Un consorcio internacional de investigación, liderado por el Cold Spring Harbor Laboratory en Estados Unidos e involucrando a INRAE, ha descubierto el gen responsable de la presencia de las espinas en diferentes géneros de plantas, incluidos los rosales. Estos resultados, publicados el 1 de agosto en la revista Science, revelan la existencia de un programa genético común que da origen a las espinas.
¿Por qué las rosas tienen espinas?
© INRAE - BENDAHMANE Mohammed
En realidad, los rosales no tienen espinas sino espinas, que son unas excrecencias laterales del epidermis, que también se encuentran en las berenjenas. A diferencia de las espinas que son tallos o hojas modificadas, las espinas pueden desprenderse sin desgarrar las fibras de la planta.
A lo largo de 400 millones de años de evolución, muchas familias de plantas distantes han desarrollado convergentemente las espinas. Estas excrecencias ofrecen numerosas ventajas a estas plantas al permitirles disuadir a los herbívoros, retener y absorber el agua atmosférica, o incluso apoyar el crecimiento de plantas trepadoras.
En este contexto, un consorcio de científicos se interesó en el origen de las espinas en diversas familias y géneros de plantas, como el género Solanum (que incluye berenjenas, patatas y tomates) y el género Rosa, que ha sido particularmente estudiado por los científicos de INRAE.
Los investigadores emplearon una combinación de enfoques genéticos, incluyendo la creación de un mapa genético mediante el cruce de diferentes especies de berenjenas, con el fin de localizar la posición del gen que controla el desarrollo de las espinas, el cual no había sido identificado hasta el momento.
Gracias a sus análisis, descubrieron que el gen LOG es el determinante en el control del desarrollo de las espinas. Este gen está implicado en la síntesis de citoquinina, una hormona vegetal esencial para la proliferación celular y el desarrollo de la planta. Luego, los investigadores identificaron este gen dentro del genoma de otras especies, incluido el rosal. La alteración o supresión del gen, causando una pérdida de espinas, permitió confirmar su papel en la aparición de las excrecencias.
Estos resultados muestran la existencia de un programa genético común, que da origen a una innovación morfológica vegetal, las espinas, que es extendida y recurrente a lo largo de la evolución. También abren la posibilidad de comprender un mecanismo de desarrollo que da origen a una evolución adaptativa compartida entre varias especies vegetales.
Referencia:
Satterlee J.W., Alonso D., Gramazio P. et al. (2024). Convergent evolution of plant prickles by repeated gene co-option over deep time.
Science, DOI: https://doi.org/10.1126/science.ado1663