DESCIFRANDO EL VOCABULARIO QUÍMICO DE LAS PLANTAS.

01 de mayo 2014.

Las plantas pasan toda su vida arraigadas en un solo lugar. Cuando se enfrentan a una situación difícil, como un enjambre de herbívoros hambrientos o un brote viral, no tienen opción de huir sino que deben luchar para sobrevivir. ¿Cuál es la clave de su defensa? La química.

Gracias a este conflicto en curso, las plantas han evolucionado para convertirse en químicos asombrosos, capaces de sintetizar decenas de miles de compuestos a partir de miles de genes. Estas sustancias químicas, conocidas como metabolitos especializados, permiten a las plantas resistir amenazas transitorias de su entorno. Es más, algunos de los mismos compuestos benefician a los seres humanos, con más de un tercio de los medicamentos derivados de metabolitos vegetales especializados.

Foto de flor del desierto por Seung Yon Rhee.

La comprensión de cómo las plantas evolucionaron este vocabulario químico prodigioso ha sido un objetivo de larga data en la biología vegetal. Un equipo de científicos del Instituto Carnegie dirigidos por Seung Yon Rhee y Lee Chae realizó un análisis comparativo a gran escala del genoma de las plantas para investigar cómo evolucionó a metabolismo especializado. Sus hallazgos, según se ha informado en la revista Science, tienen importantes implicaciones para la forma en que los científicos buscan nuevos metabolitos beneficiosos en las plantas.Para realizar el estudio, el equipo desarrolló un sistema de cálculo proyectado que pueden transformar un genoma vegetal secuenciado en una representación del metabolismo del organismo. Esto se conoce como una red metabólica.
"La clave de nuestro análisis, o cualquier análisis comparativo del genoma, es la consistencia y la calidad de los datos a través de las especies", dice Chae. "Nuestro proyecto garantiza esta coherencia con los niveles de validación de la precisión y la cobertura."

Es importante destacar que, el plan permite al equipo producir una red metabólica fiable para cualquier genoma secuenciado en aproximadamente dos días o menos - un vasto ahorro de tiempo y recursos cuando se compara con el proceso anterior de largos meses-, señala Chae.
Usando el plan, el equipo reconstruyó y analizó las redes metabólicas de 16 especies en el linaje de las plantas verdes, incluyendo las plantas con flores, algas y musgos. Ellos encontraron que los genes que producen metabolitos especializados exhiben propiedades inusuales en la forma en que se desarrollaron, entre ellos su número y organización dentro de cada genoma, los mecanismos genéticos por los cuales se forman, y su tendencia a ser activados simultáneamente.

Colectivamente, estas propiedades representan una firma distintiva de los genes del metabolismo especializados que ofrece una estrategia innovadora para el descubrimiento de nuevos metabolitos especializados de diversas especies de plantas. Tales descubrimientos podrían tener amplias implicaciones para muchos campos de investigación, incluyendo la agricultura, la biotecnología, el descubrimiento de fármacos, y la biología sintética.
"A pesar de nuestra dependencia de los compuestos de la planta para la salud y el bienestar, sabemos muy poco sobre la forma en que se producen o el verdadero alcance de su diversidad en la naturaleza", dice Rhee. "Esperamos que nuestros hallazgos permitirán a los investigadores utilizar estas firmas como una herramienta para descubrir metabolitos especializados hasta ahora desconocidas, para investigar cómo benefician a la planta, y para determinar la forma en que nos pueden beneficiar."

Fuente: Institución para la Ciencia Carnegie.

Decoding the chemical vocabulary of plants

EL NÉCTAR: UNA DULCE RECOMPENSA DE LAS PLANTAS PARA ATRAER A LOS POLINIZADORES.

16 de marzo 2014.

