La fertilización mediada por animales podría haberse originado bajo el agua y no en tierra
Encontrar un buen compañero en la vida es una tarea complicada, así que imagina cuánto más difícil se vuelve esta tarea cuando estás arraigado en el suelo.
Para la mayoría de las plantas terrestres, la incapacidad de moverse significa que tienen que encontrar formas inteligentes de transportar material fértil a compañeros adecuados. En los millones de años que les tomó evolucionar a las plantas terrestres, desarrollaron intrincadas y únicas relaciones con los animales que les permitieron colonizar con éxito casi todas las masas terrestres del planeta.
Piensa en las flores que atraen a los polinizadores con el dulce aroma del néctar, las erizadas vainas que viajan sobre el pelaje de los animales que pasan, o las semillas que pasan por el tracto digestivo de las aves y los herbívoros para germinar en sus heces.
Estas interacciones animal-planta a menudo son mutuamente beneficiosas o "mutualistas". El animal obtiene una recompensa en forma de fruta o néctar, mientras que la planta puede dispersar su polen o semillas a una distancia mucho mayor de la que habría recorrido sola.
Se pensaba que el mutualismo entre las plantas y los animales que las comen era una adaptación única a la vida en la tierra. Bajo el agua, el movimiento de las corrientes y la flotabilidad se encargan de la dispersión y fertilización de algas y plantas marinas. Las algas marinas no necesitan animales para esparcir sus semillas por todas partes, o eso se pensaba.
Una nueva investigación desafía esta suposición al mostrar ejemplos de mutualismo entre algas y animales. Se suma a un creciente cuerpo de evidencia que sugiere que la capacidad de usar animales para fertilizar y esparcir material fértil puede no ser exclusiva de las plantas terrestres.
Imagen: Un erizo juvenil de espinas largas (Centrostephanus rodgersii) que consume gametofitos de algas marinas. Reina Veenhof
De espora a algas
El año pasado, investigadores de la Universidad de la Sorbona descubrieron que los isópodos (invertebrados marinos de unos 2-4 cm de longitud) pueden aumentar el éxito de la fertilización en el alga roja Gracilaria.
A medida que los isópodos se alimentan de pequeñas algas que crecen en las algas rojas, los espermatozoides de algas marinas se adhieren a sus cuerpos. Luego llevan este esperma a las algas marinas hembras, que pueden fertilizar los óvulos expuestos. A cambio, los isópodos obtienen comida y protección de los depredadores.
Imagen derecha: Reina Veenhof trabajando en el laboratorio con gametofitos y diminutos herbívoros oceánicos
Este año, el equipo de Reina Veenhof de la Southern Cross University encontró varios ejemplos de cómo las algas marinas mucho más grandes se reproducen con la ayuda de pequeños animales.
Los quelpos son las algas más grandes de nuestros entornos costeros. Proporcionan hábitat y refugio para muchas otras especies, pero su reproducción ha sido un misterio.
Tienen lo que se llama un ciclo de vida bifásico, donde dos organismos vivos separados se alternan para completar el ciclo de vida. Los organismos que forman su etapa de vida reproductiva se denominan gametofitos.
Los gametofitos crecen a partir de esporas liberadas por adultos. Los gametofitos masculinos y femeninos producen espermatozoides y óvulos, y cuando se fertilizan producen algas marinas bebés que se convierten en adultos.
Sin embargo, los gametofitos son de tamaño microscópico (alrededor de 0,5 mm). Al ser tan pequeños, puedes imaginar que encontrar otro gametofito para fertilizar requeriría una suerte increíble. Después de todo, el océano es muy grande y los gametofitos deben estar tan cerca como 1 mm para fertilizar con éxito.
Se ha asumido que los gametofitos deben existir en altas densidades en el océano, y es por eso que ocurre una fertilización exitosa.
Imagen: El micro caracol, Anachis atkinsoni, come algas microscópicas que luego fertilizan en sus excrementos. Reina Veenhof
Fertilización a través de los excrementos
Inicialmente, el equipo tenía curiosidad acerca de si los diminutos herbívoros suprimirían el éxito de la fertilización en las algas marinas al comer gametofitos.
Los herbívoros de invertebrados adultos, como los caracoles y los erizos, pueden dañar drásticamente los bosques de algas marinas. Así que querían averiguar si los juveniles jugaban un papel similar. Para su sorpresa, encontraron lo contrario.
Para su investigación, alimentaron con gametofitos a juveniles de dos especies de erizos, Tripneustes gratilla y Centrostephanus rodgersii, así como al micro caracol Anachis atkinsoni.
Descubrieron que los gametofitos podían sobrevivir a través del tracto intestinal de los herbívoros. Mantuvieron los gametofitos defecados durante algunas semanas y, finalmente, observaron que crecían muchas crías de quelpo de las heces de Tripneustes gratilla y Anachis atkinsoni. No están seguros de por qué no prosperaban crías de quelpo de los excrementos de Centrostephanus rodgersii (una especie que sobrepastorea las algas marinas en Tasmania).
Además, no fue fertilizado ninguno de los gametofitos mantenidos fuera de los excrementos. Esto significa que ser comido por pequeños invertebrados y terminar en sus excrementos es de alguna manera beneficioso para la reproducción del quelpo.
Los investigadores no saben exactamente por qué pasa esto. Creen que puede deberse a una mayor proximidad de los gametofitos a través de la ingestión, o al efecto de alguna señal química de los propios excrementos.
¿Dónde comenzó la reproducción mediada por animales?
Encontrar en el océano repetidos ejemplos de fertilización mediada por animales indica que este proceso podría haberse originado bajo el agua y no, como se pensaba anteriormente, en tierra.
En términos evolutivos, las algas marinas son mucho más antiguas que las plantas terrestres. Entonces, tal vez la relación única entre los animales y la biología reproductiva de las algas marinas se transmitió a las plantas terrestres.
Alternativamente, podría ser que la fertilización mediada por animales evolucionase de forma independiente varias veces a lo largo de la evolución de las plantas, tanto en tierra como bajo el agua.
Imagen: Excrementos de erizo y pequeñas algas marinas que crecen cerca de ellos. Reina Veenhof
En cualquier caso, los hallazgos están cambiando la forma en que vemos las interacciones entre algas y herbívoros. Los herbívoros de algas a menudo tienen una mala reputación por causar devastadoras pérdidas en los hábitats de quelpos y algas marinas.
Esta investigación destaca un impacto positivo: ¡Una historia de pastoreo de quelpos con un final feliz! Los pequeños herbívoros pueden cumplir un importante papel en la reproducción de las algas marinas, al asegurarse de que los gametofitos microscópicos en el gran océano puedan encontrarse entre sí y tener descendencia.
La investigación se ha publicado en el Journal of Phycology: Urchin grazing of kelp gametophytes in warming oceans
