As¨ª adquirieron las plantas carn¨ªvoras su gusto por la carne

El jarrito enano es una planta carn¨ªvora que crece en el sur de Australia. El dulce aroma de su n¨¦ctar atrae a los insectos que, con la particular forma de jarr¨®n de algunas de sus hojas, quedan atrapados. Lentamente, una enzimas digestivas descomponen al animal en sus nutrientes esenciales, de los que se alimenta la planta. La secuenciaci¨®n ahora de su genoma ha permitido descubrir c¨®mo esta y otras especies de plantas carn¨ªvoras desarrollaron el gusto por la carne.

Charles Darwin parece que no lleg¨® a conocer al jarrito enano (Cephalotus follicularis). A pesar de que en su viaje a bordo del Beagle arrib¨® a la misma zona del sudoeste australiano donde se da esta criatura, en su obra pionera sobre las plantas insect¨ªvoras no menciona a esta especie. Pero s¨ª describe muchas otras. Ya entonces, el naturalista ingl¨¦s vincul¨® la radical dieta de estos vegetales a una estrategia para sobrevivir a entornos hostiles. Incluso, postul¨® que estas plantas obten¨ªan sus nutrientes m¨¢s de la carne de los insectos que del suelo a trav¨¦s de las ra¨ªces.

Plantas insect¨ªvoras de tres continentes han recorrido el mismo camino evolutivo

"Obtienen en especial nitr¨®geno y f¨®sforo, nutrientes esenciales para la planta", dice el catedr¨¢tico de gen¨¦tica de la Universidad de Barcelona, Julio Rozas, "y es la respuesta de las plantas que viven en suelos muy pobres", a?ade. Rozas forma parte del grupo de cient¨ªficos que han secuenciado el genoma del jarrito enano. La planta tiene la particularidad de que mientras parte de sus hojas son planas y tienen la tradicional misi¨®n de realizar la fotos¨ªntesis, otras se moldean hasta formar el jarro que atrae, atrapa, digiere y absorbe a los insectos. Esta dualidad ha permitido comparar la expresi¨®n de los genes en unas hojas y en otras.

La investigaci¨®n, publicada en Nature Ecology & Evolution, muestra que grupos de prote¨ªnas que en origen interven¨ªan en el sistema defensivo del jarrito enano contra pat¨®genos o para lidiar con el estr¨¦s vegetal ahora se dedican a producir enzimas digestivas. "Por ejemplo, la quitinasa b¨¢sica, que descompone la quitina del exoesqueleto de los insectos", comenta Rozas. Otra de las enzimas que ha desarrollado esta planta gracias a genes que han reorientado su misi¨®n es la fosfatasa ¨¢cida p¨²rpura, que permite a la C. follicularis asimilar el f¨®sforo que roba a sus v¨ªctimas.

Los investigadores tambi¨¦n compararon las enzimas digestivas del jarrito enano con otras tres especies de plantas carn¨ªvoras de otros continentes. Las tres (la asi¨¢tica Nepenthes alata, la americana Sarracenia purpurea o la tambi¨¦n australiana, pero del norte, Drosera adelae) pertenecen a linajes distintos de la C. follicularis y divergieron hace unos 100 millones de a?os.

A pesar de la distancia geogr¨¢fica y evolutiva, las cuatro plantas han modificado casi los mismos genes y han vivido los mismos cambios moleculares. Las cuatro tambi¨¦n sufren la misma presi¨®n selectiva, crecen en suelos pobres en nutrientes. Esto hace pensar en que la evoluci¨®n tiene un n¨²mero limitado de rutas evolutivas a seguir. Se trata de un ejemplo de convergencia evolutiva o evoluci¨®n en paralelo.

El bi¨®logo de la Universidad de Buffalo (EE UU) y coautor del estudio, Victor A. Albert, particip¨® en 2014 en la secuenciaci¨®n del genoma del caf¨¦. Entonces comprobaron esta evoluci¨®n en paralelo con la cafe¨ªna. Presente en el cacao, el t¨¦ y el caf¨¦, tres plantas tan separadas entre s¨ª como las carn¨ªvoras del presente estudio, la adictiva sustancia se debe al concurso de casi las mismas prote¨ªnas en los tres casos. Como dice ahora Albert, "plantas que tienen un conjunto de herramientas gen¨¦ticas y est¨¢n tratando de tener la respuesta al problema de c¨®mo convertirse en carn¨ªvoras, al final acaban encontrando la misma soluci¨®n".