Estudio genético reciente de una planta inmortal, la Welwitschia mirabilis, podría ayudar a desarrollar cultivos más resistentes y menos dependientes del agua.
Los científicos proporcionan las claves para entender este misterio botánico y que explica cómo la duplicación del genoma de esta especie vegetal, desencadenó un complejo proceso de reparación genética y dio lugar a un genoma con un alto grado de eficiencia.
¿El resultado? Una planta casi imperecedera, capaz de vivir miles de años en las condiciones más extremas del desierto del Namib, África, que recibe menos de cinco centímetros de precipitaciones anuales, en algunos lugares.
Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Nature Communications, bajo el título “El genoma de Welwitschia revela una biología única que sustenta la longevidad extrema en los desiertos”.
Misterio botánico resuelto
El esquipo científico a cargo del estudio liderado por Tao Wan, botánico del Jardín Botánico Fairy Lake de Shenzhen (China), logró la secuenciación y anotación del genoma de esta planta inmortal, mediante el ensamblaje de la secuencia de nivel cromosómico.
“Hace unos 86 millones de años, como resultado de un error en la división celular, todo el genoma de la Welwitschia se duplicó, coincidiendo con un periodo de mayor aridez en la región”, dijo Wan en una entrevista concedida a The New York Times, a propósito de la publicación del estudio.
Explica el científico que el «estrés extremo» junto a la duplicación del genoma desencadenaron un complicado proceso de reparación genética que, unido a otras fuerzas selectivas, originaron un genoma altamente eficiente, que ofrece nuevas funcionalidades.
Ahora bien, mayor cantidad de material genético requiere más esfuerzo por parte de la planta. En este caso, una actividad como la replicación del ADN requiere mucha más energía, pues la cantidad de información a replicar se duplica.
La planta inmortal
Historia evolutiva del genoma de Welwitschia mirabilis / Tomado del estudio: El genoma de Welwitschia revela una biología única que sustenta la longevidad extrema en los desiertos.
Otro acontecimiento que configuró el genoma particular de la planta inmortal, indica el estudio, ocurrió hace uno o dos millones de años: una explosión de retrotransposones, probablemente también causada por el estrés térmico. Los retrotransposones son elementos genéticos, particularmente abundantes en plantas, que pueden amplificarse a sí mismos en un genoma.
Gracias a la combinación de los factores señalados, el genoma de la Welwitschia es muy eficiente. Y es que justamente los cambios genéticos sufridos en miles de años, la han dotado de características muy ventajosas.
Por ejemplo, la hoja de una planta normalmente crece de las puntas de ésta, o de la parte superior de sus tallos y ramas. Pero en la Welwitschia la punta original muere y las nuevas hojas salen, en cambio, del meristemo basal (tejido vegetal) que proporciona células frescas a la planta en crecimiento.
La planta inmortal, Welwitschia mirabilis, nunca deja de crecer a pesar de que puede vivir miles de años, porque “cuando deja de crecer está muerta”.
Ancestral existencia
En africano a la planta inmortal se le conoce como tweeblaarkanniedood que significa, dos hojas no pueden morir. Esto parece ser ratificado por las pruebas de carbono 14 efectuadas a la Welwitschia mirabilis, las cuales determinaron una larga vida que, en algunos individuos examinados, alcanza los 1500 años de edad.
Se han ubicado en el sur de África representantes de la especie que tienen entre mil y dos mil años de antigüedad. Pero los ejemplares más grandes de la planta inmortal, existen desde el comienzo de la Edad de Hierro. Estos tienen dos hojas que han crecido constantemente desde hace más de tres mil años.
La planta es tan importante que es un símbolo nacional en Namibia, donde la más alta condecoración de la República lleva su nombre: Orden de la Antiquísima Welwitschia Mirabilis.
Esta especie debe su al botánico austriaco Friedrich Martin Josef Welwitsch, quien documentó por primera vez su existencia en 1860. Desde entonces la planta inmortal ha generado curiosidad en científicos alrededor de todo el mundo, incluyendo a Charles Darwin.
Mirabilis, por su parte, es un epíteto latín que significa maravilloso, extraordinario, adjetivo que sin duda, le calza a la perfeciión a esta sorprendente planta. En Angola la Welwitschia mirabilis es denominada tombwa y una ciudad lleva su nombre.
La Welwitschia mirabilis
Welwitschia mirabilis es la única especie de su género, que a su vez es el único género de la familia Welwitschiaceae, perteneciente a las gimnospermas. Es endémica del desierto del Namib.
Tiene una rara y simple estructura que consiste en un tronco corto y grueso. A lo largo de su vida solo desarrolla dos protuberancias u hojas en forma de cinta, que crecen continuamente hacia el suelo y se dividen en segmentos al ser azotadas por los duros vientos de la región.
Tras la germinación, los cotiledones crecen de 25 a 35 milímetros y se van transformando en estas dos hojas. Después de que éstas aparezcan, los capullos de los cotiledones emergen y dentro de ellos degeneran los extremos de crecimiento, causando la elongación de los capullos.
La especie se reproduce por semillas, que deben mantenerse húmedas las dos primeras semanas, mientras son expuestas a la luz y al calor. Con relativa frecuencia se encuentran en ellas esporas de Aspergillus niger, que genera una leve putrefacción luego de la germinación, por lo que suele evitarse en jardines botánicos.
Para protegerse del sol preservando su vida, la planta inmortal emplea sus grandes hojas, las más largas del reino vegetal. La superficie de estas estructuras cubre a la planta permitiéndole vivir a temperaturas tan elevadas como 65° C. Además, mantiene frío y húmedo el suelo en el cual crece.
Claves para una vida longeva
El desierto del Namib es uno de los más extremos del mundo. Se extiende desde la costa de Namibia occidental hasta la costa de Angola y la República de Sudáfrica. Es una región de muy pocas precipitaciones y en algunos lugares, las precipitaciones anuales son de cinco centímetros.
Debido a ello la planta inmortal y otras especies tienen su hábitat a 80 kilómetros de la costa, una zona donde hay neblina. Por observaciones realizadas, se cree que la Welwitschia mirabilis se hidrata aprovechando el rocío nocturno del desierto y la niebla. Para ello se vale de sus peculiares hojas, que tienen unos poros llamados estomas.
Con los años, el grueso tronco de esta planta se expande hasta formar un disco cóncavo de alrededor de un metro, del que brotan sistemas ramificados que contienen polen y semillas. Estos brotes se elevan sobre las hojas. Los conos rojos de polen se agrupan en dos o tres. Por lo general, solo una semilla llega a desarrollarse dentro de cada cono y es esparcida por el viento.
Su longevidad extrema, morfología única y capacidad para sobrevivir en entornos áridos y duros, hacen de la Welwitschia mirabilis una de las plantas más fantásticas que existen, por lo que esta planta inmortal es muy apreciada por coleccionistas.
Con información de Nature, DW Noticias, Vix y Red Agrícola
No te pierdas
> Bosques tropicales de África son más resistentes a climas extremos
> Fritillaria delavay: planta china que evoluciona para esconderse de los humanos
> El hongo que imita una flor para atraer a los insectos y reproducirse