La planta más antigua esta amenazada por el cambio climático. En el estudio, los científicos describen los rasgos genéticos que protegen al musgo de las condiciones ambientales extremas. Al mismo tiempo, documentan cómo el cambio climático alteró en gran medida el hábitat natural de esta especie altamente especializada en tan solo unos años.
Endémico y altamente evolutivo
El género Takakia comprende solo dos especies. Ambas viven juntas y se encuentran solo en la meseta tibetana. Más conocido como el «techo del mundo», tiene su propia y particular biodiversidad.
Allí, el Prof. Dr. Xuedong Li, uno de los dos primeros autores del estudio, descubrió poblaciones de la especie Takakia lepidozioides a una altitud de más de cuatro mil metros en 2005. Desde entonces, el equipo ha estudiado a este musgo en las montañas y en el laboratorio durante más de una década.
En la meseta tibetana, el Takakia está enterrada bajo la nieve durante ocho meses al año y expuesta a altos niveles de radiación ultravioleta. Para sobrevivir allí, los seres vivos necesitan adaptaciones especiales.
El Takakia ha evolucionado durante los últimos 65 millones de años. Porque desde entonces esta región de la Tierra se ha elevado continuamente por la deriva continental, haciendo que el hábitat del musgo sea cada vez más extremo.
“Estos registros de tiempo geológico nos ayudan a rastrear la adaptación gradual a una vida en altitudes elevadas en el genoma del Takakia.” Esto lo explica Reski. En el estudio actual, su equipo investigó qué vías de señalización biológica protegen a las células del musgo de la congelación y la radiación ultravioleta mutagénica, entre otras cosas.
La planta terrestre viva más antigua
El musgo, que tiene solo unos pocos milímetros de tamaño, es de particular interés para los investigadores porque su afiliación sistemática no estuvo clara durante mucho tiempo. Ya que combina características de algas y musgos.
“Ahora hemos podido demostrar que Takakia es un musgo que se separó de los demás de su especie hace 390 millones de años, poco después de la aparición de las primeras plantas terrestres. Nos sorprendió descubrir que Takakia tiene el mayor número conocido de genes de rápida evolución bajo selección positiva”, dice He.
Otra sorpresa fue que la forma especial de Takakia ya se podía encontrar en fósiles de 165 millones de años de Mongolia Interior. Estos proporcionan a los biólogos otra valiosa referencia temporal porque muestran que los cambios genéticos que afectan a la morfología evolucionaron hace más de 165 millones de años. Y lo hicieron en condiciones ambientales muy diferentes.
Entre estas peculiaridades se encuentra un modo de funcionamiento, atípico para las plantas, de la molécula señalizadora auxina, que controla el crecimiento y desarrollo de las plantas. “Aunque el genoma de Takakia está evolucionando tan rápidamente, la morfología no ha cambiado de forma reconocible durante más de 165 millones de años. Esto hace que Takakiaun verdadero fósil viviente. Este contraste aparente entre la forma inalterada y el genoma que cambia rápidamente es un desafío científico para los biólogos evolutivos”, describe Reski.
Protección contra la radiación UV
Los rasgos genéticos que influyen en el procesamiento de las señales de estrés y la regulación de ciertos procesos metabólicos, por otro lado, son más jóvenes. Este estudio demostró que surgieron solo después del levantamiento de la meseta tibetana.
Los investigadores pudieron reconstruir su adaptación gradual en la naturaleza durante los últimos 50 millones de años. Y mostrar cómo protegen las células del musgo de las influencias ambientales dañinas. “Por ejemplo, Takakia regula su metabolismo para acumular moléculas como flavonoides y ácidos grasos insaturados. Estos le protegen contra la dañina radiación UV y los radicales libres”, explica.
«Vemos en el genoma que las moléculas de señalización que regulan la reparación del ADN, la fotosíntesis y los mecanismos contra el estrés oxidativo están bajo una selección positiva particularmente fuerte. Y han evolucionado y cambiado mucho en los últimos millones de años».
En grave peligro por el cambio climático
La planta más antigua tuvo muchos millones de años para adaptarse a la disminución de las temperaturas. Y al aumento de la intensidad de la radiación. Pero en la actualidad su hábitat ahora está cambiando en cuestión de décadas.
Desde que comenzaron las mediciones en 2010, los investigadores constataron un aumento de temperatura promedio de casi medio grado Celsius por año. Al mismo tiempo, el glaciar cercano a los sitios de muestreo retrocedió casi 50 metros por año. Todo ello consecuencia directa del calentamiento global antropogénico.
Este musgo altamente especializado no lo tiene fácil a la hora de lidiar con este aumento de temperatura. Los expertos comprobaron que las poblaciones de Takakia se redujeron significativamente durante el período de estudio. Mientras que otras especies de plantas se beneficiaron del calentamiento.
Para los investigadores es probable que esta tendencia continúe, lo cual resulta poco alentador. “Nuestro estudio muestra lo valiosa que es la especia Takakia para rastrear la evolución de las plantas terrestres más antiguas. La disminución de la población que encontramos es aterradora”, dice Hu.
“Takakia ha visto ir y venir a los dinosaurios. Ha presenciado la evolución del resto de las especies, incluidos los humanos. Ahora podemos aprender algo sobre la resiliencia y la extinción de este pequeño musgo”, concluye Reski.