La evolución se basa en la diversidad, y la reproducción sexual es la clave para la creación de una población diversa que asegura la competitividad en la naturaleza. Las plantas tenían que resolver un problema: necesitaban encontrar maneras de difundir su material genético. Polinizadores voladores -insectos, aves y murciélagos-eran la solución de la naturaleza. "Misterio abominable" de Charles Darwin destacó la coincidencia de la floración de plantas y la diversificación de insectos hace unos 120 millones de años y lo atribuyó a la especialización coordinada de flores e insectos en el contexto de los insectos que sirven como portadores de polen. Para asegurarse de que los polinizadores que vuelan vendrían a las flores para recoger el polen, las plantas evolucionaron con órganos especiales llamados nectarios para atraer y recompensar a los animales. Estos néctares son órganos de secreción que producen perfumes y recompensas azucaradas. 

 

Sin embargo, a pesar de la evidente importancia del néctar, el proceso por el cual las plantas lo producen y lo secretan se ha mantenido en gran parte como un misterio. Una nueva investigación de un equipo liderado por Wolf Frommer, director del Departamento de Biología Vegetal, ya identificaron los componentes claves de la síntesis de azúcares y de los mecanismos de secreción. Su trabajo también sugiere que los componentes fueron reclutados para este fin temprano en la evolución de las plantas con flores. Su trabajo se publica 16 de marzo en Nature.

El equipo utilizó técnicas avanzadas para buscar los transportadores que podrían estar involucrados en el transporte de azúcar y estaban presentes en los nectarios. Identificaron el SWEET9 proteína de transporte como un actor clave en tres diversas especies de plantas con flores y demostraron que es esencial para la producción de néctar.

En las plantas diseñadas especialmente que carecen del transportador SWEET9, el equipo encontró que la secreción de néctar no se produjo, pero en lugar los azúcares acumularon en el tallo. Es importante destacar que cuando se añadió una copia del gen SWEET9, las plantas producen más néctar. De forma paralela, también se identificaron los genes necesarios para la producción de sacarosa, llamados genes de fosfato sintasa de sacarosa, que resultó ser también esencial para la secreción de néctar.

Dado que los azúcares son aparentemente los controladores para la secreción de los fluidos del nectario, descubrieron toda una vía de cómo se fabrica la sacarosa en el nectario y luego es transportado en el espacio extracelular de los nectarios por SWEET9. En esta área intersticial el azúcar se convierte en una mezcla de sacarosa y otros azúcares, a saber, glucosa y fructosa. En las plantas examinadas, estos tres azúcares comprenden la mayoría de los solutos en el néctar, un requisito previo para la recogida por las abejas para la producción de miel.

 

"Las Sweets son los transportadores clave para el transporte de los nutrientes esenciales de las hojas a las semillas. Creemos que los nectarial transportadores del azúcar SWEET9 evolucionaron en la época de la formación de los primeros nectarios florales, y que este proceso puede haber sido un gran paso necesario para atraer y recompensar a los polinizadores y el aumento de la diversidad genética de las plantas así ", dijo Frommer.

Fuente: Institución para la Ciencia Carnegie.

Versión al español: Ben Llarpo Quenobi.

¿QUÉ FUE PRIMERO, EL POLEN BI O TRICELULAR? UNA NUEVA INVESTIGACIÓN ACTUALIZA UN DEBATE CLASICO.

2 de Mayo de 2014.

Con el estallido de la primavera, el polen está en el aire. La mayor parte del polen que probablemente le está haciendo cosquillas en su nariz y hace que en el agua de sus ojos se disperse en un estado de inmadurez sexual que consiste en sólo dos células (una célula del cuerpo y una célula reproductiva) y no es todavía fértil. Mientras que la mayoría de las especies de angiospermas dispersan su polen en esta temprana -bicelular- etapa de madurez sexual, el 30% de las plantas con flores dispersan su polen en una etapa fértil más maduro, que consta de tres células (un cuerpo y dos células de esperma). Y luego están las plantas que hacen ambas cosas.

Polen bicelular del lirio de laguna, Nuphar advena en el momento de su dispersión por los insectos. El cuerpo vegetativo del gametofito consta de una sola célula y ocupa todo el espacio dentro del grano de polen. Una celula "generativa" separada, que con el tiempo dará lugar a las dos células espermáticas, es libre en el citoplasma de la "célula vegetativa". Se muestran los núcleos de estas dos células teñidas con un ADN, fijado con fluorocromo, lo unico brillante es el núcleo generativo y grande, el núcleo vegetativo apenas visible esta directamente adyacente y lo rodea. Crédito: Joseph Williams.

