Plantas parásitas y otras rebeldías botánicas

Las plantas parásitas representan aproximadamente el 1.5% de todas las especies de plantas con flor, lo que da un total de cerca de 4,750 especies. La diversidad de estas plantas, así como algunos aspectos de su biología y evolución, han atraído la atención de varios naturalistas e investigadores —¡incluyéndome a mí! Uno de los puntos centrales en la discusión sobre la evolución de plantas parásitas a partir de ancestros no parásitos es el desarrollo y funcionamiento del haustorio. Este es el órgano que promueve la fijación, penetración y conexión entre la planta parásita y su hospedero: “la idea misma del parasitismo”.

La interpretación prevalente es que el haustorio es una raíz modificada ya que lleva a cabo las mismas dos funciones básicas: fijación al sustrato y absorción de nutrientes. El haustorio y las raíces también son similares por su origen morfológico ya que emergen, o bien de otras raíces o del eje radicular de una plántula. Sin embargo, este no siempre es el caso. En algunas plantas parásitas, como en las barbas de camarón (Cuscuta), el haustorio no se origina de raíces, sino de tallos trepadores. En este caso, se interpreta como una raíz adventicia, reducida y modificada. Así parecería que los paralelismos entre el haustorio y las raíces son muy claros y sencillos hasta que uno comienza a indagar más profundamente.

Los análisis del transcriptoma sugieren que, durante el curso de la evolución, el haustorio pudo haber cooptado genes normalmente expresados en raíces y en tejido floral. Estos datos indican la existencia de una situación aún más compleja, a pesar de que estos reportes provienen de pocas especies de la familia Orobanchaceae. Pero las moléculas de ARN no son las únicas pistas para resolver esta crisis de identidad. Los estudios sobre el desarrollo y estructura del haustorio podrían ser también especialmente útiles para elucidar la naturaleza del haustorio. Con esto en mente, analicé y comparé la morfología, ontogenia y anatomía de 12 clados diferentes que incluyen plantas parásitas.

Con mi análisis, encontré que existe un alto grado de convergencia en la topología de los tejidos de los haustorios. A pesar de su gran diversidad morfológica, los haustorios de las diferentes plantas parásitas son más similares entre ellos que entre otros órganos vegetales en términos de organización de tejidos y procesos de desarrollo. Esta observación sugiere la existencia de un plan corporal en los haustorios maduros de todas las plantas parásitas.

Además, al considerar varias líneas de evidencia que muestran que los haustorios no son completamente homólogos ni a raíces ni a tallos, propongo que este órgano característico de las plantas parásitas puede ser interpretado como un “mosaico raíz-tallo”. Esta propuesta incluye elementos clave de ambos órganos que resultan en una nueva estructura. La superposición en la identidad de diferentes órganos vegetales también existe en otros grupos de plantas no parásitas como en Podostemaceae y Lentibulariaceae, familias conocidas de manera colectiva como plantas de “anatomía mixta”. La investigación sobre estos grupos de plantas ha modificado y renovado la manera en la que pensamos sobre forma, función, desarrollo y evolución.

Por lo tanto, más allá de ofrecer una solución al conflicto de la homología del haustorio e identidad de órganos, esta nueva interpretación abre nuevos caminos para hacer comparaciones entre plantas parásitas y otros grupos de rebeldes morfológicos, especialmente en términos de su desarrollo evolutivo. Esta propuesta también brinda un marco mucho más comprensivo para analizar el haustorio de múltiples linajes de angiospermas, permitiéndonos dar un paso más para descifrar la evolución del parasitismo en plantas.

Luiza Teixeira-Costa es una botánica que reside en Cambridge, Massachusetts. Está interesada en la forma, función, desarrollo y evolución de plantas parásitas con flor. A Luiza también le interesan los árboles urbanos y la historia del paisajismo. Actualmente es investigadora postdoctoral en el Herbario de la Universidad de Harvard. Puedes seguirla en Twitter: @l_teixeiracosta.