Un consorcio internacional de investigadores en el que
ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha
evaluado las hipótesis clásicas de la clasificación de las plantas mediante el
estudio de 11 genomas y 92 transcriptomas de plantas. La iniciativa, parte del
proyecto “1000 plantas” (1KP), ha generado un conjunto de datos de 852 genes
nucleares, el más grande de este tipo generado hasta la fecha en plantas. Según
los investigadores, el procesamiento de estos macrodatos, ofrece una nueva base
para estudiar la evolución vegetal. El estudio ha sido publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Esta gran matriz de datos ha permitido ver que, en
contra de la hipótesis más aceptada hasta ahora, existe un estrecho parentesco
entre las plantas terrestres y un grupo de algas verdes llamadas algas
conjugadas. Además, también se han descubierto importantes pistas sobre el
proceso de divergencia de los linajes de las plantas terrestres: según los
nuevos datos, las plantas hepáticas son el grupo hermano de los musgos, en
lugar de serlo del resto de plantas con flores.
‘Big Data’
“En comparación con otros organismos, el genoma de las
plantas es desproporcionadamente grande. El ADN humano contiene algo más de 3.000
millones de pares de bases mientras que el un pino cualquiera tiene alrededor
de 20.000 millones de pares de bases. Por eso en este proyecto secuenciamos
transcriptomas, las regiones del ADN que después se traducen a ARN, como los
genes que después dan lugar a proteínas, en lugar de secuenciar genomas
completos”, explica la investigadora del CSIC Lisa Pokorny, del Real Jardín
Botánico.
El problema al que se han enfrentado los investigadores
de 1KP es que procesar el volumen de datos resultante de dichos transcriptomas
requiere una gran capacidad computacional. “Cuando trabajas con 852 genes
nucleares tu matriz de datos es inmensa y los métodos estadísticos
desarrollados hasta ahora se quedan cortos. Como resultado de esa necesidad, a
lo largo de este proyecto han surgido nuevos métodos que podrán ser empleados
en el futuro para lidiar con volúmenes de datos comparables”, añade Pokorny.
Claves de la evolución
El estudio del transcriptoma aporta información sobre
los genes que el ancestro de las plantas terrestres tuvo a su disposición en la
transición del medio acuático al medio terrestre en la Tierra. Esos genes
suponen la clave de su supervivencia en un medio sin humedad constante, bajo
las radiaciones solares y donde la gravedad limita el crecimiento.
“El transciptoma nos permite, además, arrojar luz sobre
el ‘abobinable misterio de Darwin’. Podemos comprender cómo, en relativamente
poco tiempo a escala geológica, en apenas unos cuantos millones de años, se
sentaron las bases que dieron lugar a la enorme diversidad de plantas con
flores que habitan nuestro planeta, y en las que seguimos encontrando infinitos
compuestos con aplicaciones médicas, agrícolas, etc. Pero nada de esto se puede
hacer sin comprender cómo las plantas se relacionan entre sí, sin conocer su
clasificación”, concluye la investigadora.
Wickett,
N.J., S. Mirarab, N. Nguyen, T. Warnow, E. Carpenter, N. Matasci, S.
Ayyampalayam, M. Barker, G. J.
Burleigh, M. A. Gitzendanner, B. Ruhfel, E. Wafula, J.P. Der, S. W. Graham, S.
Mathews, M. Melkonian,
D. E. Soltis, P. S. Soltis, C. Rothfels, L. Pokorny, J. Shaw, L. DeGironimo, D.
Stevenson, B. Surek, J.C.
Villarreal, B. Roure, H. Philippe, C. W. dePamphilis, T. Chen, M. Deyholos, J.
Wang, Y. Zhang, Z.
Tian, Z. Yan, X. Wu, X. Sun, G. K‐S. Wong, and J. Leebens‐Mack. A phylotranscriptomic analysis
of the origin and early diversification of land plants. Proceedings
of the National Academy of
Sciences (PNAS). DOI:
10.1073/pnas.1323926111