Els científics finalment resolen el "misteri abominable" de Charles Darwin

Durant molts anys, Charles Darwin estava obsessionat per les flors. El 1859, el naturalista va publicar la seva obra més famosa, Sobre l’origen de les espècies, el llibre que generalment es considera la base de la biologia evolutiva. Però 20 anys després, encara li molestava una cosa gran: d’on venien totes les flors? En una carta dirigida al botànic Joseph Dalton Hooker el 1879, Darwin va denominar a aquest problema un "misteri abominable". Podria semblar una ximpleria, però Darwin realment no podria explicar com les plantes amb flors, conegudes com a angiospermes, havien estat dominades tan ràpidament per sobre de les més angiospermes primitius: un grup que inclou pins i palmeres.

El registre fòssil ens mostra que fa uns 100 milions d’anys, durant el període del Cretaci, una enorme varietat d’angiospermes va sorgir i va substituir les gimnospermes com el tipus dominant de plantes a la Terra. Aquesta sobtada abundància de plantes - els avantpassats de la lavanda moderna, el blat, les roses, les magnòlies, les margarides, etc. - van enfrontar la teoria de Darwin de que les noves espècies sorgien molt lentament al llarg del temps com a resultat de pressions selectives. Les hipòtesis actuals suggereixen que la majoria d’angiospermes van evolucionar al costat dels insectes o altres animals que els pol·linitzen, sense els quals no és possible que les plantes produeixin fruits que portin llavors. Però aquestes hipòtesis no expliquen el boom èpic de les angiospermes antigues.

En un article publicat el dijous a la revista PLOS Biology, un parell de científics van proposar una resposta al misteriós abominable de per què les angiospermes van substituir les gimnospermes tan bruscament. Kevin Simonin, professor ajudant d’ecologia i evolució a la Universitat Estatal de San Francisco i Adam Roddy, presenten evidències que tot es redueix a l’eficiència de les cèl·lules. El secret de l’èxit de l’angiosperma, diuen, és una reducció ràpida de les cèl·lules de les plantes que comencen fa uns 140 milions d’anys. Aquesta reducció va augmentar dramàticament la seva eficiència. Una vegada que les angiospermes eren molt més eficients, el seu domini dels ecosistemes terrestres només era qüestió de temps.

L’equip d’investigació va arribar a aquesta conclusió examinant la mida relativa dels genomes en les angiospermes i les gimnospermes, a continuació, comparant aquests números amb la capacitat de captura de diòxid de carboni de les plantes i l’eficiència de la transferència de líquids. Les mides de les cèl·lules poden variar molt a causa de diversos factors, però la mida del genoma és un fort predictor de la mida de les cèl·lules. Per tant, van concloure que un genoma més petit significa una cèl·lula més petita i, per tant, es poden empaquetar més cèl·lules en el mateix volum de teixit vegetal, permetent a una planta obtenir més diòxid de carboni i aigua, produint així més hidrats de carboni que generin energia i impulsin el creixement..

La fotosíntesi és una part important d’aquesta imatge, ja que, com tots sabem, les plantes necessiten la llum solar per convertir l’aigua i el diòxid de carboni en hidrats de carboni. Investigacions anteriors han demostrat que les capacitats fotosintètiques més altes de les angiospermes els van ajudar a créixer molt més ràpidament que els seus cosins de gimnospermes, però aquest nou estudi ens mostra com les angiospermes van aconseguir aquest alt nivell d’eficiència.

Així, tot i que la coevolució amb pol·linitzadors va tenir un gran paper en els mecanismes específics de l’evolució de l’angiosperma, Simonin i Roddy diuen que hi ha alguna cosa comú a totes aquestes plantes, alguna cosa fonamental per a la seva arquitectura biofísica, que els ha permès fer-se càrrec del món. Potser aquesta investigació facilitaria la ment de Darwin. Però, probablement, només tindria noves preguntes.

Resum: L’origen abrupte i la ràpida diversificació de les plantes amb flors durant el Cretaci s’ha considerat durant molt temps un "misteri abominable". Mentre que la causa de la seva alta diversitat s’ha atribuït en gran part a la coevolució amb pol·linitzadors i herbívors, la seva capacitat de competir amb les falgueres prèviament dominants i gimnospermes ha estat objecte de moltes hipòtesis. Entre aquests, és comú que les angiospermes soles desenvolupin fulles amb estomes més petits i més nombrosos i xarxes de venació més ramificades que permeten taxes de transpiració, fotosíntesi i creixement més elevades. No obstant això, com les angiospermes empaqueten les seves fulles amb estomes més petits i abundants i amb més venes es desconeix, però es vincula, es mostra, a simples restriccions biofísiques de la mida de les cel·les. Només els llinatges d’angiospermes van sofrir un ràpid reduït del genoma durant el període del Cretaci primerenc, la qual cosa va facilitar la reducció de la grandària de la cèl·lula necessària per embolicar més venes i estomes a les seves fulles, apropant de manera efectiva la productivitat primària actual al seu màxim potencial. Per tant, l’augment de les competències competitives de l’angiosperma s’explica en gran part per la reducció del genoma.