La ancestral relación entre hongos y plantas, dos grupos que se originaron en el ambiente marino hace más de mil millones de años, está muy relacionado con su actual diversidad, que los mantiene como algunos de los grupos más ricos y diversos de organismos multicelulares.
“La colonización terrestre de plantas y hongos modificó irreversiblemente el planeta, física y biológicamente, desencadenando cambios que determinaron sus respectivas diversificaciones, así como las del reino animal”, afirmó Susana Magallón Puebla, investigadora del Instituto de Biología (IB) de la UNAM.
Para saber si hongos y plantas evolucionaron de forma independiente o tuvieron interacciones coevolutivas que aceleraron su proceso adaptativo, un equipo internacional de 14 científicos realizó por primera vez una detallada historia de ambos grupos, documentando a detalle sus fructíferas interacciones.
Susana Magallón dirigió el estudio relativo a plantas, mientras que Francois Lutzoni, del Departamento de Biología de la Universidad de Duke, Estados Unidos, encabezó el de hongos.
Valiéndose de modernas técnicas, los expertos en botánica, micología, paleontología, biología molecular y bioinformática, estudiaron simultáneamente ambos grupos y luego los cotejaron para encontrar interacciones nunca antes demostradas. Los resultados de su estudio fueron publicados en diciembre pasado en la revista Nature Communications.
Cuatro eventos reveladores
El estudio publicado abarca más de mil millones de años de la historia de plantas y hongos, desde antes de que ocuparan el medio ambiente terrestre.
Magallón explicó que el estudio documenta cuatro eventos evolutivos principales, en los que innovaciones en uno de los grupos fomentaron la radiación evolutiva del otro.
El primero de estos eventos advierte que la colonización por los hongos de los ambientes terrestres durante el Proterozoico estuvo asociada con el origen de cuando menos dos linajes de algas verdes que ocuparon los continentes hace unos 720 millones de años. “Estas algas verdes terrestres son linajes independientes de aquel que, muchos años después, dio origen a las plantas terrestres actualmente vivientes”, expuso la experta.
Un segundo evento indica que muchos millones de años después, durante la era paleozoica, la presencia de hongos facilitó la colonización de la tierra por el linaje vegetal, que dio origen a todas las plantas que existen en la actualidad. Los hongos formaron las primeras “endomicorrizas” al ocupar las células de las primeras plantas terrestres, formando una asociación mutualista crucial para el éxito de ambos grupos.
El tercero ocurrió en el periodo Silúrico del linaje de plantas, en el que evolucionaron la madera y las semillas. “La madera está formada por un polímero llamado lignina, que permitió la evolución de árboles leñosos y el establecimiento, por primera vez, de los bosques como ecosistema. “Desde hace unos 436 millones de años, los hongos pueden degradar la lignina, lo que dio origen a la forma de vida de los champiñones, las ectomicorrizas y la patogenicidad”, comentó.
El cuarto evento se refiere a las plantas con semilla, que son actualmente predominantes en los sistemas terrestres. Entre éstas se encuentran gimnospermas (como pinos, ahuehuetes y cícadas) y angiospermas (plantas con flor). “Algunos hongos desarrollan simbiosis con grupos particulares de estas plantas y establecen asociaciones (llamadas ectomicorrízicasd) en las que los hongos forman redes de hifas en las raíces de las plantas, contribuyendo a la absorción de agua y nutrientes”.
El estudio documenta que las historias evolutivas de los hongos y las plantas están profundamente ligadas, y que su desarrollo sólo puede ser entendido al estudiarlos simultáneamente.
ADN, árboles filogenéticos y bioinformática
Magallón explicó que para el estudio utilizaron métodos para inferir las relaciones de parentesco evolutivo, estimar la edad de los linajes y detectar radiaciones evolutivas (proceso que describe la rápida especiación de una o varias especies para llenar muchos nichos ecológicos).
Utilizaron secuencias de ADN y métodos estadísticos especializados para inferir las relaciones de parentesco evolutivo (árboles filogenéticos).
Luego calcularon las edades de origen y radiación de los grupos principales de hongos y plantas mediante el uso de relojes moleculares, calibrados con información del registro fósil.
Los árboles filogenéticos que resultaron del proceso fueron sometidos a análisis bioinformáticos y estadísticos.
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