaciones sobre este linaje inusual.
Como explica la autora principal del estudio, la Dra. Petra Svetlikova, asociada de ciencia y tecnología de OIST: «balanophora Ha perdido gran parte de lo que la define como planta, pero ha conservado lo suficiente como para funcionar como parásito. Es un ejemplo fascinante de cómo algo tan extraño puede evolucionar a partir de un ancestro que parecía una planta normal con hojas y un sistema de raíces normal».
Plástidos cada vez más reducidos y vida sin fotosíntesis
Las plantas parásitas a menudo sufren cambios internos dramáticos a medida que se vuelven más dependientes de sus huéspedes. Una tendencia común es la reducción o pérdida de plastidios, una categoría de orgánulos vegetales que incluye los cloroplastos, que permiten la fotosíntesis en la mayoría de las plantas.
A pesar de balanophora depende completamente de sus árboles huéspedes para su nutrición, los investigadores descubrieron que no ha eliminado sus plastidios. En cambio, estas estructuras se han reducido a una forma mínima. Mientras que las plantas no parásitas pueden utilizar hasta 200 genes para construir y mantener plastidios, balanophora retiene sólo unas 20. A pesar de esta reducción extrema, todavía se transportan más de 700 proteínas a estos plastidios desde la célula circundante, lo que indica que continúan desempeñando funciones esenciales.
El profesor Filip Husnik, jefe de la Unidad de Evolución, Biología Celular y Simbiosis de la OIST, destaca la sorpresa de este descubrimiento. «Eso balanophora Fue sorprendente que los plastidios todavía estuvieran involucrados en la biosíntesis de muchos compuestos no relacionados con la fotosíntesis. Implica que el orden y el momento de la reducción de los plastidios en plantas no fotosintéticas es similar al de otros eucariotas, como el parásito que causa la malaria, Plasmodioque se originó a partir de un ancestro fotosintético».
Un linaje antiguo formado por islas
Al examinar muestras de muchas poblaciones diferentes, el equipo reconstruyó el árbol evolutivo de Balanophora y rastreó cómo se extendió por las regiones subtropicales del este de Asia. La planta pertenece a la familia Balanophoraceae, uno de los grupos más antiguos conocidos de plantas totalmente parásitas.
Esta familia comenzó a diversificarse a mediados del período Cretácico, hace aproximadamente 100 millones de años, lo que la convierte en uno de los primeros linajes de plantas terrestres en abandonar por completo la fotosíntesis.
La reproducción sin sexo y los riesgos de supervivencia
balanophoraLas estrategias reproductivas de son tan inusuales como su apariencia y estilo de vida. Los métodos reproductivos varían ampliamente entre especies e incluso entre poblaciones. Algunas requieren fertilización para producir semillas, mientras que otras también pueden reproducirse sin fertilización, proceso conocido como agamospermia facultativa. En los casos más extremos, algunas especies son obligatoriamente agamospermas, lo que significa que nunca se reproducen sexualmente.
«La agamospermia obligada es extremadamente rara en el reino vegetal, porque normalmente conlleva muchas desventajas negativas: falta de diversidad genética, acumulación de mutaciones malas, dependencia de condiciones específicas, mayor riesgo de extinción, etc.», dice la Dra. Svetlikova. «Curiosamente, descubrimos que los agamospermos obligados balanophora todas las especies eran especies insulares, y especulamos que más balanophora Las especies pueden ser agamospermas facultativas o incluso obligadas».
Una ventaja de este enfoque reproductivo es que una sola planta hembra puede establecer una nueva población después de llegar a una isla. Esta habilidad permite balanophora extenderse rápidamente hacia el estrecho nicho ecológico que prefiere: un sotobosque oscuro y húmedo donde pocas otras plantas pueden sobrevivir.
Un futuro frágil para una planta altamente especializada
A pesar de su capacidad para clonarse a sí mismo, balanophora es extremadamente selectivo con sus anfitriones. Normalmente, cada población parasita sólo un pequeño número de especies de árboles. Esta especialización hace que la planta sea especialmente vulnerable al cambio ambiental.
La Dra. Svetlikova enfatiza la importancia de la colaboración y la conservación. «Estamos muy agradecidos a nuestros colaboradores, el Dr. Huei-Jiun Su y el Dr. Kenji Suetsugu, expertos en plantas parásitas, por su ayuda en el muestreo de las plantas estudiadas. balanophora especies, y a las autoridades locales de Okinawa que nos permitieron estudiar estas extraordinarias plantas», dice. «La mayoría de los hábitats conocidos de balanophora están protegidos en Okinawa, pero las poblaciones corren peligro de extinción debido a la tala y la recolección no autorizada. Esperamos aprender todo lo que podamos sobre esta fantástica y antigua planta antes de que sea demasiado tarde. Sirve como recordatorio de cómo la evolución continúa sorprendiéndonos».