Entonces, cuál es el estado ancestral, ¿por qué la aparición más temprana de la madurez (el estado tricelular) a la que evolucionan tan a menudo, y es el estado tricelular un "callejón sin salida" evolutivo? Estas preguntas, y otras, fueron abordadas en la obra clásica de James L. Brewbaker en 1967 y se han revisado en un nuevo estudio, basándose en una base de datos impresionante de más de 2.000 especies, para determinar qué fue primero, el polen tri-o bicelular , y que conduce a una mayor diversidad de especies.

En la década de 1920 se propuso que el polen tricelular había evolucionado de forma independiente dentro de las angiospermas en numerosas ocasiones y fue un estado irreversible. Estas predicciones fueron apoyados por un estudio clásico, elegante y notable realizado por Brewbaker y publicado en el American Journal of Botany en 1967. Brewbaker usó datos de 1908 especies en una de las primeras pruebas a gran escala de una hipótesis evolutiva del desarrollo. Se asigna el estado de polen (bi-vs tri-) en un árbol filogenético y encontró que las familias tricelular siempre parecían estar anidadas dentro de las familias bicelular. Por consiguiente concluyó que el polen bicelular era ancestral y que había dado lugar al polen tricelular varias veces. También llegó a la conclusión de que el polen tricelular nunca parecía dar lugar al polen bicelular.

Joseph Williams, profesor asociado en la Universidad de Tennessee, ha tenido un interés de larga data en la biología reproductiva de plantas con flores, y está particularmente interesado en la evolución del desarrollo de las plantas con flores primitivas. Como parte de la celebración del centenario de la revista American Journal of Botany, Williams y co-autores (Universidad de Tennessee y la Universidad de Creighton) decidierón volver a examinar las cuestiones esenciales que Brewbaker probo, filogenias actualizadas modernas y muchas más especies que Brewbaker tenía disponibles con él hace 50 años (http://www.amjbot.org/content/101/4/559.full.pdf+html).

"Creo que muchos de nosotros que hicieron su trabajo de graduación durante los '60 hasta principios de los años 90 vio nuestro primer árbol filogenético de plantas con flores cuando abrimos la edición de octubre de 1967 de American Journal of Botany o dos páginas con todo el árbol de Jim Brewbaker que comprende 265 familias ", comenta Williams (http://www.jstor.org/stable/2440530?seq=4). "El hecho de que sólo se había construido la filogenia para responder una pregunta sobre la evolución del desarrollo del polen fue aún más impresionante."

"Nuestro documento una revisión centenaria pasó de ser una crítica directa a un trabajo de investigación", explica Williams, "porque los nuevos métodos para el estudio de las tasas de evolución de los rasgos binarios acababa de salir, y yo pensé: ¿Por qué no hacer de nuevo el análisis de Brewbaker con métodos modernos? Casualmente , habíamos estado recogiendo datos sobre el número de células de polen de los últimos siete años, así que tuvimos un gran conjunto de datos en la mano. A su favor, Brewbaker ya se había anticipado a todas las preguntas importantes, por lo que podríamos decir que nuestro trabajo acaba de agregar claridad a las respuestas de casi 50 años de antigüedad que sugirieron ".

De hecho, Williams y co-autores ampliaron el conjunto de datos de Brewbaker incluyendo 2.511 especies para las que conformaron las características evolutivas (tri vs el polen bicelular) utilizando una moderna (2013) filogenia vegetal de semillas y dos conjuntos diferentes de análisis.

Para su sorpresa, los resultados de sus análisis no apoyaron fuertemente una ascendencia bicelular, contrariamente a las conclusiones de Brewbaker, y, de hecho, eran ambiguas en cuanto al estado ancestral. Mientras que un análisis señaló una ascendencia tricelular, otro análisis-que permitió unas tasas de evolución de las características que variar a través de una filogenia- encontró más incertidumbre en la base, con un ancestro tricelular sólo ligeramente más probable que un ancestro bicelular.

