La clave oculta de cómo los vegetales conquistaron tierra firme

Si las plantas nunca hubieran adquirido la habilidad de crecer en múltiples direcciones, el mundo sería muy distinto a como es hoy. No existirían árboles, flores ni vegetal complejo alguno sobre la tierra firme de nuestro planeta.

Una nueva investigación sugiere que una proteína específica del musgo pudo resultar crucial para este paso clave en la evolución de las plantas, un paso que hizo posible la vida vegetal en tierra firme. Hace unos 470 millones de años, las células vegetales desarrollaron la capacidad de dividirse en tres dimensiones y crecer hacia arriba y hacia los lados. Hasta entonces, como organismos acuáticos, solo crecían en una forma plana bidimensional, lo que limitaba su complejidad evolutiva.

El estudio en el que se ha hecho este hallazgo es obra de un equipo internacional encabezado por Cloe de Luxán-Hernández, de la Universidad de Copenhague en Dinamarca. En el estudio trabajaron científicos de Dinamarca, Austria, Reino Unido, Alemania y Japón.

En la evolución, la proteína recién identificada surgió de la combinación entre dos proteínas preexistentes ya conocidas. Los investigadores aún desconocen la época exacta de esta fusión.

Los autores del estudio identificaron esta proteína, antes desconocida, en una especie de musgo. La proteína descubierta, a la cual se le ha dado el nombre de RAK1, es una fusión entre una proteína de señalización (quinasa) y una acetiltransferasa.

Cuando está presente, RAK1 tiene un efecto inequívoco sobre el musgo: al influir en el metabolismo energético celular, permite que las células se dividan en múltiples direcciones y formen brotes y yemas.

Esto se hizo evidente cuando los investigadores compararon dos versiones del mismo musgo. En una, RAK1 estaba presente; en la otra, había sido eliminada.

Los investigadores observaron que las células de musgo que carecían de RAK1 no se dividían correctamente y formaban brotes defectuosos. Esto demuestra que RAK1 fue crucial para que el musgo adquiriese un proceso de crecimiento mucho más eficiente que el que tenían las plantas acuáticas.

Musgo usado en el estudio. (Foto: Cloe de Luxán-Hernández)

El musgo es una de las primeras clases de vegetales que comenzaron a crecer en tierra firme. Hasta ahora, la explicación de cómo el musgo desarrolló la capacidad de crecer en tres dimensiones se había centrado en la regulación genética, específicamente en que ciertos genes se activan y desactivan en el momento preciso.

Ahora está claro que simplemente activar y desactivar genes no es suficiente. El gen RAK1 ayuda a coordinar el equilibrio metabólico necesario para el crecimiento tridimensional.

El descubrimiento de RAK1 pone de manifiesto una vez más que la evolución no siempre inventa cosas del todo nuevas; en bastantes ocasiones simplemente combina de manera novedosa cosas ya existentes.

El estudio se titula “An N-acetyltransferase-MAPK fusion protein modulates developmental reprogramming in Physcomitrium patens”. Y se ha publicado en la revista académica New Phytologist. (Fuente: NCYT de Amazings)