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H2020

Symbiosis — Resultado resumido

Project ID: 656853
Financiado con arreglo a: H2020-EU.1.3.2.
País: Dinamarca
Dominio: Alimentos y recursos naturales

Las plantas se adaptan al cambio climático con un poco de ayuda de bacterias beneficiosas

Científicos financiados con fondos europeos han descubierto que algunas plantas interactúan con bacterias beneficiosas específicas para determinadas especies que podrían haberlas ayudado a aclimatarse a lo largo de miles de años.
Las plantas se adaptan al cambio climático con un poco de ayuda de bacterias beneficiosas
La investigación de la simbiosis entre las plantas y los microorganismos específicos que habitan sus hojas podría realizar una importante contribución a la comprensión de la adaptación de las plantas en una era de cambio climático.

«Estamos intentando comprender cómo se diversifican las plantas y por qué a algunas les va bien y a otras no, y cómo pueden adaptarse a los distintos cambios climáticos», explica la coordinadora del proyecto Symbiosis financiado con fondos europeos, Nina Rønsted. Los científicos estudiaron las bacterias específicas de plantas que residen dentro de las hojas de determinadas especies. El doctor Brecht Verstraete, que recibió una beca individual Marie Skłodowska-Curie de la Unión Europea (UE) para trabajar con la profesora Rønsted, descubrió que la simbiosis solo se da en algunos grupos de plantas.

Uno de ellos es la «tribu» de la «Vangueria» de la familia de las rubiáceas del café. Este género cuenta con alrededor de seiscientas especies. «En este grupo de plantas, se han detectado la mayoría de los casos de simbiosis», destaca. «Descubrimos que cada especie que alberga estas bacterias parece tener su propia especie bacteriana; se trata de una relación individual».

Análisis de ADN y datación

Las plantas se recolectaron durante expediciones realizadas principalmente a África oriental y Sudáfrica. Se extrajo ADN de las hojas y de este se secuenciaron determinadas partes. «Conseguimos alrededor de 160 especies, la mitad de las cuales contenían bacterias y la otra mitad no. Posteriormente, comparamos las secuencias de ADN, de modo que pudiéramos ver la rapidez con la estaban evolucionando». Según explica el doctor Verstraete, las plantas se diversificaron y crearon nuevas especies a lo largo del tiempo.

Al examinar las secuencias de ADN empleando un reloj molecular (técnica que utiliza una tasa de mutación de moléculas de ADN) para determinar en qué momento de la prehistoria tuvieron lugar las mutaciones y, después, calibrarlas utilizando fósiles de esa planta en concreto cuando se disponía de ellos, el doctor pudo datar cuándo surgió la simbiosis con las bacterias.

Los fósiles vegetales se dataron utilizando métodos de datación geológica como la datación por carbono. «Relacionamos los datos de los fósiles con la secuencia de ADN para determinar cuántos años tienen las especies», explica el doctor Verstraete.

Tales técnicas se han utilizado para investigar plantas o animales por separado, pero esta fue la primera vez en que se utilizaron para establecer un vínculo entre las plantas y sus bacterias específicas.

Las mutaciones se produjeron cuando África se estaba enfriando

El doctor Verstraete estableció que el origen de la simbiosis bacteriana se remonta a alrededor de 11 millones de años, en el Mioceno Superior. Hacia esa época, tuvo lugar un enfriamiento global y un descenso general del dióxido de carbono en la atmósfera. Cuando la placa continental africana colisionó con el continente euroasiático, África pasó a ser más seca y la selva tropical que iba de costa a costa del continente redujo su tamaño para dar paso a verdes llanuras o sabanas.

«Esta fue una época muy dura para las plantas, puesto que los mamíferos, los grandes herbívoros, estaban por todas partes queriendo comérselas», dice la profesora Rønsted. Puede que las bacterias de las hojas mantuvieran a los animales alejados, de forma que las plantas sobrevivieron. La profesora Rønsted lo describe como una especie de «defensa química» en comparación con defensas como las espinas.

«Resulta que a las plantas que no tienen bacterias no les va muy bien», afirma la profesora Rønsted. «Las plantas parecen depender de la interacción con estas bacterias y, si se comparan los linajes de las que las tenían con las que no, encontramos muchas más especies. Sabemos que las plantas que tienen estas bacterias crean más especies con mayor rapidez, aunque la tasa de extinción parece ser la misma».

Según la profesora Rønsted, esto supone una ventaja para las que están asociadas con estas bacterias. «Donde hay una gran variedad, existe una buena base para la adaptación en caso de ser necesaria. Saber que las plantas con simbiosis bacteriana pueden ser mejores adaptándose al cambio climático puede ser útil, por ejemplo, para una gestión de la naturaleza más eficaz en el futuro», explica.

Palabras clave

Simbiosis, ADN, cambio climático, adaptación de las plantas, evolución, África, café, fósiles, botánica
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