Curiosamente, también encontraron que ambos linajes bi y tricelular dieron lugar a uno y otro. Por lo tanto, sus análisis desmintieron el supuesto de larga data de que la naturaleza del polen sólo podrían evolucionar en una dirección, es decir, de bi a tricelular, y que la tricelularidad era un "callejón sin salida."

"Por otra parte, nuestro estudio mostró que a pesar de la evolución recurrente del polen tricelular, esos linajes con polen tricelular en realidad tenía tasas de evolución más lenta", añade Williams. "Los linajes tricelular ambos habían reducido las tasas netas de especiación (extinción menos especiación) y los tipos reducidos de revertirse al estado bicelular."

En otras palabras, a pesar de que las especies tricelulares se forman a menudo, lo que sugiere una ventaja a este estado de dispersión, los linajes tricelular evolucionan lentamente. Y el efecto neto es que las especies bicelulares son más comunes que las especies tricelulares.

Los autores especulan que la ecología juega un papel importante en estos hallazgos.

"El polen tricelular se desarrolla rápidamente después de la polinización, por lo que sería favorecido en muchas de las formas de vida únicas de las angiospermas que exigen la rápida reproducción, tales como hierbas, plantas anuales, y las herbáceas acuáticas ", señala Williams.

"Pero la adquisición de ese tipo de hábitos tienen consecuencias. El patrón de los linajes tricelulares raramente re-evolucionan del estado bicelular lo que sugiere una disminución de la capacidad para responder a las cambiantes condiciones de dispersión del polen en el tiempo evolutivo, que a su vez ha frenado su ritmo de diversificación."

Una de las ideas que Williams está interesado en seguir tratando de alcanzar es el conflicto entre la ecología de la dispersión de polen (la fase de vida libre de la ontogenia de polen) y la ecología de crecimiento del tubo polínico después de la polinización (donde el polen está protegido y compite con otros polen para el éxito de la fertilización).

"Actualmente estoy trabajando con grandes conjuntos de datos que me permitan buscar correlaciones entre la dispersión de rasgos, tales como las dimensiones de polen, el contenido de ADN, número de células, las reservas de energía del polen, contenido de agua, síndromes de polinización, y las características del rendimiento del tubo polínico, tales como las dimensiones del tubo y la tasa de elongación, las longitudes del estilo y duración del crecimiento ", concluye Williams.

Fuente: American Journal of Botany.

Traducción: Ben Llarpo Quenobi.

SE DEMUESTRA COMO LA EVOLUCIÓN DEL COLOR DE LAS FLORES IMPULSA LAS PREFERENCIAS DE LAS ABEJAS.

7 de Junio de 2012.

Por: Bob Yirka.

El equipo de investigación, dirigido por Adrian Dyer, comenzó su estudio basado en investigaciones ya realizadas por otros científicos que buscaban encontrar conexiones entre las abejas y los colores de las flores en América del Norte. Allí investigadores han encontrado una estrecha relación entre el color de las flores y la clase de colores que las abejas son capaces de ver, y lo que les atrae.
Entonces porque Australia que ha sido aislado del resto del mundo durante millones de años, el equipo teoriza que si los patrones del mismo color surgidos de forma independiente en un lugar así, resultaría que las flores en ambos lugares se adaptaron a las abejas, y no al revés. La investigación previa ayudo a a demostrar que no mucho tiempo después de que Australia se separó de los otros continentes, unos 34 millones de años, las flores que florecieron en la isla eran muy simples y casi incoloras, lo que ofrece a los investigadores una oportunidad única para aprender sobre cómo el colorido de las flores llegó a ser aproximadamente, como hoy, Australia se ha asociado con una gran variedad de flores brillantemente coloreadas.

Reconstrucción fotográfica de la visión de las abejas de cómo ven una flor, que aparece de color amarillo a los ojos humanos.

