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¿Cómo evolucionaron las plantas carnívoras?

Si alguna vez has visto una mosca de Venus cerrarse a un insecto en lucha, o visto el elaborado engaño usado por las plantas lanzadoras para atraer a sus presas, te habrás preguntado...

Si alguna vez has visto una trampa para moscas de una Venus cerrarse sobre un insecto en lucha, o visto el elaborado truco usado por las plantas lanzadoras para atraer a sus presas, puede que te hayas preguntado: ¿cómo evolucionaron las plantas carnívoras ? Tales trampas complejas pueden aparecer a primera vista para desafiar el proceso de selección natural; muchas personas luchan por entender cómo pueden haber surgido a través de la selección natural y la mutación genética aleatoria.

Desafortunadamente, hay una falta casi total de evidencia fósil. Esto se debe a que las plantas carnívoras están hechas de tejidos blandos que no se fosilizan fácilmente, a diferencia de los huesos o la corteza. Hay excepciones – en 2014, los científicos encontraron un antepasado de 40 millones de años de edad de Roridula conservado en ámbar – pero la mayoría de las plantas carnívoras muertas simplemente se pudren en sus hábitats típicamente pantanosos.

Rara hoja fosilizada de una planta de papel de mosca, conservada en ámbar báltico.
Rara hoja fosilizada de una planta de papel de mosca, conservada en ámbar del Báltico. Fuente: Alexander R. Schmidt, Universidad de Göttingen

Sin embargo, podemos hacer algunas conjeturas educadas observando las estructuras, hábitats y genes de las plantas.

En primer lugar, ¿por qué molestarse con la carnivoría? La mayoría de las plantas carnívoras reciben mucha luz solar pero crecen en suelos anegados que son extremadamente bajos en nutrientes. Los antepasados de las plantas carnívoras de hoy en día necesitaban obtener su nutrición (particularmente nitrógeno y fósforo) de otra fuente, y los altos niveles de luz significaban que podían permitirse ser menos eficientes en la fotosíntesis convirtiendo sus hojas en trampas.

¿Cómo se formaron las trampas? Algunos científicos creen que tanto las trampas de trampa como las trampas de papel para moscas – Sarracenia , Nepenthes , y Drosera por nombrar algunas – son todas modificadas hojas pilosas . Las hojas peludas pueden atrapar las gotas de lluvia, y cuanto más cóncavas (es decir, curvadas hacia adentro) son, más agua retienen. Cualquier insecto atrapado en la tensión superficial de esta agua recogida se ahogará y se pudrirá, liberando nutrientes.

Incluso las plantas no carnívoras pueden absorber la nutrición a través de sus hojas (alimentación foliar), por lo que no es difícil ver cómo las hojas que estaban profundamente ahuecadas o ligeramente pegajosas habrían tenido una ventaja. Durante millones de años, la selección natural llevó a estas trampas hacia una mayor especialización; en las plantas jarrón, los márgenes de las hojas ahuecadas estaban `cerradas’, las tapas formadas para evitar que el exceso de agua de lluvia inundara las trampas, las bocas comenzaron a segregar néctar, y la mayoría incluso perdieron sus cabellos. En cuanto a los tentáculos del sol, la producción de moco hizo que las hojas se volvieran más pegajosas, mientras que el llamado “crecimiento ácido” permitió que los tentáculos atraparan rápidamente a los insectos que luchaban.

Una drosera (Drosera capensis) envuelve a una mosca en dificultades.
Una drosera (Drosera capensis) envuelve a una mosca que lucha.

Investigaciones genéticas recientes han demostrado que la trampa para moscas de Venus evolucionó a partir de ancestros parecidos a la dracunculosis. Se cree que el mecanismo de rotura de la planta comienza con el mismo tipo de crecimiento de ácido que utilizan los atardeceres. La trampa se mantiene en una posición de tensión, como una banda elástica estirada, hasta que – cuando se tocan los pelos desencadenantes – el crecimiento de ácido hace que ciertos tejidos en la hoja se aflojen. Esto hace que la trampa esencialmente se `abroche’ en la posición cerrada.

Las plantas carnívoras también ofrecen algunos ejemplos fascinantes de la llamada evolución convergente . Este es un proceso por el cual las especies no emparentadas desarrollan rasgos similares de forma independiente. Un estudio reciente exploró cómo ocurrió esto en las plantas lanzadoras americanas, asiáticas y australianas ( Sarracenia , Nepenthes , y Cephalotus ). A pesar de provenir de continentes distintos, los desafíos que plantean sus hábitats los llevaron a adoptar soluciones similares.

Convergent evolution of pitcher plants: Sarracenia, Nepenthes y Cephalotus.
Evolución convergente de las plantas lanzadoras: Sarracenia, Nepenthes y Cephalotus. Fuente: mis propias fotos + imágenes de dominio público

El estudio reveló que los 3 tipos de plantas de jarra usaban las mismas proteínas para hacer sus enzimas digestivas. Originalmente utilizadas para la autodefensa contra las enfermedades, estas proteínas se convirtieron en enzimas como la quitinasa, que descompone los duros exoesqueletos exteriores de los insectos. Los resultados implican que las rutas evolutivas hacia la carnivoría en las plantas pueden ser escasas.

Así que…. mientras que las complejas trampas de las plantas carnívoras de la Tierra pueden parecer milagrosas, al estudiar sus genes y estructuras físicas podemos aprender mucho sobre sus orígenes. Cada pequeño paso de la hoja pasiva a la trampa activa ofrecía una ligera ventaja en sus inusuales hábitats y, a lo largo de muchos millones de años, se formaron las plantas que hoy reconocemos.

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