Muestras de ADN de una de las plantas más grandes y antiguas del mundo: el álamo temblón (gente aterrorizada) en Utah, llamado Pando, ayudó a los investigadores a determinar su edad y reveló pistas sobre su historia evolutiva.
Al secuenciar cientos de muestras del árbol, los investigadores confirmaron que la edad del pando oscila entre 16.000 y 80.000 años, confirmando suposiciones previas de que se encuentra entre los organismos vivos más antiguos de la Tierra. También pudieron rastrear patrones de variación genética repartidos por todo el árbol que proporcionan pistas sobre cómo se ha adaptado y evolucionado a lo largo de su vida. Los resultados se publicaron en el servidor de preimpresión bioRxiv el 24 de octubre.1. El trabajo aún no ha sido revisado por pares.
“Es muy emocionante estudiar un organismo tan extraordinario”, dice el coautor Rosen Pineau, genetista evolutivo de plantas de la Universidad de Chicago en Illinois. “Creo que es importante llamar la atención de la gente sobre las maravillas naturales del mundo”.
Un árbol muy grande
La planta Pando -cuyo nombre significa “difundir” en latín- está formada por unos 47.000 tallos que cubren una superficie de 42,6 hectáreas en el Bosque Nacional Fishlake, en Utah. Debido a la forma en que se reproduce la planta, este grupo de álamos es técnicamente un solo árbol, sostenido por un único y extenso sistema de raíces. Pando es triploide, lo que significa que sus células contienen tres copias de cada cromosoma, en lugar de dos. Como resultado, Pando no puede reproducirse sexualmente y mezcla su ADN con el de otros árboles y, en cambio, crea copias de sí mismo.
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Aunque este proceso genera descendencia genéticamente idéntica, aún pueden acumular mutaciones genéticas a medida que sus células se dividen. Los biólogos están interesados en estas diferencias porque proporcionan información sobre cómo ha cambiado la planta desde que surgió la primera plántula. Algunos estudios han explorado la propagación de nuevas mutaciones en plantas y hongos que se reproducen clonalmente, pero pocos han estudiado plantas centenarias como Pando.
“Me sorprende que no haya habido mucho interés genético en Pando, dado lo asombroso que es”, dice el coautor del estudio William Ratcliffe, biólogo evolutivo del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta.
Los investigadores recolectaron muestras de raíces, cortezas, hojas y ramas de todo el clon de Pando, así como de otros álamos no relacionados para comparar. Extrajeron ADN de las muestras, luego secuenciaron y analizaron una subsección del genoma.
Después de eliminar las variantes encontradas tanto en el árbol de Pando como en los árboles vecinos, así como las mutaciones encontradas en una sola muestra, los investigadores pudieron revisar casi 4.000 variantes genéticas que surgieron cuando Pando se clonó repetidamente durante miles de años.
El análisis de los patrones de estas mutaciones reveló resultados sorprendentes. “Se podría esperar que los árboles que están espacialmente cerca también lo estén genéticamente”, dice Pino. “Pero eso no es exactamente lo que encontramos. Encontramos una señal espacial, pero es mucho más débil de lo que esperábamos”. Los árboles que estaban físicamente juntos compartían más mutaciones similares que los que estaban lejos, pero sólo un poco más. En una escala más pequeña, de 1 a 15 metros, la tendencia fue más fuerte, con tallos más juntos que tenían muchas más mutaciones en común. La planta de Pando cubre un área de más de 40 hectáreas, “pero casi parece ser una planta bien-. Un cuenco variado de información genética”, dice Ratcliffe.
Mecanismo de protección
Al introducir los datos genéticos de Pando en un modelo teórico que traza el linaje evolutivo del organismo, los investigadores también estimaron la edad de Pando. Estimaron que esto ocurrió hace entre 16.000 y 80.000 años. “Hace que el Imperio Romano parezca algo muy reciente”, dice Ratcliffe.
El equipo también tuvo en cuenta las razones de la notable resistencia del árbol. Pino dice que el hecho de que Pando sea triploide puede dar lugar a “células más grandes, organismos más grandes y una mejor aptitud física”, y que los clones existentes pueden ser más duraderos que los nuevos descendientes híbridos.
Los hallazgos sugieren que “las plantas y los árboles tienen un mecanismo para proteger el genoma” de la acumulación de mutaciones genéticas dañinas, una sugerencia “bastante útil”, dice Philippe Raymond, que investiga las interacciones entre plantas y herbívoros en la Universidad de Lausana en Suiza. Interesante para muchos científicos”. Añade que futuros estudios podrían buscar este mecanismo preciso a nivel celular.
Ratcliffe también está interesado en realizar más estudios sobre la historia genética de Pando. “Me gustaría invitar a la gente a trabajar con este tipo de organismos”, afirma.