Cómo un pigmento presente en la remolacha favoreció la adaptación de plantas a ambientes secos

Un estudio de la Universidad de Michigan vinculó la betalaína, un pigmento presente en la remolacha, con la adaptación de plantas con flores a ambientes secos, donde analizó la evolución de especies del grupo Caryophyllales y su relación con la tolerancia a la sequía.

La investigación publicada en la revista New Phytologist sostiene que ese pigmento rojo habría servido como una base biológica para que distintas plantas colonizaran zonas áridas y, con el tiempo, desarrollaran otras características asociadas a la supervivencia en condiciones hostiles.

Se centró en un grupo de organismos vegetales con flores que incluye unas 4.500 especies. Entre ellas hay numerosos ejemplares capaces de soportar la falta de agua, un rasgo que ya había sido relacionado en estudios previos con la presencia del compuesto.

La relación entre pigmentación y escasez hídrica

El estudio fue dirigido por Tom Carruthers, investigador que realizó el trabajo como posdoctorado en la Universidad de Miami y que actualmente se desempeña en el University College Dublin.

El equipo examinó si la presencia de ese colorante natural no solo coincidía con la tolerancia a la sequía, sino si además había facilitado la aparición de otros rasgos adaptativos.

Para hacerlo, los investigadores construyeron un árbol evolutivo del grupo, incorporando especies actuales y fósiles. Después clasificaron a las plantas según tres variables: si producían o no betalaínas, si eran o no suculentas y si toleraban o no ambientes secos.

A partir de esa reconstrucción, el equipo detectó una relación estrecha entre la evolución del pigmento y la resistencia a la falta de agua. El investigador señaló que “la evolución de las betalaínas en las Caryophyllales está estrechamente relacionada con la tolerancia a la sequía”, y agregó que esa pigmentación parece aumentar con mayor velocidad en los linajes que adquieren esa capacidad.

Una base para la suculencia

Uno de los puntos centrales del trabajo es la idea de que este compuesto pudo actuar como una condición previa para la evolución de la suculencia.

Ese término se refiere a hojas o tallos gruesos y carnosos que almacenan líquido, una característica visible en muchas plantas adaptadas a climas secos.

Carruthers explicó que “la suculencia es una adaptación muy costosa en la mayoría de los casos: se desarrollan hojas muy gruesas que se llenan de agua, lo que conlleva muchos gastos”.

El investigador sostuvo que “es probable que las betalaínas permitan a las plantas comenzar a habitar estas condiciones secas”. Según su planteo, ese proceso habría favorecido más tarde la evolución de suculentas dentro de ese grupo botánico.

El rasgo apareció varias veces en la historia evolutiva del grupo

Otro de los hallazgos destacados fue que el pigmento no surgió una sola vez. El equipo observó que evolucionó de manera independiente en distintas especies al comienzo de la historia del conjunto, un dato que llamó la atención de los autores por su repetición en linajes adaptados a entornos áridos.

El coautor Stephen Smith, científico de la Universidad de Miami y profesor de ecología y biología evolutiva, explicó que desde hace tiempo le interesaba la cantidad de ramas de ese grupo que lograron instalarse por separado en zonas extremadamente secas.

“Queríamos comprender si ciertos rasgos habían hecho posibles esas transiciones repetidas”, indicó el científico. Para los investigadores, el hecho de que la betalaína aparezca una y otra vez en especies que dieron ese salto refuerza la posibilidad de que no se trate solo de una coincidencia, sino de un factor que contribuyó a esas adaptaciones.

Un posible rol frente al estrés

El trabajo también planteó posibles explicaciones sobre cómo actúa este pigmento. Carruthers señaló que las betalaínas podrían ayudar a absorber subproductos metabólicos dañinos que las plantas generan cuando están sometidas a estrés, por ejemplo por falta de agua, salinidad o una fotosíntesis alterada.

Además, recordó que ensayos de laboratorio ya habían mostrado que una acumulación de la sustancia dentro de una célula vegetal podría facilitar la captación de líquido desde el entorno. Esa posibilidad suma otra pista sobre su papel en escenarios de escasez hídrica.

Los autores también relacionaron esta sustancia con otro rasgo poco comprendido del grupo: los haces medulares, un tejido vascular particular que recorre el tallo de muchas especies de esta variedad.

Carruthers dijo que “nadie comprende del todo la función de este tejido, pero es razonable hipotetizar que está relacionado con el transporte o el almacenamiento de agua”.

Una mirada más amplia sobre la evolución vegetal

Según el estudio, la mayoría de las especies que presentan esa vasculatura particular también tienen pigmentación con betalaína. Para el equipo, ese cruce de características refuerza la idea de que algunos rasgos discretos o menos visibles pudieron preparar el terreno para cambios posteriores más notorios.

Smith señaló que muchas veces la atención se concentra en organismos vegetales como los cactus por sus tallos gruesos o su capacidad de almacenar agua, pero sostuvo que esas adaptaciones visibles pudieron depender antes de innovaciones menos evidentes.

En ese sentido, afirmó que “nuestro estudio nos ofrece una visión mucho más completa de cómo las plantas llegaron a colonizar algunos de los entornos más hostiles de la Tierra”.

Los resultados apuntan a reconstruir no solo qué características tienen hoy estas especies, sino también qué cambios previos hicieron posible su supervivencia en el desierto.