Algunas plantas han desarrollado una sorprendente estrategia para atraer polinizadores: emiten un olor fétido que recuerda a carne podrida o estiércol. Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo estas plantas producen este olor desagradable, que típicamente se asocia con la materia orgánica en descomposición. Sin embargo, investigaciones recientes han descubierto un fascinante mecanismo genético detrás de esta adaptación evolutiva.
Las plantas que huelen a carne podrida o estiércol atraen moscas para la polinización, una adaptación fascinante. Hasta hace poco, el mecanismo detrás de esta peste a carroña, típicamente asociada con la descomposición bacteriana, seguía siendo un misterio.
Investigadores han descubierto que varios linajes de plantas evolucionaron independientemente la capacidad de producir este olor fétido a través de una modificación genética específica. Este hallazgo, publicado en Science el 8 de mayo, arroja luz sobre un notable truco evolutivo.
La clave de esta transformación reside en el gen SBP1. El proceso comenzó con la duplicación de este gen, un evento común en la evolución en varios organismos, incluidos los humanos.
Después de la duplicación, la copia extra de SBP1 sufrió mutaciones. Estas mutaciones implicaron alteraciones en la secuencia de aminoácidos de la enzima producida por el gen.
En el caso del jengibre silvestre (Asarum simile) y el arbusto eurya de Asia Oriental (Eurya japonica), fueron necesarios tres cambios de aminoácidos para producir el olor característico. Por el contrario, la col de mofeta asiática (Symplocarpus renifolius) requirió solo dos cambios de aminoácidos para lograr el mismo efecto.
El gen SBP1 original produce una enzima que descompone el metanetiol, un químico conocido por su olor desagradable. Este mismo compuesto es responsable del mal aliento, o halitosis, en algunos individuos.
La enzima original, que se encuentra en humanos, animales y plantas, convierte el metanetiol en peróxido de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno y formaldehído.
Sin embargo, las enzimas mutadas en las plantas malolientes realizan una función diferente. En lugar de descomponer el metanetiol, unen dos moléculas de metanetiol, formando disulfuro de dimetilo.
El disulfuro de dimetilo es el químico responsable del olor pútrido a carne podrida. Curiosamente, este mismo compuesto fue detectado en la atmósfera del exoplaneta K2-18b por el Telescopio Espacial James Webb, lo que sugiere la posibilidad de vida extraterrestre.
La capacidad de producir disulfuro de dimetilo se ha ganado y perdido múltiples veces dentro de las especies de Asarum, con los investigadores estimando más de 18 instancias. Esto sugiere un proceso evolutivo dinámico.
Además, el equipo de investigación encontró evidencia que indica que las plantas están bajo presión evolutiva para producir esta molécula maloliente. Esto sugiere una ventaja selectiva para las plantas que pueden atraer moscas para la polinización.
Este descubrimiento destaca el papel de las copias imperfectas de genes en la conducción de la innovación evolutiva. Los genes duplicados pueden mutar sin necesariamente interrumpir la función del gen original, proporcionando oportunidades para la aparición de nuevos rasgos.
Este mecanismo no es exclusivo de estas plantas malolientes. Por ejemplo, las plantas de amapola desarrollaron la capacidad de producir morfina a través de un proceso similar de duplicación y mutación de genes.
Investigadores descubrieron que varias plantas desarrollaron independientemente un olor a “carne podrida” para atraer moscas polinizadoras, duplicando y modificando un solo gen (SBP1). Este gen produce disulfuro de dimetilo en lugar de descomponer el metanetiol, el compuesto causante del olor. Este ejemplo de innovación evolutiva destaca cómo la duplicación y mutación genética impulsan el desarrollo de nuevos rasgos y subraya las complejas adaptaciones de las plantas para prosperar.
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