Así adquirieron las plantas carnívoras su gusto por la carne

El jarrito enano es una planta carnívora que crece en el sur de Australia. El dulce aroma de su néctar atrae a los insectos que, con la particular forma de jarrón de algunas de sus hojas, quedan atrapados. Lentamente, una enzimas digestivas descomponen al animal en sus nutrientes esenciales, de los que se alimenta la planta. La secuenciación ahora de su genoma ha permitido descubrir cómo esta y otras especies de plantas carnívoras desarrollaron el gusto por la carne.

Charles Darwin parece que no llegó a conocer al jarrito enano (Cephalotus follicularis). A pesar de que en su viaje a bordo del Beagle arribó a la misma zona del sudoeste australiano donde se da esta criatura, en su obra pionera sobre las plantas insectívoras no menciona a esta especie. Pero sí describe muchas otras. Ya entonces, el naturalista inglés vinculó la radical dieta de estos vegetales a una estrategia para sobrevivir a entornos hostiles. Incluso, postuló que estas plantas obtenían sus nutrientes más de la carne de los insectos que del suelo a través de las raíces.

Plantas insectívoras de tres continentes han recorrido el mismo camino evolutivo

"Obtienen en especial nitrógeno y fósforo, nutrientes esenciales para la planta", dice el catedrático de genética de la Universidad de Barcelona, Julio Rozas, "y es la respuesta de las plantas que viven en suelos muy pobres", añade. Rozas forma parte del grupo de científicos que han secuenciado el genoma del jarrito enano. La planta tiene la particularidad de que mientras parte de sus hojas son planas y tienen la tradicional misión de realizar la fotosíntesis, otras se moldean hasta formar el jarro que atrae, atrapa, digiere y absorbe a los insectos. Esta dualidad ha permitido comparar la expresión de los genes en unas hojas y en otras.

La investigación, publicada en Nature Ecology & Evolution, muestra que grupos de proteínas que en origen intervenían en el sistema defensivo del jarrito enano contra 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", comenta Rozas. Otra de las enzimas que ha desarrollado esta planta gracias a genes que han reorientado su misión es la fosfatasa ácida púrpura, que permite a la C. follicularis asimilar el fósforo que roba a sus víctimas.

Los investigadores también compararon las enzimas digestivas del jarrito enano con otras tres especies de plantas carnívoras de otros continentes. Las tres (la asiática Nepenthes alata, la americana Sarracenia purpurea o la también australiana, pero 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 han modificado casi los mismos genes y han vivido los mismos cambios moleculares. Las cuatro también sufren la misma presión selectiva, crecen en suelos pobres en nutrientes. Esto hace pensar en que la evolución tiene un número limitado de rutas evolutivas a seguir. Se trata de un ejemplo de convergencia evolutiva o evolución en paralelo.

El biólogo de la Universidad de Buffalo (EE UU) y coautor del estudio, Victor A. Albert, participó en 2014 en la secuenciación del genoma del café. Entonces 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 del presente estudio, la adictiva sustancia se debe al concurso de casi las mismas proteínas en los tres casos. Como dice ahora Albert, "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".