Los pelos pegajosos de dos especies de plantas del género Saxifraga llevaron al célebre naturalista británico Charles Darwin a preguntarse si algunas de esas variedades podían ser carnívoras. En ese momento no pudo demostrarlo, pero más de 150 años después, científicos comprobaron que sus sospechas eran correctas.
Darwin propuso en 1875 que Saxifraga rotundifolia y S. umbrosa eran plantas insectívoras. Sus estructuras similares a pelos, llamadas tricomas glandulares, segregan una sustancia pegajosa y se asemejan a los pelos presentes en algunas plantas carnívoras. Sin embargo, para ser considerada carnívora, una planta debe atraer, atrapar y digerir insectos, y los experimentos de Darwin con plantas del género Saxifraga no lograron demostrar de forma concluyente que cumplieran con esos requisitos.
Un estudio publicado este martes en la revista Nature Communications puso a prueba la hipótesis de Darwin mediante experimentos con Saxifraga candelabrum, una planta de flor que crece en zonas montañosas de gran altitud en la parte sur de la meseta Qinghai-Tíbet y en los montes Hengduan, en las provincias chinas de Yunnan y Sichuan.
Mediante análisis químicos, los científicos demostraron que las plantas atraían a pequeños mosquitos mediante olores que les resultaban atractivos y luego digerían a las presas atrapadas utilizando una enzima llamada fosfatasa. El etiquetado isotópico, una técnica que permite identificar formas de un elemento con distintos pesos atómicos, mostró el traslado del nitrógeno-15 desde los insectos hacia las plantas que los disolvían, lo que evidenció un proceso directo desde la captura hasta la digestión.
Un análisis genético aclaró la relación de S. candelabrum con otras plantas carnívoras pegajosas, al revelar genes compartidos relacionados con características como la atracción de presas, la digestión y la absorción de nutrientes. Cuando los científicos ampliaron la investigación para incluir otros tipos de trampas, encontraron decenas de genes en distintos grupos de plantas relacionados con la digestión de restos de insectos. Según el autor principal del estudio, Hang Sun, profesor y director del Instituto de Botánica de Kunming de la Academia China de Ciencias en Beijing, estos datos podrían ayudar a los botánicos a identificar otras plantas que han ocultado su apetito por los insectos a simple vista.
“Algunas especies de plantas que anteriormente solo se conocían por tener pelos glandulares pegajosos o por atrapar insectos de manera incidental podrían tener capacidades aún no descubiertas para digerirlos y absorber sus nutrientes”, dijo Sun a CNN por correo electrónico. “Es probable que la carnívora esté mucho más extendida entre las angiospermas”, es decir, las plantas con flores, “de lo que se creía anteriormente, y en el futuro podrían descubrirse nuevos linajes de plantas carnívoras”.
Existen al menos 350.000 especies de plantas con flores y se sabe que más de 750 son carnívoras. Distintos tipos de carnívoras evolucionaron de forma independiente en 14 familias de plantas, un proceso conocido como evolución convergente. El estudio aporta información importante sobre este llamativo estilo de vida, afirmó la botánica Susan Myers, directora de horticultura y conservación del Jardín Botánico de Pittsburgh, quien no participó en la investigación.
“El diseño del estudio, que incluyó la identificación de la morfología necesaria y de las enzimas digestivas, y especialmente el rastreo del nitrógeno marcado, fue brillante”, dijo Myers por correo electrónico. “Lo que Darwin dedujo a partir de la observación y la inferencia, estos investigadores lo confirmaron con tecnología moderna”.
El coautor del estudio Douglas Soltis, profesor distinguido del Museo de Historia Natural de Florida y del Departamento de Biología de la Universidad de Florida, ha investigado la familia Saxifragaceae durante más de cuatro décadas y siempre se preguntó si algunas de estas plantas podían ser carnívoras, explicó a CNN por correo electrónico.
“Muchos miembros de la familia a la que pertenece Saxifraga tienen pelos glandulares pegajosos y con frecuencia se observan insectos atrapados en ellos”, dijo Soltis. Sin embargo, añadió que el hecho de que una planta atrape insectos con sus pelos no significa necesariamente que los esté digiriendo. Esos pelos también pueden funcionar como estructuras defensivas para protegerla de los animales herbívoros.
El trabajo comenzó del mismo modo que el de Darwin: observando las plantas y los insectos que quedaban atrapados en ellas, tanto en el campo como en condiciones controladas. La mayoría de las plantas maduras observadas por los investigadores capturaban decenas de insectos, con hasta 70 pequeños mosquitos adheridos a sus ramas pegajosas. Los científicos comprobaron que el aroma de las flores atraía a las presas mediante compuestos que previamente se habían identificado como atractivos para los insectos. Las moscas de mayor tamaño, que polinizaban las flores, no quedaban atrapadas en los pelos, lo que sugiere que solo eran capturados los polinizadores poco eficaces.
Los insectos contienen grandes cantidades de nitrógeno y, en muchos tipos de plantas carnívoras, uno de los principales motores de la evolución es la adaptación a hábitats donde el suelo es naturalmente pobre en nitratos, explicó Soltis.
“Estas plantas pueden realizar la fotosíntesis, es decir, producir su propio alimento. Pero necesitan nitratos”, señaló. “Cuando el suelo tiene pocos nitratos, esta es una de las adaptaciones que ha surgido”. La estrategia tiene sentido para S. candelabrum, que crece entre los 2.500 y los 3.300 metros sobre el nivel del mar en suelos rocosos, secos y pobres en nutrientes.
El hábitat alpino de esta especie representa una novedad entre las plantas carnívoras, añadió Soltis. “La mayoría vive en suelos pantanosos; basta pensar en las plantas jarra y las atrapamoscas”. Según Sun, una ventaja de crecer en zonas remotas y de gran altitud es que actualmente estas plantas no están amenazadas por el cambio climático ni por la actividad humana.
“Saxifraga candelabrum crece bien en las condiciones ambientales actuales y no es una especie amenazada, de acuerdo con el tamaño de su población y su área de distribución”, afirmó.
La carnívora en Saxifraga no fue la primera predicción de Darwin que más tarde se demostró correcta. Después de observar la orquídea estrella de Madagascar, Angraecum sesquipedale, cuyo tubo de néctar mide 30 centímetros de largo, Darwin escribió en 1862 que solo podía ser polinizada por “una enorme polilla con una probóscide extraordinariamente larga”, aunque nunca había visto un insecto así. Cuando murió en 1882, el misterioso polinizador seguía siendo desconocido. Sin embargo, en 1903 su hipótesis fue confirmada con el descubrimiento de la polilla de Madagascar Xanthopan morganii praedicta y su lengua, similar a una pajilla, de unos 30 centímetros de longitud. En 2021, el insecto fue reclasificado como Xanthopan praedicta.
Al retomar el trabajo donde Darwin lo dejó, los nuevos hallazgos recuerdan que la investigación científica “es un esfuerzo continuo que se transmite entre distintas épocas”, dijo Sun. “Nos permite apreciar la continuidad del legado académico de la investigación fundamental sobre la evolución de las plantas, que pasa de generación en generación”.
La identificación de S. candelabrum como una planta carnívora también demuestra que las plantas siguen guardando muchas sorpresas y que aún queda mucho por descubrir sobre ellas, afirmó Myers.
“Todavía apenas estamos arañando la superficie del conocimiento botánico”, concluyó.
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