La frase popular “No hay rosa sin espinas” parece estar biológicamente equivocada.
Según los botánicos, lo que llamamos “espinas” en las rosas son en realidad “aguijones”, una estructura biológicamente diferente a las verdaderas espinas que se encuentran en otras plantas.
Esta distinción no es tan simple; refleja un proceso evolutivo que ha permitido a las plantas desarrollar estas estructuras defensivas a partir de un mismo gen, una y otra vez, a lo largo de la historia evolutiva.
Evolución repetida
Los aguijones de las rosas son un ejemplo extraordinario de lo que los científicos llaman convergencia evolutiva, un fenómeno en el cual organismos no relacionados desarrollan características similares en respuesta a presiones ambientales semejantes.
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En este caso, los aguijones han evolucionado al menos 28 veces en diferentes linajes de plantas durante los últimos 400 millones de años.
A diferencia de las espinas leñosas y rígidas, los aguijones de las rosas son estructuras más flexibles que brotan directamente de la epidermis del tallo, cita un artículo del medio estadounidense The New York Times.
Un reciente estudio publicado en la revista Science ha arrojado nueva luz sobre cómo se ha producido este fenómeno de manera tan recurrente.
Según los investigadores, incluyendo al genetista de plantas Zachary Lippman del Laboratorio Cold Spring Harbor, el desarrollo de los aguijones en plantas está ligado a un solo gen, conocido como LOG.
Este gen, que normalmente juega un papel en el crecimiento de las plantas, ha sido modificado en distintas especies para promover el desarrollo de aguijones.
Función de los aguijones
Los aguijones no solo sirven como defensa contra herbívoros, sino que también cumplen otras funciones importantes en la vida de las plantas.
Algunas especies utilizan sus aguijones para trepar superficies, mientras que otras, como ciertas gramíneas, los emplean para enganchar sus semillas al pelaje de los animales, facilitando su dispersión.
Este mecanismo de defensa es tan eficaz que ha surgido repetidamente en la evolución de las plantas.
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Por ejemplo, Solanum atropurpureum, una pariente silvestre de la papa que crece en Brasil, ha desarrollado aguijones tan temibles que en inglés se le conoce como “diablo púrpura” y “malevolencia”.
Esta capacidad de reutilizar el mismo gen para desarrollar aguijones en diferentes contextos evolutivos es un testimonio de la eficiencia y versatilidad de la evolución natural.
Evolución y gen LOG
La investigación de Lippman se centró en entender cómo las especies de plantas, particularmente aquellas relacionadas con las berenjenas, habían desarrollado o perdido aguijones a lo largo del tiempo.
Al cruzar una variedad de berenjena domesticada con una especie silvestre, los investigadores observaron que la presencia o ausencia de aguijones estaba directamente relacionada con una variante específica del gen LOG.
Este gen, que generalmente ayuda a las plantas a crecer, había sido modificado en las especies silvestres para producir aguijones.
Lo más sorprendente del estudio fue descubrir que la mutación del gen LOG podía eliminar los aguijones sin afectar negativamente el crecimiento general de la planta.
Esto se debe a que las plantas han acumulado múltiples copias del gen LOG durante millones de años de evolución.
En los ancestros silvestres de las berenjenas, una de estas copias evolucionó para producir aguijones, mientras que las otras continuaron con sus funciones originales.
Este hallazgo no se limitó a las berenjenas. Lippman y su equipo descubrieron que el mismo mecanismo genético estaba presente en decenas de especies diferentes.
Al bloquear el gen LOG en rosas, por ejemplo, pudieron interferir en el desarrollo de los aguijones, lo que llevó a la formación de pequeñas protuberancias en lugar de aguijones completamente desarrollados.
Como señaló Lippman, “podemos hacer que estos aguijones gigantes se conviertan en pequeños brotes”.
Agricultura y biotecnología
El descubrimiento de la relación entre el gen LOG y los aguijones tiene potenciales aplicaciones en la agricultura y la biotecnología.
Modificar este gen podría permitir a los científicos eliminar los aguijones de las plantas silvestres, facilitando su cultivo y domesticación.
Un experimento con una planta silvestre australiana llamada “pasa del desierto” demostró que, al eliminar el gen LOG, los investigadores pudieron crear una versión de la planta libre de aguijones, lo que podría abrir nuevas oportunidades para su cultivo a gran escala.
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Este tipo de innovación podría transformar radicalmente la forma en que cultivamos ciertas plantas, eliminando las barreras físicas que hacen que su manejo sea difícil o peligroso.
Sin embargo, como advierte la bióloga evolutiva Vivian Irish de la Universidad de Yale, quien no participó en el estudio, estos descubrimientos también desafían nuestras ideas preconcebidas sobre cómo ocurre la evolución.
“En muchos casos, la innovación puede reflejar simplemente la reutilización de genes antiguos de formas nuevas”, explicó Irish, destacando cómo la evolución puede ser un proceso tanto de innovación como de adaptación.
El estudio de los aguijones en las rosas y otras plantas nos ofrece una ventana fascinante a la complejidad de la evolución.
A través de la convergencia evolutiva, un mismo rasgo puede surgir en múltiples ocasiones a lo largo de la historia, adaptándose a las necesidades específicas de cada especie.
El descubrimiento del papel relevante del gen LOG en este proceso no solo profundiza nuestro entendimiento de la biología vegetal, sino que también abre nuevas vías para la innovación agrícola.
Al comprender mejor cómo las plantas desarrollan estas estructuras defensivas, estamos un paso más cerca de poder manipularlas para mejorar su cultivo y, potencialmente, alimentar a una población mundial en crecimiento.
Fuentes: The New York Times / Science
