Dos estudios publicados recientemente por un equipo de investigación que incluye al profesor Juan Carlos Villarreal de la Universidad Laval demuestran que plantas modestas y poco conocidas pueden proporcionar conocimientos fundamentales valiosos sobre la evolución de la vida en la Tierra e inspirar innovaciones que permitan aumentar la producción agrícola.
Las plantas en cuestión son los hornworts, un grupo relacionado con las primeras plantas que abandonaron el medio acuático para asentarse en tierra firme hace 500 millones de años. “Aún hoy los hornworts tienen características que están presentes en las algas, pero que no se encuentran en otras plantas terrestres”, destaca Juan Carlos Villarreal, profesor del Departamento de Biología, miembro del Instituto de Biología Integrativa y de Sistemas y conservador del Louis -Herbario Marie de la Universidad Laval.
Hasta ahora, los científicos han identificado 223 especies de hornworts en todo el mundo, pero como están poco estudiadas, esta sería una subestimación, especifica el investigador. Quebec alberga 4 especies de hornworts cuyas poblaciones, concentradas en el sur de Quebec, no son muy abundantes.
Con el equipo del profesor Fay-Wei Li, de la Universidad de Cornell, el profesor Villarreal estudió los genomas de 10 especies pertenecientes a diferentes familias de hornworts para comprender mejor cómo habían evolucionado a partir de su ancestro común. Estas 10 especies se separaron hace 300 millones de años, pero, a diferencia de otros grupos de plantas terrestres, sus cromosomas se han mantenido sorprendentemente estables, informa este equipo en Plantas de la naturaleza.
“Por otro lado, han desarrollado cromosomas accesorios, que no son esenciales para su supervivencia, pero que les aportan ciertas ventajas. Estos cromosomas accesorios evolucionan rápidamente y son diferentes entre individuos, e incluso entre distintas partes de una misma planta”, subraya el profesor Villarreal.
En otro estudio publicado por Plantas de la naturalezaEl equipo de investigación estaba interesado en estructuras presentes únicamente en algas y hornworts. Llamadas pirenoides, estas estructuras contienen enzimas que capturan CO2 y convertirlo en biomasa vegetal durante la fotosíntesis.
“Los antocerotos tienen un mecanismo que les permite concentrar CO2 en sus pirenoides, lo que aumenta la eficiencia de la fotosíntesis en un 60% respecto a la de otras plantas, subraya Juan Carlos Villarreal. El equipo del profesor Li está intentando integrar estos pirenoides en el genoma de las plantas agrícolas para aumentar su productividad. En cinco años debería haber avances significativos en este ámbito”.
En la investigación vegetal existe una fuerte tendencia a favor de las plantas vasculares, aquellas que tienen raíces y vasos conductores que garantizan la circulación de la savia, señala el profesor Villarreal. “Los científicos dedican mucho tiempo y energía a investigar las plantas vasculares. Por el contrario, se descuidan las plantas modestas y poco carismáticas, como los ancianos, los musgos y las hepáticas, en particular porque es difícil obtener financiación para estudiarlas.
— Juan Carlos Villarreal
Sin embargo, sostiene, estas plantas logran crecer en los ambientes más inhóspitos del planeta, desempeñan papeles clave en el ciclo de los elementos, en particular el del carbono, y podrían ayudarnos a comprender mejor la evolución. de la vida en la Tierra. Finalmente, sus particularidades podrían inspirarnos con aplicaciones insospechadas. “Es hora de acabar con el chauvinismo en la investigación de plantas. “Al ampliar nuestros horizontes para incluir hornworts, musgos y hepáticas, nos embarcamos en un camino que nos llevará a una comprensión más completa del reino vegetal”.
