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Los científicos han descubierto el clon más grande del mundo en Australia: una red masiva de praderas de pastos marinos que cubre más de 77 millas cuadradas (200 kilómetros cuadrados). La red de prados es en realidad una sola planta que se ha estado clonando continuamente durante casi 4.500 años.
Los investigadores encontraron el enorme clon mientras estudiaban la diversidad genética de los pastos marinos en Shark Bay, un cuerpo protegido de aguas poco profundas en Australia Occidental. Aprendieron que casi todos los prados de la región de la hierba de cinta de Poseidón (Posidonia australis) son genéticamente idénticos. Un análisis posterior reveló que, a diferencia de otras hierbas marinas de la zona, que se reproducen sexualmente, P.australis es en realidad clonación a través de una red subterránea de raíces ramificadas.
los P.australis El clon se extiende por alrededor de 112 millas (180 km) de extremo a extremo, aunque con algunos parches, «lo que lo convierte en el ejemplo más grande conocido de un clon en cualquier entorno en Tierraescribieron los investigadores en el estudio, que se publicó en línea el 31 de mayo en la revista Actas de la Royal Society B (se abre en una pestaña nueva). Eclipsa al poseedor del récord anterior: un clon de la hierba marina Posidonia oceánica en el Mediterráneo occidental, que se extiende alrededor de 9 millas (15 km).
«Es una sola planta» que ha podido crecer ininterrumpidamente, dijo a WordsSideKick.com la investigadora principal Elizabeth Sinclair, bióloga evolutiva de la Universidad de Australia Occidental. Si permanece intacto, el gigantesco clon podría continuar expandiéndose indefinidamente, agregó Sinclair, haciéndolo prácticamente inmortal.
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Expansión clónica
Los investigadores encontraron que el P.australis clon se estaba expandiendo a través de un proceso conocido como «extensión del rizoma horizontal», en el que una planta crea un retoño genéticamente idéntico a través de un tallo subterráneo, o rizoma, que luego desarrolla sus propias raíces y tallo. Cuando se ven desde la superficie, en este caso, el lecho marino arenoso, los grupos de pastos marinos parecen especímenes separados, pero a nivel genético son la misma planta.
Este es el mismo proceso que dio origen a Pando, un bosque de álamos temblorosos (Populus tremuloides) en Utah que en realidad es solo un enorme árbol interconectado.
Mientras que la P.australis los prados no forman un solo prado ininterrumpido, aún pueden considerarse una sola planta, dijo Sinclair. «Las plantas de pastos marinos pueden fragmentarse con el tiempo si hay daños o alteraciones, pero los fragmentos siguen siendo genéticamente idénticos», agregó. Es posible que el P.australis Los prados alguna vez estuvieron completamente conectados y pueden haber sido fragmentados por el pastoreo de animales marinos u olas de calor extremo, escribieron los investigadores en el estudio.
Según el tamaño y la edad de la P.australis prados, los investigadores sospechan que el clon está creciendo a un ritmo de alrededor de 6 a 14 pulgadas (15 a 35 centímetros) por año. Esto puede no parecer mucho, pero es un ritmo bastante rápido en comparación con el crecimiento de otras praderas de pastos marinos clonales, informaron los autores del estudio.
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En teoría, el clon podría seguir creciendo indefinidamente, dijo Sinclair, «siempre y cuando no se altere y el entorno no cambie demasiado rápido». Las condiciones casi prístinas de Shark Bay, que fue designada en 1991 como Área del Patrimonio Mundial por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), significan que P.australis ha permanecido relativamente intacto durante toda su vida, agregó.
Duplicación del genoma
Los investigadores sospechan que otra parte de la P.australis La historia de éxito se puede atribuir a un superpoder genético inusual entre las plantas que les permite hacer una copia adicional de su genoma, lo que duplica la cantidad de ADN pueden utilizar para adaptarse a cambios extremos en las condiciones ambientales.
La mayoría de los organismos en la Tierra son diploides, lo que significa que su ADN contiene un solo par de cromosomas. Sin embargo, este no es el caso para todos los organismos. Algunos organismos, como los machos de ciertas especies de abejas, tienen ADN que consta de cromosomas únicos desapareados, y estos organismos se conocen como monoploides. Algunos organismos, conocidos como poliploides, tienen dos o más pares de cromosomas.
