La fanerógama marina Posidonia australis tiene el doble de cromosomas que sus parientes
La próxima vez que vayas a bucear o hacer esnórquel, observa de cerca esas cintas maravillosamente largas y de color verde brillante que se mueven con el flujo y reflujo del agua. Son praderas marinas: plantas marinas que producen flores, frutos y plántulas anualmente, como sus parientes terrestres.
Estas praderas submarinas de fanerógamas marinas crecen de dos formas: por reproducción sexual, que les ayuda a generar nuevas combinaciones de genes y diversidad genética, y también por extensión de sus rizomas, los tallos subterráneos de los que emergen raíces y brotes.
Para saber cuántas plantas individuales diferentes crecen en una pradera de fanerógamas marinas, debes analizar su ADN. Los científicos hicieron esto para las praderas de fanerógamas marinas llamadas Posidonia australis en las aguas poco profundas bañadas por el sol del Área del Patrimonio Mundial de Shark Bay, en Australia Occidental.
El resultado les dejó boquiabiertos: todo era una sola planta. Una sola planta se ha expandido en un tramo de 180 km (110 millas), lo que la convierte en la planta más grande conocida en la Tierra.
Imagen derecha: Muestreo de Posidonia. Raquel austin
Recolectaron muestras de brotes de diez praderas marinas de Shark Bay, en aguas donde los niveles de sal van desde la salinidad normal del océano hasta casi el doble de salada. En todas las muestras, estudiaron 18.000 marcadores genéticos para mostrar que 200 km² (77 millas cuadradas) de praderas de fanerógamas se expandieron a partir de una sola plántula colonizadora.
¿Cómo evolucionó?
Lo que hace que esta hierba marina sea única de las demás, además de su enorme tamaño, es que tiene el doble de cromosomas que sus parientes. Esto la convierte en lo que los científicos llaman un "poliploide".
La mayoría de las veces, una plántula de hierba marino heredará la mitad del genoma de cada uno de sus padres. Los poliploides, sin embargo, portan el genoma completo de cada uno de sus padres.
Hay muchas especies de plantas poliploides, como patatas, canola y plátanos. En la naturaleza suelen residir en lugares con condiciones ambientales extremas.
Los poliploides a menudo son estériles, pero pueden continuar creciendo indefinidamente si no se les molesta. Esta hierba marina ha hecho precisamente eso.
¿Qué edad tiene esta planta?
Las dunas de arena de Shark Bay se inundaron hace unos 8.500 años, cuando el nivel del mar subió después de la última edad de hielo. Durante los siguientes milenios, las praderas de fanerógamas marinas en expansión formaron bancos costeros poco profundos y alféizares mediante la creación y captura de sedimentos, lo que hizo que el agua fuera más salada.
También hay mucha luz en las aguas de Shark Bay, así como bajos niveles de nutrientes y grandes fluctuaciones de temperatura. A pesar de este entorno hostil, la planta ha podido prosperar y adaptarse.
Imagen: Las aguas poco profundas y saladas de Shark Bay. Fotografía, Ángela Rossen.
Es un desafío determinar la edad exacta de una pradera de hierbas marinas, pero los científicos estiman que la planta de Shark Bay tiene alrededor de 4.500 años, según su tamaño y tasa de crecimiento.
Se han reportado otras plantas enormes tanto en sistemas marinos como terrestres, como un álamo temblón de 6.000 toneladas en Utah, pero esta hierba marina parece ser la más grande hasta la fecha.
También se han encontrado otras enormes plantas marinas, incluida una hierba marina mediterránea estrechamente relacionada llamada Posidonia oceanica, que cubre más de 15 km y puede tener alrededor de 100.000 años.
¿Por qué importa esto?
En el verano de 2010/11, una fuerte ola de calor golpeó los ecosistemas terrestres y marinos a lo largo de la costa de Australia Occidental.
Las praderas de fanerógamas marinas de Shark Bay sufrieron daños generalizados por la ola de calor. Sin embargo, las praderas de hierba cinta han comenzado a recuperarse.
Esto es algo sorprendente, ya que esta hierba marina no parece reproducirse sexualmente, lo que normalmente sería la mejor manera de adaptarse a las cambiantes condiciones.
Imagen derecha Flores que emergen de la Posidonia australis. Angela Rossen,
Los investigadores han observado flores de hierbas marinas en los prados de Shark Bay, lo que indica que los praderas marinas son sexualmente activas, pero sus frutos (el resultado del sexo exitoso de hierbas marinas) rara vez se ven.
Nuestra planta única puede, de hecho, ser estéril. Esto hace que su éxito en las aguas variables de Shark Bay sea todo un enigma: las plantas que no tienen sexo tienden a tener también bajos niveles de diversidad genética, lo que debería reducir su capacidad para lidiar con entornos cambiantes.
Sin embargo, sospechan que la pradera marina de Shark Bay tiene genes que se adaptan muy bien a su local pero variable entorno, y tal vez por eso no necesita tener relaciones sexuales para tener éxito.
Incluso sin una floración y producción de semillas exitosas, la planta gigante parece ser muy resistente. Experimenta una amplia gama de temperaturas del agua (de 17 a 30 grados Celsius – 62 a 86 grados Fahrenheit – en algunos años) y niveles de sal.
A pesar de estas condiciones variables y los altos niveles de luz (que suelen ser estresantes para las algas marinas), la planta puede mantener sus procesos fisiológicos y prosperar. Entonces, ¿Cómo se las arregla?
La hipótesis de los científicos es que esta planta tiene una pequeña cantidad de mutaciones somáticas (cambios genéticos menores que no se transmiten a la descendencia) a lo largo de su rango de 180 km que la ayudan a persistir en las condiciones locales.
Sin embargo, esto es solo una corazonada y están abordando esta hipótesis de forma experimental. Han establecido una serie de experimentos en Shark Bay para comprender realmente cómo sobrevive y prospera la planta en condiciones tan variables.
Imagen: Experimentos de trasplante. Martin Breed
El futuro de las praderas marinas
Los praderas marinas protegen nuestras costas del daño de las tormentas, almacenan grandes cantidades de carbono y brindan un hábitat para una gran diversidad de vida silvestre. Conservar y también restaurar las praderas de fanerógamas marinas tiene un papel vital en la mitigación y adaptación al cambio climático.
Los praderas marinas no son inmunes a los impactos del cambio climático: el aumento de las temperaturas, la acidificación de los océanos y los fenómenos meteorológicos extremos son un importante desafío para ellas.
Sin embargo, la imagen detallada que ahora tenemos de la gran resiliencia de las fanerógamas marinas gigantes de Shark Bay nos brinda la esperanza de que seguirán existiendo durante muchos años, especialmente si se toman medidas serias contra el cambio climático.
La investigación se ha publicado en Proceedings of the Royal Society B: Extensive polyploid clonality was a successful strategy for seagrass to expand into a newly submerged environment
Imagen de cabecera: La fanerógama Posidonia australis. Fotografía, Rachel Austin (ver imagen ampliada)
