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Ciencia y Ecología

El paso del agua a la tierra

El desciframiento completo del genoma de un musgo revela las transformaciones genéticas que fueron necesarias para que los vegetales conquistaran la tierra.

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Physcomitrella patens: el gran momento del pequeño musgo.

El pequeño musgo Physcomitrella patens es una de las primeras plantas que conquistó la tierra. Para sobrevivir debió adaptarse a oscilaciones extremas de temperatura, sequedad y grandes dosis de rayos ultravioletas, que no existían en el agua en esa forma.

Comprendiendo mejor los mecanismos de protección que desarrolló el musgo, los científicos pueden transferirlos quizás también a otras plantas, aumentado así su resistencia a factores externos.

Un equipo internacional de 70 investigadores bajo la dirección del Consorcio del Genoma del Musgo y del Joint Genome Institute (JGI) de Walnut Creek, California, EE. UU. descifró la herencia genética del Physcomitrella patens, lo que se considera un hito en el desarrollo de la biología.

A través de la comparación de la herencia genética de diversas plantas, los investigadores pueden acceder a conocimientos completamente nuevos sobre cómo surgieron procesos complejos de regulación a nivel celular y comunicación entre las células. En las investigaciones participaron también científicos del Instituto Max Planck de Investigaciones sobre la Cría de Plantas en Colonia, Alemania y de la Universidad de Friburgo de Brisgovia.


Plantas: pocos genomas secuenciados

Hasta ahora no existen genomas completamente descifrados de organismos pluricelulares. Además del ser humano, el ratón y los nematodos, en la lista de los organismos secuenciados figuran algunas plantas. Pero debido al alto costo de la secuenzación, en el caso de las plantas existen actualmente sólo pocas secuencias completas.


Hasta ahora, la ciencia se había interesado sobre todo por vegetales modelo, como el álamo, o útiles, como el arroz. Y también por algunas algas. Éstas se hallan al comienzo del desarrollo de los vegetales, mientras que las poliníferas lo están al final. Hasta ahora faltaba un representante del decisivo paso de la transición del agua a la tierra y el desarrollo de los organismos pluricelulares, hace 450 millones de años. Con el desciframiento del genoma del musgo se ha cerrado esa brecha.

Los musgos tienen una estructura mucho más complicada que de las algas, pero no están tan desarrollados como las plantas poliníferas. El pasaje del agua a la tierra fue un gran paso para las plantas y estuvo asociado con una adaptación de muchos procesos celulares.

Esos cambios se hallan exactamente documentados en el material genético, es decir, en la secuencia genómica ahora descifrada, lo que la transforma en un singular recurso para futuras investigaciones.

La estabilidad del genoma

Ya ahora el musgo ha develado algunos de sus secretos, por ejemplo la tolerancia a la sequedad o cómo se ha desarrollado el funcionamiento de las hormonas vegetales. La mayoría de las plantas poliníferas ya no tienen capacidad de resistencia a la sequedad. La secuencia del Physcomitrella patens muestra que las primera plantas de tierra probablemente fueran aún tolerantes a la sequedad, cualidad que se perdió luego en las plantas modernas.

Los investigadores del Instituto Max Planck se interesan particularmente por los mecanismos de reparación del ADN en el Physcomitrella. Ese proceso es esencial para eliminar influencias dañinas del medio ambiente y cumple un papel también en el ser humano, en el surgimiento de cáncer y los mecanismos de envejecimiento. En el Physcomitrella, los daños en el ADN son muy bien reparados, lo que es un aporte esencial para la gran estabilidad de su genoma.

De la investigación en la medicina humana se sabe que errores en el genoma pueden llevar a enfermedades. Por ello también comprender cuáles son los mecanismos que generan la estabilidad del genoma es de enorme interés .

Publicación original: The genome of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants, Science, edición en línea, 13.12.2007.

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