Para averiguarlo, el equipo reunió muestras de flores de 111 especies nativas luego las estudiaron usando un espectrofotómetro (un dispositivo que mide las diferentes propiedades de la luz en un espectro dado). De este modo descubrieron que las flores estudiadas muestran los colores que coincidan casi exactamente con los receptores de la visión de color azul y verde ultravioleta en las abejas. Y debido a que los resultados coincidían con los encontrados en Norteamérica, el equipo llegó a la conclusión de que las flores en ambos lugares coevolucionaron de la misma manera, lo que demuestra que las flores estaban reaccionando y adaptándose a lo que las abejas estaban buscando, en lugar de cambiar las abejas para ayudarles a encontrar las flores particulares que mejor les convenían.
Esta nueva investigación muestra también que debido a que las flores se han ido adaptando para satisfacer el gusto de las abejas, en lugar de adaptarse a las aves o mariposas, las abejas son el principal medio por el que las flores son polinizadas, lo que significa que a medida que las poblaciones de abejas disminuye, también lo harán las flores, y tal vez su rico colorido.

Fuente: Proceedings of The Royal Society B (U. K.), Physorg.

UN VISTAZO A LA EVOLUCIÓN DE LAS FLORES.

4 de Septiembre de 2012. 
Por: Sandra Hines.

La peonía Dandy doble rosado, la petunia doble menta, el lirio fresa vainilla duplicado y casi todas las rosas son variedades cultivadas por sus flores dobles.

Las flores de estas y de otras plantas son exuberantes con pétalos adicionales en lugar de las partes de la flor que son necesarios para la reproducción sexual y la producción de semillas, lo que significa flores dobles - aunque bellas - y por lo general son mutantes estériles.

Thalictrum de tipo Silvestre utilizada en el estudio tienen flores con estambres, carpelos y demás órganos para la reproducción sexual y la formación de semilla. Di Stilio Lab/U de Washington

La interrupción genética que causó que la mutación ayudara a los científicos en la década de 1990 a identificar los genes responsables del normal desarrollo de los órganos sexuales de los estambres y carpelos de la planta Arabidopsis thaliana, usada durante mucho tiempo por los biólogos como planta modelo.

 Ahora, por primera vez, los científicos han demostrado que estan trabajando en la misma clase de genes de un representante de un linaje de plantas más antiguas, ofreciendo una visión más atrás en el desarrollo evolutivo de las flores.

"Es bastante increíble que Arabidopsis y Thalictrum, las plantas que estudiamos, tengan genes que hacen el mismo tipo exacto de cosas, a pesar de los millones de años de evolución que separa las dos especies", dijo Verónica Di Stilio de la Universidad de Washington profesor asociado de biología. 

Los pétalos reemplazan los estambres y demás órganos de reproducción sexual en la mutación de flor doble del Thalictrum cultivada bajo el nombre de doble Blanca en el comercio de viveros. Di Stilio Lab/U de Washington.

La función de estos genes de identidad de órganos parece estar altamente conservado de acuerdo con la nueva investigación, es decir, el gen es esencial y su función se ha mantenido a pesar de la formación de nuevas especies.
La identificación de las bases genéticas y bioquímicas de la floración doble en Thalictrum sugiere la clase de genes que probablemente sea la base de otras dos variedades de flores generalizadas, de acuerdo con Kelsey Galimba.

"Los productores posiblemente esten interesados, en que hemos descubierto lo que está pasando genéticamente. En cuanto a aplicaciones, usted podría potencialmente desencadenar esto si estan interesados ​​en la creación de flores dobles, porque usted sabe que la génica trata de conseguir que la flor se forme ", dijo Di Stilio.

Los investigadores utilizaron una técnica de silenciamiento génico para apuntar y matar a un cierto gen en la Thalictrum de tipo salvaje, con la floración resultante de un aspecto muy similar a la floración de la flor doble que mutó. Di Stilio Lab/U de Washington.

El grupo de Di Stilio estudió Thalictrum thalictroides. Conocida en la industria de viveros como Anemonella thalictroides y anémona ruda, la planta de floración primaveral es nativa de los bosques del noreste de EE.UU. Pertenece a la familia Ranunculaceae hermana de linaje las Eudicotyledoneae. Las eudicotiledóneas hoy incluyen el 70 por ciento de todas las especies de flores.

