La monofilia de las briofitas y el origen neoproterozoico de las plantas terrestres

Fuente NeoFronteras

El origen de las plantas terrestres es uno de los eventos evolutivos más importantes de la historia de la Tierra, pero el modo y el momento en el que las plantas colonización la tierra emergida sigue siendo objeto de debate.

Esta colonización es uno de los eventos más importantes en la evolución de la vida en la tierra, pues provocó la formación del suelo, aumentó la productividad primaria, condicionó la meteorización, cambió los climas globales y estableció nuevos hábitats para los animales que aumentaron su diversidad.

Hay un consenso de que las plantas terrestres evolucionaron a partir de algas verdes estreptofitas que se adaptaron a las condiciones del agua dulce. Durante esta colonización de la tierra firme, las plantas tuvieron que superar el aumento de la radiación ultravioleta, el déficit de agua, la salinidad y otros problemas ambientales. Decidir qué innovaciones vegetales fueron fundamentales en la transformación de algas a formas vegetales que habitarán en los continentes también ha sido objeto de un largo debate. Pero aclarar todo ello es importante porque el origen y la evolución de los diversos grupos de plantas terrestres iniciaron, en gran medida, nuestros ecosistemas terrestres modernos.

Se supone que las primeras plantas no serían vasculares, como las actuales briofitas (musgos, hepáticas y antoceros). Más tarde aparecerían las plantas vasculares, que (gracias a los vasos que llevaban sabia por el tronco y ramas) permitieron al reino vegetal elevarse sobre el suelo y competir por la luz del Sol.

Por tanto, las relaciones entre los cuatro principales linajes de embriofitos (musgos, hepáticas, antoceros y plantas vasculares) y el momento del origen de las plantas terrestres son enigmas a resolver en la evolución de las plantas.

En un artículo (julio de 2019),  Claudia V. Rubinstein y Vivi Vajda, avanzaban en este sentido pues presentaban los restos fósiles de plantas vasculares terrestres más antiguas registrados hasta el momento. En concreto se trataba de esporas (criptoesporas) de unos 460 millones de años (Ma), en el Ordovícico. Estas espora se encontraban en estratos que fueron fechados independientemente por microfósiles marinos (conodontos) y datación 206Pb/238U.

En las últimas décadas se han publicado varios artículos similares que sitúan la colonización vegetal de tierra firme por esas fechas. Pero, como todo el mundo sabe ya, debido a que el registro fósil es incompleto, el tiempo de este evento será el que esté determinado por el fósil más antiguo encontrado en el momento. Estudios de genética molecular indican que esta colonización pudo ser aún más antigua.

Las briófitas son el segundo grupo más diverso de plantas terrestres. Desempeñan un papel clave en el seguimiento de la evolución de los principales actores implicados en el proceso de colonización de tierra firme. Sin embargo, las relaciones de briofitas y traqueofitas han sido controvertidas durante mucho tiempo. Ello dificulta nuestra capacidad para comprender la evolución temprana de las plantas terrestres.

Entre los tres linajes de briofitas, estudios moleculares recientes llegaron a un consenso que respalda que los musgos y las hepáticas forman un grupo natural y que los antoceros (o antocerotas, antocerotófitos o antocerotofitas) estarían menos emparentados a ellos. Las similitudes morfológicas entre el musgo y el aparato locomotor de la hepática (por ejemplo, centriolos, flagelos, microtúbulos únicos y matrices lamelares) también ha apoyado la misma conclusión. Pero otros estudios vuelven a colocar cerca de ellos en el árbol filogenético a los antoceros. Así que la posición de los antoceros es la única incertidumbre y podría ser el punto clave para resolver la filogenia temprana de las plantas terrestres.

Ahora Danyan Su (Universidad de Nanjing en China) y colaboradores publican un artículo que trata de aclarar tanto la filogenia de las briofitas como el momento de colonización de tierra firme por los antepasados de estas.

En su estudio, infieren la filogenia y los tiempos de divergencia de todos los principales linajes de Streptophyta, centrándose especialmente en las relaciones entre los tres grupos de briofitas y el momento de origen de las plantas terrestres.

Para ello realizaron análisis genéticos con los que reconstruyen el árbol filogenético de las plantas primitivas gracias a que mejoran el muestreo de taxones de antoceros mediante la eliminación del efecto de sustituciones de sinónimos genéticos.

Además, usando el reloj molecular, estiman el tiempo de divergencia de los embriofitos sobre la base de tres estrategias de calibración fósil. Entonces descubren que las restricciones de calibración máxima tienen un efecto importante en la estimación del tiempo de origen de las plantas terrestres. Pese a todo, llegan a averiguar una calibración óptima y descubren finalmente que las plantas terrestres se originarían en el Precámbrico (980-682 Ma), mucho antes de lo ampliamente aceptado.

Obviamente se trata de una horquilla muy amplia, algo habitual cuando se usa el reloj molecular. Como es lógico, estos estudios moleculares tienden a retrotraer la fecha de inicio de la colonización, mientras que las basadas en fósiles la tienden a colocar en el Cámbrico, principalmente debido a su incompletitud.

Según los autores, la cuidadosa integración de las pruebas fósiles y moleculares revolucionará nuestra comprensión de cómo evolucionaron las plantas terrestres.

Aunque nos parezca un mero resultado técnico, podemos echar a volar nuestra imaginación. Los tiempos precambricos de la fauna de Ediacara suelen representarse como un mundo en el que todo lo interesante que había se daba bajo el mar. Al fin y al cabo, esta imagen se basa en los fósiles de animales marinos muy primitivos que se han encontrado. En las tierras emergidas se suponía que sólo habría roca desnuda, por lo que sería un lugar yermo. Esta es una imagen que incluso se ha impuesto también durante la explosión del Cámbrico.

Si estos estudios están en lo cierto, la Tierra ya sería un planeta verde esmeralda antes incluso de que apareciera vida animal interesante. Un planeta cubierto por el verde de las plantas, plantas que serían similares a los actuales musgos. Una superficie puramente vegetal que, quizás, ya allanaba el camino para que aparecieran los animales complejos. Quizás todo cobra más sentido ahora.

Referencias