Las primeras plantas terrestres evolucionaron a partir de algas de agua dulce, revelan fósiles
Es posible que el mundo deba comenzar a pensar de manera diferente sobre las plantas, según un nuevo informe en la revista. Ciencia: por investigadores que dieron una nueva mirada a microfósiles similares a esporas con características que desafían nuestra comprensión convencional sobre la evolución de las plantas terrestres.
Encontrados en muestras de rocas recuperadas en Australia hace más de 60 años, los microfósiles que datan del Período Ordovícico Inferior, hace aproximadamente 480 millones de años, llenan un vacío de conocimiento de aproximadamente 25 millones de años al reconciliar el reloj molecular, o ritmo de evolución. con el registro de esporas fósiles, la evidencia física de la vida vegetal temprana recopilada por los científicos a lo largo de los años.
Esta reconciliación respalda un modelo de desarrollo evolutivo que conecta los orígenes de las plantas con las algas verdes de agua dulce, o algas carófitas, dijo el paleobotánico del Boston College Paul Strother, coautor del nuevo informe. El modelo "evo-devo" postula una comprensión más matizada de la evolución de las plantas a lo largo del tiempo, desde la simple división celular hasta las etapas embrionarias iniciales, en lugar de grandes saltos de una especie a otra.
"Encontramos una mezcla de fósiles que vinculan microfósiles parecidos a esporas más antiguos y problemáticos con esporas más jóvenes que claramente se derivan de plantas terrestres", dijo Strother. "Esto ayuda a alinear el registro de esporas fósiles con las fechas del reloj molecular si consideramos el origen de las plantas terrestres como un proceso a largo plazo que involucra la evolución del desarrollo embrionario".
El registro fósil conserva evidencia directa del ensamblaje evolutivo del genoma regulador y de desarrollo de la planta, agregó Strother. Este proceso comienza con la evolución de la espora de la planta y conduce al origen de los tejidos, órganos y, finalmente, plantas completas macroscópicas, tal vez algo parecidas a los musgos que viven hoy.
“Cuando consideramos las esporas como un componente importante de la evolución de las plantas terrestres, ya no hay una brecha en el registro fósil entre la datación molecular y la recuperación de fósiles”, dijo Strother. En ausencia de esa brecha, "tenemos una imagen mucho más clara de un paso evolutivo completamente nuevo: de la celularidad simple a la multicelularidad compleja".
Como resultado, es posible que los investigadores y el público deban repensar cómo ven el origen de las plantas terrestres, ese avance fundamental de la vida del agua a la tierra, dijo Strother.
“Necesitamos dejar de pensar en el origen de las plantas terrestres como una singularidad en el tiempo y, en cambio, integrar el registro fósil en un modelo evo-devo de ensamblaje del genoma a lo largo de millones de años durante la Era Paleozoica, específicamente entre el Cámbrico y el Devónico. divisiones dentro de esa época”, dijo Strother. "Esto requiere una reinterpretación seria de los fósiles problemáticos que anteriormente se habían interpretado como hongos, no como plantas".
Strother y coautora Clinton Foster, de la Universidad Nacional de Australia, se propuso describir simplemente un conjunto de microfósiles similares a esporas de un depósito que data del Ordovícico temprano, hace aproximadamente 480 millones de años. Este material llena un vacío de aproximadamente 25 millones de años en el registro de esporas fósiles, vinculando esporas de plantas más jóvenes bien aceptadas con formas más antiguas y problemáticas, dijo Strother.
Strother y Foster examinaron poblaciones de esporas fósiles extraídas de un núcleo de roca perforado en 1958 en el norte de Australia Occidental. Estos microfósiles están compuestos de compuestos orgánicos altamente resistentes en sus paredes celulares que pueden sobrevivir estructuralmente al entierro y la litificación. Fueron estudiados en el Boston College y en la Escuela de Investigación de Ciencias de la Tierra de la ANU, con microscopía de luz óptica estándar.
“Utilizamos esporas fósiles extraídas de núcleos de perforación de roca para construir una historia evolutiva de las plantas que se remonta al origen mismo de las plantas desde sus ancestros algas”, dijo Strother. "Tenemos un control de edad independiente en estas muestras de roca, por lo que estudiamos la evolución al observar los cambios en los tipos de esporas que ocurren con el tiempo".
Los biólogos moleculares también observan la historia evolutiva a través del tiempo mediante el uso de genes de plantas vivas para estimar el momento del origen de las plantas mediante "relojes moleculares", una medida de la divergencia evolutiva basada en la tasa promedio durante la cual se acumulan las mutaciones en el genoma de una especie.
Sin embargo, existen grandes discrepancias, de hasta decenas de millones de años, entre los datos fósiles directos y las fechas del reloj molecular, dijo Strother. Además, hay lapsos de tiempo similares entre las esporas más antiguas y cuando aparecen por primera vez las plantas enteras reales.
Estas brechas dieron como resultado hipótesis sobre un "registro fósil faltante" de las primeras plantas terrestres, dijo Strother.
“Nuestro trabajo busca resolver algunas de estas preguntas al integrar el registro de esporas fósiles en un modelo de desarrollo evolutivo de los orígenes de las plantas a partir de ancestros de algas”, dijo Strother.
Referencia: "Un registro fósil de los orígenes de las plantas terrestres a partir de algas carófitas" por Paul K. Strother y Clinton Foster, 13 de agosto de 2021, Ciencia:.
DOI: 10.1126 / science.abj2927
