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Plantas sociales: en la naturaleza, los helechos cuerno de ciervo crecen en colonias para mejorar el almacenamiento de agua para todos los miembros

Plantas sociales: en la naturaleza, los helechos cuerno de ciervo crecen en colonias para mejorar el almacenamiento de agua para todos los miembros.
Crédito: Shutterstock / Florist_Yana

Las colonias sociales no son nada nuevo en el reino animal. Sabemos que las abejas, hormigas y termitas viven en grandes colonias, dividen el trabajo y cooperan para cuidar de la descendencia producida por una sola reina.


por Kevin Burns


Este comportamiento, conocido como eusocialidad , ha evolucionado de forma independiente en insectos, crustáceos (ciertas especies de camarones) e incluso algunos mamíferos (ratas topo desnudas), pero nunca se ha observado en plantas . Esto sugirió que las plantas eran de alguna manera menos complejas que los animales.

Nuestro estudio , publicado esta semana, da un vuelco a nuestra comprensión de la evolución de la complejidad biológica. Documenta la historia de vida de una notable especie de helecho que crece en las copas de los árboles de la selva tropical en la isla Lord Howe, una pequeña isla volcánica en el norte del mar de Tasmania.

En lugar de crecer como helechos individuales en las copas de los árboles, el helecho cuerno de ciervo ( Platycerium bifurcatum ) vive en colonias, en una adaptación a su hábitat hostil por encima del agua y los nutrientes almacenados en el suelo debajo.

Los individuos difieren notablemente en tamaño, forma y textura. Pero siempre crecen uno al lado del otro dentro de las colonias, encajando como piezas de un rompecabezas para formar un depósito de agua y nutrientes en forma de balde disponible para todos los miembros de la colonia .

Muchos individuos renuncian a la reproducción y en cambio se enfocan en capturar o almacenar agua para beneficio de otros miembros de la colonia.

Vida en las copas de los árboles

Los helechos cuerno de ciervo pertenecen a un grupo de plantas arbóreas conocidas como epífitas. Las copas de los árboles son un entorno desafiante para el crecimiento de las plantas. Sin acceso al suelo, las epífitas se exponen regularmente a un estrés hídrico y nutricional severo .

Plantas sociales: en la naturaleza, los helechos cuerno de ciervo crecen en colonias para mejorar el almacenamiento de agua para todos los miembros.
En la isla de Lord Howe, los helechos cuerno de ciervo crecen en colonias. Autor proporcionado

Las epífitas han evolucionado de varias formas para mediar la falta de acceso al agua y los nutrientes. Las bromelias crecen hojas en forma de copa, mientras que las orquídeas tienen tejidos de raíces especializados. Pero los helechos cuerno de ciervo han desarrollado un estilo de vida de colonia para superar el problema.

Los helechos cuerno de ciervo se pueden comprar en muchas tiendas de jardinería y crecerán como cualquier otra planta de maceta. Pero en la naturaleza en la isla Lord Howe, descubrimos que las plantas individuales colaboran, especializándose en diferentes tareas en la construcción de la reserva comunitaria de agua y nutrientes, a menudo a costa de su propia reproducción, al igual que los insectos sociales.

Esto cambia radicalmente nuestra comprensión de la complejidad biológica. Sugiere que pueden ocurrir grandes transiciones evolutivas hacia la eusocialidad tanto en plantas como en animales. Las plantas y las colmenas no son tan diferentes como parecen.

Durante décadas, los científicos interesados ​​en la eusocialidad abogaron por una definición estricta; muchos sintieron que el término debería reservarse solo para un grupo selecto de insectos altamente cooperativos.

Esta perspectiva llevó a un escepticismo generalizado sobre su ocurrencia en el mundo natural. Quizás es por eso que se pasó por alto durante tanto tiempo en una de las plantas de maceta más populares de la horticultura.

Evolución de la complejidad biológica

Hace cuatro mil millones de años, la vida comenzó como moléculas simples y autorreplicantes. La diversidad actual surgió de estos orígenes simples hacia organismos cada vez más complejos.

Los biólogos evolucionistas piensan que la complejidad biológica se desarrolló en transiciones evolutivas abruptas e importantes , en lugar de cambios lentos y continuos. Tales transiciones ocurren cuando entidades independientes comienzan a colaborar, formando formas de vida nuevas y más complejas, como, por ejemplo, cuando los organismos unicelulares evolucionaron a organismos multicelulares .

Plantas sociales: en la naturaleza, los helechos cuerno de ciervo crecen en colonias para mejorar el almacenamiento de agua para todos los miembros.
Al principio de la evolución de las plantas, las algas unicelulares se unieron para formar estructuras más complejas. Crédito: Shutterstock / Lebendkulturen.de

Otro ejemplo es la transición de células bacterianas no especializadas (procariotas) a células con un núcleo cerrado y orgánulos especializados que realizan funciones particulares, conocidas como células eucariotas.

La cooperación sustenta los orígenes evolutivos de los orgánulos: probablemente evolucionaron a partir de antepasados ​​de vida libre que renunciaron a su independencia para vivir de manera segura dentro de las paredes de otra célula.

Hay ocho grandes transiciones evolutivas comúnmente reconocidas, y la eusocialidad es la más reciente . Los animales eusociales se diferencian de los demás en tres aspectos fundamentales:

  • viven en colonias compuestas por diferentes generaciones de adultos
  • subdividen el trabajo en grupos reproductivos y no reproductivos
  • cuidan de la descendencia de forma cooperativa.

Nuestras observaciones durante los últimos dos años en la isla Lord Howe encontraron que los helechos cuerno de ciervo cumplen con estos criterios.

En especies altamente eusociales, la pertenencia a una casta es permanente e invariable. Pero en especies primitivamente eusociales, los individuos pueden alterar su comportamiento para adaptarse a muchos roles requeridos por la colonia. Los helechos cuerno de ciervo probablemente encajen en la última categoría.

Nuestra investigación en curso determinará la posición del cuerno de ciervo a lo largo de este continuo de eusocialidad. Pero, por ahora, sabemos que las plantas y los animales comparten un camino evolutivo similar hacia una mayor complejidad biológica.


Proporcionado por The Conversation

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original .



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