Según un nuevo estudio, cuanto más invierte una especie vegetal en defensa, menor es su potencial de crecimiento. La investigación, posible gracias a la ciencia abierta, proporciona nuevos conocimientos sobre la adaptación de las plantas y la variación interespecífica.
por la Universidad de Helsinki
Los patógenos pueden debilitar significativamente la aptitud biológica de sus hospedadores, a veces incluso causando su mortalidad. Sin embargo, se observa una variación considerable entre especies en su inversión en defensa contra enfermedades . La teoría evolutiva predice que los costos de asignación regulan esta inversión, pero comprobar esta hipótesis ha sido un desafío.
En un estudio publicado en Science , el investigador postdoctoral Michael Giolai y la profesora de Biodiversidad Vegetal Anna-Liisa Laine de la Universidad de Helsinki utilizaron bases de datos abiertas para identificar genes de defensa de las plantas y rasgos de crecimiento en 184 especies de plantas.
Encontraron una notable variación entre especies vegetales en el número de genes de defensa, que oscilaba entre 44 y 2256. Por ejemplo, el espárrago, que posee solo 72 genes de resistencia, mientras que una variedad de chile tiene hasta 1095.
Laine y Giolai también descubrieron una correlación negativa entre la inversión en defensa y los rasgos de crecimiento en plantas silvestres : cuanto mayor sea la proporción del genoma de una planta dedicada a genes de defensa, menor potencial de crecimiento tendrá.
«Nuestro estudio demuestra el importante papel de los costes de asignación en la generación y el mantenimiento de la biodiversidad. Los hallazgos también arrojan luz sobre los mecanismos que limitan la evolución de la defensa», explica Giolai.
Los costos de asignación se refieren al equilibrio entre la distribución de recursos y las diferentes funciones vitales. En el caso de las plantas, esto significa que si una planta utiliza muchos recursos (como energía y nutrientes) para mantener sus defensas, esto puede perjudicar otras funciones, como el crecimiento. En otras palabras, la planta debe equilibrar el uso de sus recursos , lo que puede llevar a que una defensa fuerte reduzca su potencial de crecimiento, o viceversa.
El estudio también examinó plantas cultivadas que se habían mejorado para obtener características específicas. En estas plantas, no se observó una correlación negativa entre el crecimiento y la defensa debido a que el mejoramiento redujo la variación natural en los genomas de las plantas de cultivo.
La investigación de Giolai y Laine es un excelente ejemplo del potencial de la ciencia abierta. Secuenciar los genomas de cientos de especies de plantas y recopilar datos sobre rasgos de crecimiento sería imposible para un solo equipo de investigación. El aumento de datos abiertos permite nuevos tipos de investigación que nos ayudan a comprender la variación interespecies en diferentes rasgos.
«Si queremos comprender los mecanismos que mantienen la variación de rasgos interespecies, un enfoque multiespecie como este es esencial. La creciente disponibilidad de datos abiertos permite alcanzar niveles de investigación completamente nuevos en estas cuestiones», afirma Anna-Liisa Laine.
Más información: Michael Giolai et al., Un equilibrio entre la inversión en repertorios de defensa molecular y el crecimiento de las plantas, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adn2779 . www.science.org/doi/10.1126/science.adn2779