Las plantas diploides pueden evolucionar rápidamente a poliploides al duplicar la cantidad de cromosomas que tienen, un proceso conocido como duplicación del genoma completo o poliploidía. Los investigadores sospechan que esto es lo que le sucedió a P.australis.
Hay dos formas en que una planta diploide puede convertirse en poliploide. Puede ocurrir cuando se reproducen dos especies separadas pero estrechamente relacionadas. En lugar de combinar el ADN de los padres como lo hace un híbrido estándar, la descendencia poliploide obtiene una copia completa del ADN de cada padre. Esto se conoce como alopoliploidía. Los poliploides también pueden surgir cuando dos individuos de poblaciones separadas de la misma especie se reproducen y la descendencia obtiene ambos conjuntos completos de ADN. Esto se conoce como autopoliploidía. En ambos casos, el proceso es completamente aleatorio y la descendencia se convierte en una nueva especie porque no puede reproducirse con otros individuos de la especie de sus padres.
En el caso de P.australislos investigadores determinaron que la hierba marina de autoclonación probablemente surgió a través de la autopoliploidía de un ancestro diploide que probablemente se haya extinguido.
Las plantas poliploides a veces se consideran «callejones sin salida evolutivos» porque muchas son estériles, lo que significa que no pueden reproducirse sexualmente, dijo Sinclair. Esto limita la capacidad de las plantas para mutar, que es una parte clave de la teoría de la evolución. Sin embargo, convertirse en poliploide puede actuar como una última oportunidad para las plantas que se enfrentan a la extinción debido a cambios ambientales extremos.
«La combinación de dos genomas diferentes esencialmente ha duplicado la diversidad genética en la planta, probablemente aumentando su capacidad para tolerar una gama más amplia de condiciones ambientales», dijo Sinclair.
Condiciones cambiantes
Hasta hace unos 8500 años, Shark Bay estaba en realidad sobre el nivel del mar y formaba parte de Australia continental. Pero el aumento del nivel del mar causado por el final del último período glacial, la edad de hielo más reciente que terminó hace unos 12.000 años, sumergió esa parte del continente. El hábitat marino recién creado se inundó con nuevas especies, como los pastos marinos.
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Sin embargo, Shark Bay habría sido un entorno muy inestable en ese momento debido a sus aguas poco profundas. Hoy en día, la profundidad promedio de Shark Bay es de alrededor de 30 pies (9 metros) en toda el área de 8,880 millas cuadradas (23,000 km cuadrados), pero habría sido aún menos profunda hace unos 4,500 años cuando P.australis surgió. Los océanos poco profundos son más vulnerables a los cambios extremos de temperatura y salinidad porque hay menos agua para distribuir y hacer circular el calor y los minerales. Sus ecosistemas también son más propensos a perturbaciones y daños por Tormentas tropicales que los entornos de aguas profundas.
En el estudio, los investigadores sugirieron que si P.australis se volvió poliploide antes de algún tipo de agitación ambiental extrema durante este período más turbulento, que dio P.australis una ventaja sobre sus predecesores diploides, que no pudieron sobrevivir a cualquier cambio que ocurriera.
Shark Bay continúa experimentando condiciones extremas hoy en día hasta cierto punto. Las temperaturas anuales pueden oscilar entre 63 y 86 grados Fahrenheit (17 y 30 grados Celsius), y el agua es muy salada. La poca profundidad de la bahía también significa que está en riesgo de olas de calor cada vez más poderosas causadas por cambio climático, y es potencialmente susceptible al daño de los ciclones. Sin embargo, el entorno es más estable de lo que era cuando P.australis surgió por primera vez.
P.australis probablemente ha continuado prosperando en el área durante milenios gracias a su resiliencia a los cambios ambientales; otras especies locales de pastos marinos que continúan reproduciéndose sexualmente, lo cual es energéticamente costoso y requiere mucho espacio disponible para que crezcan nuevas plantas, pueden ser menos resistentes, dijo Sinclair. Sin tener que competir por espacio o desviar energía a la reproducción, P.australis ha sido libre de clonarse a sí mismo a un ritmo constante y dominar el ecosistema local, agregó.
Publicado originalmente en Live Science.