"Las plantas que hemos elegido para estudiar poseen rasgos florales ancestrales y son hermanas de las principales eudicotiledóneas donde estan las plantas modelo utilizadas por los biólogos como Arabidopsis thaliana y Antirrhinum majus, o boca de dragón", dijo Di Stilio. "Pero las plantas en nuestro estudio pertenecen a un linaje más antiguo. Estamos interesados ​​en la evolución de las flores por lo que queremos ver algo que es un poco diferente, que nos pueda informar sobre cómo el desarrollo ha sido modificado con el tiempo para producir el cambio."

Los científicos compararon la clase de genes que dirigen el desarrollo de ciertos órganos de reproducción sexual en el medio silvestre de tipo Thalictrum con la cultivada de doble flor versión conocida como doble Blanca. En el mutante, Galimba descubrió parte de un transposón(1), saltando genes que pueden moverse sobre el genoma del organismo, que se sienta en el gen que afecta el desarrollo de los órganos reproductores. La proteína producida por el gen mutante carece de algunos de los aminoácidos encontrados en las plantas de tipo salvaje y los científicos presumen que no es la longitud correcta para interactuar con otras proteínas normalmente, dijo Galimba.

Luego, los investigadores hicieron una segunda verificación de los resultados mediante el uso de una técnica llamada silenciamiento génico inducido por virus para derribar el gen que funcione correctamente en una planta de tipo salvaje. La flor resultante parecía muy similar a la mutante blanca doble.

"La flor es una de las innovaciones más importantes de las plantas con flores. Esto permitió a las plantas con flores coevolucionan con los polinizadores - insectos principalmente, pero también otros animales - y utilizar los polinizadores para la reproducción ", dijo Di Stilio. "Muchos científicos están interesados ​​en la búsqueda de las bases genéticas de la diversificación de la flor. Así como las plantas de floración han llegado a ser tan ricas en especies en un período relativamente corto de tiempo geológico ha sido una pregunta desde Darwin ".

Fuente: Universidad de Washington.

 

(1)Transposón:  Un transposón o elemento genético transponible es una secuencia de ADN que puede moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de una célula, un fenómeno conocido como transposición. En este proceso, se pueden causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma. Anteriormente fueron conocidos como "genes saltarines" y son ejemplos de elementos genéticos móviles. (wikipedia)

Verónica Di Stilio y Galimba Kelsey con la Thalictrum thalictroides de tipo salvaje estudiada.

LA DIVERSIFICACIÓN DE LAS PLANTAS TERRESTRES.

5 de Abril de 2012.

Se ha reconstruido las relaciones filogenéticas entre todas las 706 familias de plantas terrestres.

Algunas partes de la historia evolutiva de las plantas terrestres se han documentado sobre la base de los registros fósiles y unos cuantos análisis filogenéticos a gran escala, centrándose especialmente en las angiospermas y helechos.
En una nueva investigación publicada en la revista BMC Evolutionary Biology, Vincent Savolainen (Kew / Imperial College) y Omar Fiz (Imperial College), en colaboración con Harald Schneider (Museo de Historia Natural de Londres), han reconstruido ahora las relaciones filogenéticas entre todas las 706 familias de plantas terrestres utilizando datos moleculares.

Diversificación de musgos a la sombra de las plantas con flores. Foto: G. Kite

Tasa de Diversificación y Clima.

Los investigadores fechan la filogenia utilizando múltiples fósiles y una técnica de reloj molecular. La aplicación de varias pruebas de diversificación que toma en cuenta la topología, la longitud de la ramificación, el número de especies existentes, así como la extinción, se evaluaron las tasas de diversificación a través del tiempo.

Ellos encontraron evidencia de las radiaciones de helechos y musgos en el seguimiento de las angiospermas, coincidiendo con el clima global más cálido del Cretácico. Por el contrario, las gimnospermas y hepáticas muestran un compás de la disminución de las tasas de diversificación durante los períodos de tiempo geológicos de clima global fresco.
Este análisis filogenético a gran escala ayuda a revelar las sucesivas oleadas de la diversificación que conforman la diversidad de las plantas terrestres que vemos hoy.

