Naturaleza extraña: cómo las plantas carnívoras comenzaron a alimentarse de carne

Un insecto deambula con normalidad por el sureste de Australia cuando, de repente, un dulce aroma lo atrae y lo obliga acercarse hacia una planta, conocida como "jarrito enano" por la particular forma de algunas de sus hojas. Inmediatamente queda atrapado y en un proceso lento pero sin pausa, las enzimas digestivas de la Cephalotus follicularis lo descomponen en sus nutrientes esenciales y se alimenta de ellos.

Si bien hace tiempo que se estudia el mecanismo de alimentación de las plantas, la secuenciación de su genoma ha permitido descubrir cómo ésta y otras especies desarrollan desde sus orígenes el gusto -o la necesidad- de "comer carne".

El célebre naturalista inglés Charles Darwin, en su viaje a bordo del Beagle, arribó en aquel tiempo a la zona donde se da este especie vegetal pero, en su obra pionera sobre las plantas insectívoras, no menciona esta especie, aunque describe muchas otras. Por ese entonces Darwin sostenía que la dieta de estas plantas estaba relacionada con una estrategia de sobrevivir en entornos hostiles y que, incluso, obtenían más nutrientes de los insectos que de sus raíces.

"Obtienen en especial nitrógeno y fósforo, nutrientes esenciales para la planta, y es la respuesta de las plantas que viven en suelos muy pobres", señaló el catedrático de genética de la Universidad de Barcelona, Julio Rozas, quien forma parte del grupo de científicos que han secuenciado el genoma del jarrito enano.

La planta tiene la particularidad, además, de que mientras parte de sus hojas son planas y tienen la tradicional misión de realizar la fotosíntesis, otras se moldean hasta lograr la forma de "jarro" que puede atraer, atrapar, digerir y absorber a los insectos. Esta dualidad fue la que permitió comparar la expresión de los genes en unas hojas y en otras.

La investigación, publicada en la revista Nature Ecology & Evolution, demostró que ciertos grupos de proteínas que en los orígenes intervenían en el sistema defensivo de la planta contra agentes patógenos, o para lidiar con el estrés vegetal, ahora se dedican a producir enzimas digestivas. "Por ejemplo, la quitinasa básica, que descompone la quitina del exoesqueleto de los insectos", comentó Rozas. Otra "nueva" enzima de esta planta gracias a los genes que reorientaron su misión es la fosfatasa ácida púrpura, que le permite asimilar el fósforo que toma de sus presas.

Los investigadores también compararon las enzimas digestivas del "jarrito enano" con otras tres especies de plantas carnívoras de otros continentes. Pero tanto la asiática Nepenthes alata, la americana Sarracenia purpurea como la australiana del norte, Drosera adelae, pertenecen a linajes distintos de la C. follicularis y divergieron hace unos 100 millones de años.

A pesar de la distancia geográfica y evolutiva, las cuatro plantas modificaron casi los mismos genes y vivieron los mismos cambios moleculares. Podría ser, en parte, porque las cuatro también sufren la misma presión selectiva, ya que crecen en suelos pobres en nutrientes. Esto sería así un ejemplo de lo que se conoce como convergencia evolutiva o evolución en paralelo.

Victor A. Albert, biólogo de la Universidad de Buffalo, Estados Unidos, y coautor del estudio, participó en 2014 en la secuenciación del genoma del café. Entonces los científicos comprobaron esta evolución en paralelo con la cafeína. Presente en el cacao, el té y el café, tres plantas tan separadas entre sí como las carnívoras que analizó este estudio, la adictiva sustancia se debe a la existencia de casi las mismas proteínas en los tres casos. "Plantas que tienen un conjunto de herramientas genéticas y están tratando de tener la respuesta al problema de cómo convertirse en carnívoras, al final acaban encontrando la misma solución", concluyó Albert.

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