Un gen que regula el desarrollo de las raíces en las plantas vasculares también participa en el desarrollo de los órganos de las hepáticas, plantas terrestres tan antiguas que ni siquiera tienen raíces propias.
El descubrimiento de la Universidad de Kobe, publicado en New Phytologist , destaca la dinámica evolutiva fundamental de la cooptación: primero desarrollar un mecanismo y luego adaptarlo para un propósito diferente.
Cuando los científicos descubren que un gen es necesario para el desarrollo de un rasgo, se preguntan rápidamente desde cuándo ese gen ha estado involucrado en esto y cómo la evolución del gen ha contribuido a la evolución del rasgo.
Fukaki Hidehiro, biólogo vegetal de la Universidad de Kobe, afirma: «Mi grupo descubrió previamente que un gen llamado RLF es necesario para el desarrollo de las raíces laterales en la planta modelo Arabidopsis thaliana, pero era completamente nuevo que el grupo de genes al que pertenece RLF estuviera involucrado en el desarrollo de los órganos de la planta. Por lo tanto, queríamos saber si el equivalente de este gen en otras plantas también participa en procesos similares».
Fukaki recurrió al modelo de planta terrestre más simple que encontró: la hepática paraguas (Marchaantia polymorpha). Esta planta ni siquiera tiene raíces que puedan extraer agua o nutrientes del suelo, pero posee su propia versión del gen RLF.
Utilizando este organismo, Fukaki estudió la función de su gen RLF y si su función dentro de la célula es comparable a la versión del gen de Arabidopsis.
En el artículo, él y su equipo revelan que las hepáticas que carecen de RLF presentan graves deformaciones en varios órganos, lo que demuestra que el RLF también participa en el desarrollo de órganos en estas plantas terrestres básicas . Incluso podrían demostrar que el gen de Arabidopsis podría desempeñar su función en la hepática y el gen de la hepática en Arabidopsis.
«Esto demuestra que los dos genes son funcionalmente intercambiables como actores en el desarrollo de órganos», explica Fukaki.
El gen RLF produce una proteína que pertenece al vasto grupo de proteínas que se unen al hemo y eso significa que puede unirse a una molécula llamada «hemo», que está involucrada en la transferencia de energía dentro de la célula.
Fukaki afirma: «Dado que no se sabía que las proteínas de unión al hemo estuvieran involucradas en el desarrollo de órganos en las plantas, otro punto significativo de nuestro estudio es que demostramos que la proteína RLF en realidad tiene un hemo, tanto en la hepática como en la Arabidopsis».
El investigador espera que aprender más sobre cómo la proteína RLF interactúa con otras aclarará más sobre la evolución del desarrollo de los órganos de las plantas.
Fukaki añade: «El hecho de que el RLF desempeñe un papel importante en el desarrollo de los órganos desde al menos los albores de las plantas terrestres es un ejemplo de cómo la evolución a menudo adopta mecanismos existentes para nuevas funciones, como el desarrollo de las raíces, que evolucionó sólo después de que las hepáticas y los musgos se separaran de las demás plantas terrestres».
Más información: El RLF, una proteína de unión al hemo similar al citocromo b5, conservada evolutivamente, regula el desarrollo de órganos en Marchantia polymorpha, New Phytologist (2025). DOI: 10.1111/nph.70181
