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Un nuevo estudio muestra cómo Los Andes han determinado la historia de plantas acuáticas

Un grupo de investigadores encontró que el levantamiento de Los Andes creó condiciones en el paisaje que permitieron la especiación de plantas acuáticas.

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El Río Bogotá cae dramáticamente en una cascada de 132 metros conocida como el Salto de Tequendama, al sureoeste de Bogotá en Colombia. A casi 2,000 metros sobre el nivel del mar, uno puede imaginar a Humboldt y Bonpland limpiando el rocío que escurre sobre sus frentes mientras tiran de una planta acuática con hojas en forma de encaje de entre las rocas. Esta planta es ahora conocida como Marathrum foeniculaceum y, para el ojo no entrenado, fácilmente podría confundirse con un alga.

“La encontramos solo una vez sobre las rocas del Salto de Tequendama, en el borde de un precipicio muy peligroso de casi 195 metros”, los naturalistas escribieron en 1806.

Salto del Tequendama, en Colombia, cerca de la capital, Bogotá. El nombre en Chibcha significa: «aquel que se precipitó hacia abajo». Crédito: @hacemeun14. https://www.flickr.com/photos/jmcangel/33725290020. CC BY-NC-ND 2.0.

El Salto de Tequendama es el resultado de la embestida y levantamiento de la corteza terrestre dando origen a Los Andes en un proceso que comenzó hace cerca de 11 millones de años y que continúa hasta ahora. Los científicos que investigan plantas sabían que el alzamiento de Los Andes ha resultado en un crisol de biodiversidad, pero las plantas amantes del agua, como Marathrum foeniculaceum y su especie hermana Marathrum utile, han recibido poca atención. Ahora, un estudio muestra cómo la historia de la cordillera continental más larga de Sudamérica ha determinado el destino de este par de plantas.

Ambas especies divirgieron hace unos 17 millones de años, incapaces de intercambiar genes debido al bloqueo por el levantamiento de Los Andes, reportan investigadores de la Universidad de Washington en New Phytologist.

Estos hallazgos muestran la interacción de la biología y la geología pues “cambios en el paisaje resultan en cambios en la historia de los organismos”, dice Ana María Bedoya, una bióloga evolutiva y primera autora de la publicación.

Ana María Bedoya en el río del Yuruparí en el departamento colombiano de Vaupés sosteniendo un ejemplar de Marathrum. Fotografía cortesía de Ana María Bedoya.

Además, el equipo de investigación encontró que grupos de la misma especie también se separaron. Las poblaciones de M. foeniculaceum en las cuencas de la Sierra Nevada de Santa Marta y de Magdalena se dividieron hace aproximadamente 12 millones de años, mientras que M. utile de esas mismas cuencas divergieron apenas hace unos 4 millones de años.

La investigación previa sobre la diversidad de plantas de Los Andes se había enfocado en plantas terrestres. En este nuevo estudio, Bedoya y sus colegas agregan información sobre la evolución de plantas acuáticas en un área de gran diversidad.

“[L]os Andes moldearon los ríos y hay plantas que solo están en ríos”, dice la científica. “Para entender realmente cómo se ensambló la flora más diversa del mundo no se puede eliminar el componente acuático”.

Bedoya viajó a su natal Colombia, navegó y remó kayak para colectar 75 individuos de M. foeniculaceum y 40 de M. utile provenientes de 21 sitios a lo largo de Los Andes y de la Sierra Nevada de Santa Marta. Muchas de estas colectas son nuevos registros.

“[Nuestras colectas componen] más del 50% de todos los ejemplares de Marathrum colectados desde 1802”, explica .

En parte, una de las razones por las que estas plantas amantes del agua tienen una baja representación en los herbarios es porque a la mayoría de los botánicos no les gusta mojarse los pies, explica Bedoya parafraseando al botánico suizo Christopher D.K. Cook.

Ana Bedoya en el río Samaná Norte, en el departamento colombiano de Antioquia mientras se prepara para colectar ejemplares de Marathrum. Fotografía cortesía se Daniel Ocampo, Vencejo Films.

Y no solo es su habitat húmedo lo que evita que los investigadores las estudien tan frecuentemente. Bedoya dice que al seleccionar sus sitios de estudio, decidió no visitar el Salto de Tequendama, la localidad tipo de M. foeniculaceum, pues ahora es una zona altamente contaminada. La situación en el sur tampoco es muy prometedora. Su muestreo en Boyacá, en la cuenca del Orinoco, solo incluyó dos individuos, en parte, porque las poblaciones de Marathrum están desapareciendo rápidamente por la construcción de plantas hidroeléctricas, que requieren la desviación del flujo de los ríos.

“El futuro de estas poblaciones depende del futuro de los ríos”, dice Bedoya.

Boyacá también es especial en términos de ancestría porque los individuos que colectaron son resultado de mezcla genética, es decir, su ADN tiene partes de ambas especies provenientes de las dos cuencas del norte: la de la Sierra Nevada de Santa Marta y la de Magdalena.

“Esto es super interesante porque encontramos que no hay flujo genético entre cuencas y la dispersión es muy limitada, entonces la pregunta es ¿cuál es el origen de la población de Boyacá?” se cuestionaba Bedoya.

A pesar de las limitaciones de su colecta, los análisis filogenéticos junto con sus probabilidades de herencia, muestran que estos híbridos son el resultado de la fusión de los dos linajes ancestrales del norte, algo conocido como evento de reticulación.

El grupo de investigadores proponen dos alternativas para explicar la identidad genética mixta de la población de Boyacá. Por un lado, es posible que algunas semillas de las poblaciones del norte fueran transportadas por lo que un grupo de geólogos ha llamado portal transandino, una carretera fluvial que conectaba las cuencas del Orinoco y de Magdalena hace 13 a 4.1 millones de años. Otra alternativa es que las aves hayan dispersado las pegajosas semillas de ambas especies.

Todo esto cautiva a Bedoya a quien no le importa tener los pies mojados; el agua la transporta a un pasado distante, uno donde las plantas se aventuran a nuevos territorios.

“Esa información contenida en el ADN de una planta que uno colecta en un río le puede llevar a uno a generar hipótesis de cómo cambió el paisaje en el pasado”, dice la científica.

ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN:

Bedoya, A.M., Leaché, A.D. and Olmstead, R.G. (2021), Andean uplift, drainage basin formation, and the evolution of plants living in fast-flowing aquatic ecosystems in northern South America. New Phytologist. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/nph.17649

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