martes, 21 de febrero de 2017

Orquídeas que no necesitan la luz para vivir, porque se "alimentan" de hongos


Efectivamente, eso que te enseñaron en el colegio, que todas las plantas son autótrofas (capaces de vivir solo con sustancias inorgánicas y luz) no es verdad… del todo. Algunas plantas no son autótrofas, sino heterótrofas (necesitan alimentarse de sustancias orgánicas, es decir, de otros seres vivos) concretamente mico-heterótrofas.
Existen muchas especies distintas de plantas que no necesitan la luz para vivir porque son capaces de vivir gracias a unos tipos de hongos llamados micorrizas (cuya aplicación en la agricultura está a la orden del día, aunque de esto hablaremos en próximos artículos).
De hecho, una de las familias de plantas cuya relación es más íntima con estos hongos son las Orquídeas (que también es la familia más grande, con 25.000 especies). Las semillas de las orquídeas necesitan a las micorrizas para sobrevivir hasta que las plántulas (estado de la planta "recién nacida") son suficientemente grandes y verdes como para sobrevivir de su propia fotosíntesis... las que llegan a hacerla, porque alrededor del 1% de esta familia no es capaz de hacer la fotosíntesis, y necesitan vivir de las micorrizas toda la vida.

Imagen: Fotomontaje con la orquídea Epipactis helleborine y una vista al microscopio de células de plantas colonizadas con micorrizas.
Un grupo de científicos japoneses ha investigado mucho más en esta interesantísima relación entre orquídeas y micorrizas. Acaban de publicar en el último número de la revista Molecular Ecology un estudio en el que comparan molecularmente y genéticamente una orquídea llamada Epipactis helleborine con su "gemela albina" (es decir, una variedad similar pero sin la clorofila).
Un recordatorio importante: la clorofila que da el color verde a las plantas, es la molécula esencial que permite a las plantas realizar la fotosíntesis. La fotosíntesis es el sistema fundamental de las plantas para vivir, si no puede  hacerla, cualquier planta habitualmente moriría. Lo interesante de este caso es que la planta "albina" es capaz de sobrevivir sin hacer la fotosíntesis ..
Gracias a esto han llegado a conclusiones muy interesantes sobre la evolución de las plantas del autotrofismo al heterotrofismo.
¿Cómo lo han hecho?
A grandes rasgos lo que han hecho ha sido estudiar y comparar desde muchos puntos de vista estas dos especies de orquídeas, para poder descubrir como era capaz de sobrevivir la planta albina sin poder hacer la fotosíntesis.
En primer lugar compararon los hongos que existen en la raíz de la planta albina frente a los que existen en sus "gemelas" verdes.
Posteriormente estudiaron todo el ARN que expresaban ambas planta, para ver cuales eran sus diferencias. El ARN, a grandes rasgos, es la molécula intermediaria entre el  ADN y las proteínas. ¿Por qué estudiaron el ARN en lugar del ADN? El ADN es la molécula de la que está compuesta el genoma que tiene todo organismo vivo (que este caso apenas se diferencia entre la albina y la verde en uno o unos pocos genes), pero el ARN es lo que se expresa en una condiciones determinadas en un tejido determinado (en este caso las plantas albinas han tenido que expresar genes muy distintos para poder sobrevivir sin hacer la fotosíntesis), ¡y eso es lo interesante! Ver que genes (y por tanto mecanismos) ha tenido que desarrollar la planta albina para sobrevivir. Por ejemplo, hay genes que puedes tener toda tu vida, pero que solo se expresen cuando cumples los 65 años, o que no se lleguen a expresar nunca. De esto hablo un poco más en este artículo del blog. 
Esto lo hicieron con una novedosa tecnología llamada RNA-seq, que puede secuenciar, identificar y cuantificar todos los genes que se expresan en un tejido determinado en unas condiciones determinadas.
Todos estos análisis y comparaciones dieron muchos resultados interesantes, por una parte observaron que ambos tipos de plantas (albinas vs verdes) interactúan con los mismos tipos de hongos, micorrizas de género Wilcoxina. Es decir, las Epipactis helleborine verdes se "alimentan" de hongos además de hacer la fotosíntesis, y gracias a eso, cuando tienen un "hijo" albino, este hijo puede sobrevivir sin hacer la fotosíntesis porque pasa de "alimentarse" parcialmente de los hongos a "alimentarse" únicamente de los hongos. Además vieron como muchos genes se expresaban de forma distinta en las plantas verdes respecto de las blancas, especialmente genes relacionados con el estrés. Esto nos indica que las plantas albinas tienen una vida mucho más difícil, tienen que "sufrir" para sobrevivir sin fotosíntesis, pero que gracias a los hongos puede sobrevivir y reproducirse.
Conclusiones
En este artículo podemos ver un ejemplo muy bonito de evolución, donde una pequeña mutación (no poder hacer la fotosíntesis) hace que se de un paso adelante en la evolución de las especies, que ha llevado a la existencia de plantas que no hacen la fotosíntesis.
Además como conclusión personal  me gustaría destacar en este artículo que siempre hay que cuestionarlo todo y demostrarlo desde una perspectiva científica, en este ejemplo se demuestra que lo que pensábamos que todas las plantas hacen la fotosíntesis no es del todo cierto, ya que algunas plantas han podido evolucionar sin tener que hacerla.
El artículo completo lo podéis leer aquí.
El fotomontaje está realizado a partir de dos imágenes con licencias Creative commons, de estos dos links:
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