Tmesipteris oblanceolata es una especie oscura de helecho tenedor que se encuentra en Nueva Caledonia, un territorio francés en el Pacífico Sur. Esta humilde planta, que mide sólo de 4 a 6 pulgadas de alto, es, en cierto modo, el ser vivo más extraordinario del mundo.
“Pasarías sobre él. Incluso podrías pisarlo sin saberlo”, dijo Ilia Leitch, bióloga evolutiva de plantas y líder principal de investigación en el Real Jardín Botánico de Kew, en el Reino Unido. “Pero alberga en su interior este gran secreto”.
Recientemente, T.oblanceolata ingresó el Libro Guinness de los Récords Mundiales después de que un equipo de científicos determinara que el tenue helecho tiene el genoma más grande conocido de cualquier organismo vivo. Apiñados en el núcleo de cada una de sus células hay 160,45 mil millones de pares de bases: 160,45 mil millones de peldaños en la escalera giratoria de doble hélice que es el ADN de la planta.
T.oblanceolata tiene más genes que la poderosa secuoya de California (Secuoya sempervirens) o la enorme ballena azul (Balaenoptera musculus). Tiene 50 veces más ADN que Homo sapiens, la especie que descubrió qué es el ADN en primer lugar. Los hallazgos fueron publicado en la revista iScience.
“Quedamos absolutamente asombrados cuando descubrimos el tamaño de este genoma”, dijo el botánico Jaume Pellicer del Instituto Botánico de Barcelona en España, coautor del estudio junto con Leitch. “Ya sabíamos de la existencia de genomas gigantes en el género, pero no anticipamos que el de Tmesipteris oblanceolata Iba a superar cualquier récord anterior”.
Un genoma contiene toda la información que las células necesitan para dirigir el crecimiento y desarrollo del organismo. Pero la vida no ofrece instrucciones ordenadas, más pasos, más complejidad, como los manuales de ensamblaje de Ikea o Lego; de ahí los pequeños helechos con códigos genéticos gigantes.
Podrías pisar T.oblanceolata “sin saberlo”, dijo un biólogo evolutivo de plantas. (Fotografías de Pol Fernández y Oriane Hidalgo)
Medir el tamaño del genoma “no es una forma de medir la complejidad del genoma o la capacidad de codificación”, dijo Elliot Meyerowitz, biólogo de Caltech que no participó en la investigación.
Sólo una minúscula porción del material genético que transportan la mayoría de las células vegetales y animales contiene en realidad instrucciones directas sobre cómo fabricar los componentes básicos que forman los seres vivos. En realidad, menos del 2% del genoma humano codifica proteínas. En el caso del helecho horquilla, el equipo de investigación estima que menos del 1% de su genoma lo hace.
El resto se conoce como ADN no codificante. Comprender qué hace ese material genético no codificante y por qué las células lo transportan se encuentran entre las preguntas más importantes de la biología evolutiva.
Hace medio siglo, científicos despedidos Este material no codificante se llama “ADN basura”, un término que ahora se considera “un reflejo de nuestra propia ignorancia”, dijo Leitch.
No es que todo esto no sirva de nada, dijo. Simplemente todavía no entendemos todo lo que hace.
T.oblanceolata los helechos crecen entre ramas enredadas y hojas caídas.
(Jaume Pellicer)
En los últimos años, los investigadores han descubierto que la manipulación o eliminación de algunas de estas secuencias no codificantes afecta la expresión genética. Esto sugiere que al menos parte de este material desempeña un papel en los procesos que “activan” y desactivan los genes, “como el director de una orquesta, diciendo quién entra aquí y quién debe guardar silencio aquí”, dijo Leitch.
Esta intrincada coreografía de la expresión genética es la forma en que obtenemos la increíble diversidad dentro de nuestra propia especie y en todos los reinos de los seres vivos.
“Comprender cómo funcionan y están estructurados estos genomas representa el último hito en este campo de investigación”, escribió Pellicer en un correo electrónico. “Pero por ahora, ¡es como intentar leer un libro de instrucciones sin siquiera saber dónde está la primera página!”
T.oblanceolata desplaza el poseedor del registro anterior del genomauna planta con flores de tamaño modesto llamada París japonesa que tiene 149 mil millones de pares de bases. Si bien puede haber algo más con un impacto genético mayor, los botánicos creen que estas plantas se encuentran en el extremo superior de la cantidad de ADN que un ser vivo puede tener.
Un investigador busca helechos horquilla en Nueva Caledonia.
(Oriana Hidalgo)
“Si no es el más grande, está muy cerca de serlo”, dijo Leitch sobre el genoma del helecho tenedor. “Hay tantas consecuencias asociadas con tener tanto ADN que creo que estamos en los límites de lo que la biología puede afrontar”.
Un organismo tiene que dividir sus células para poder crecer, y antes de poder hacerlo tiene que hacer una copia de todo el ADN de sus células. Copiar un genoma colosal es una gran inversión de tiempo, energía y nutrientes, señaló Leitch. En el caso de las plantas, los genomas más grandes se asocian con un crecimiento más lento y una fotosíntesis menos eficiente.
Como resultado, los organismos con genomas masivos tienden a encontrarse en ambientes estables sin mucha competencia, dijo Leitch. eso es verdad de T.oblanceolataCrecimiento lento París japonesa y el pez pulmonado veteadoposeedor del genoma más grande del reino animal (casi 130 mil millones de pares de bases).
Desafortunadamente para T.oblanceolataes cada vez más difícil conseguir condiciones estables en un clima que cambia rápidamente.
“Mientras sean estables, mientras las cosas no cambien, la selección no los eliminará, por así decirlo”, dijo Leitch. “Yo predeciría que si el entorno cambiara, no estarían en una buena posición”.