Fuente:  Royal Botanic Gardens, Kew 

LAS PLANTAS PUEDEN TENER UN ÚNICO ANCESTRO.

17 de Febrero de 2012.

Por: Lin Edwards.

Se ha producido un debate entre los científicos desde la década de 1960 acerca de cómo las primeras especies vegetales surgieron entre 1 y 1,5 millones de años. La idea más aceptada es que el reino vegetal tuvo un ancestro único que se formó cuando un plastidio se unio en una unión simbiótica con una cianobacteria, y la nueva investigación agrega peso a esta hipótesis.
Los plastidios son una clase de orgánulos que incluye los cloroplastos. Los cloroplastos producen el color verde de las plantas y las algas verdes porque contienen el pigmento de la clorofila, que es capaz de convertir la energía de la luz en energía útil para la célula, en un proceso conocido como fotosíntesis.

Los plastidios se encuentran en todas las plantas verdes, en las glaucofitas, y en las algas rojas, y se conocen como plastos primarios. Originalmente eran las cianobacterias, que se incorporaron a la célula. Las glaucofitas son un grupo de algas verdeazuladas microscópicas se encuentran en agua dulce, y sólo 13 especies son conocidas, ninguna de las cuales es común. Ellas han sido poco estudiadas, a pesar de que algunos científicos han sugerido que puede ser las más parecidas a las algas originales que incorporó por primera vez una cianobacteria. 

Glaucocystis sp. Imagen: Wikipedia.

El equipo de investigación fue dirigido por la bioinformática Dana Price del Laboratorio de Bhattacharya en la Universidad Rutgers. El equipo de Price analizó el ADN de los plastos de la glaucofita Cyanophora paradoxa, una de las algas más primitiva que se conoce, y la comparó con la de plastidios de otras algas, tanto rojas como verdes, y de varias plantas terrestres.
Los análisis del ADN del plastidio de C. paradoxa demostró que conserva recuerdos de su evolución desde las primeras cianobacterias, ya que incluye los genes necesarios para la fermentación y la biosíntesis del almidón, pero también encontraron que el ADN incluye genes similares a los de antiguas bacterias similares a las bacterias Clamidias. 

Esta es una imagen esquemática del "fósil viviente" Cyanophora paradoxa que es un miembro del filo de algas Glaucophyta. La célula sólo mide alrededor de 7 micrones de ancho, tiene dos flagelos y un plasto verde-azul (se muestran aqui en división) de origen primario endosimbiótica que se comparte con las algas rojas, algas verdes y las plantas terrestres. Este plastidio conserva una pared de peptidoglicano que es un rasgo ancestral del endosimbionte cianobacterial. Crédito: Cortesía de Laboratorio Bhattacharya.

Los genes procedentes de las bacterias parecidas a las clamidias permiten que los productos de la fotosíntesis que tiene lugar en el plástido sean exportados al resto de la célula, y que también permiten que los fotosintatos sean polimerizados en polisacáridos para su almacenamiento.
El análisis genético sugiere que la incorporación de la cianobacteria tiene que haber ocurrido una sola vez y que requiere la cooperación entre la célula huésped, la cianobacteria fotosintéticas, y una bacteria similar a las clamidias. La cianobacteria (ahora llamada plastidios) proporcionó alimentos a partir de la luz solar, y la bacteria hizo que los otros productos de la fotosíntesis fueran disponibles para el huésped. 

El Dr. Bhattacharya, fue como después es nombrado el laboratorio de la Universidad de Rutgers, dijo que los tres componentes juntos formaron el nuevo orgánulo, pero que los genes también han sido reclutados de varias fuentes antes de que las paredes celulares se desarrollaron. Alrededor de 60 millones de años, una ameba llamada Paulinella también incorporó una cianobacteria fotosintétizante, y el Laboratorio Bhattacharya está analizando esta ameba para tratar de entender mejor el proceso.
El artículo fue publicado en la revista Science.

Fuente: Physorg, Science.