Científicos descubren crustáceos “polinizando” algas marinas

Biología

La polinización es la marca registrada de las plantas con flores, con polinizadores animales como las abejas y las aves que sustentan los suministros de alimentos del mundo, sin mencionar nuestros antojos de café, miel y nueces de macadamia. Pero una nueva investigación plantea la posibilidad de que la polinización asistida por animales pueda haber surgido en el mar, mucho antes de que las plantas llegaran a tierra.

El estudio, realizado por grupos de investigación con sede en Francia y Chile, es el primero en documentar una especie de alga marina que depende de pequeños crustáceos marinos salpicados de esporas similares al polen para reproducirse. Dado que las algas rojas Gracilaria gracilis evolucionaron mucho antes de que aparecieran las plantas terrestres, los investigadores dicen que su estudio muestra que la polinización asistida por animales podría haber surgido hace unos 650 millones de años en los océanos una vez que apareció un polinizador adecuado.

En la tierra, en las plantas con flores que producen semillas y las gimnospermas, las células reproductivas masculinas o gametos, toman vuelo en forma de granos de polen, que son transportados por el viento, a través del agua o por insectos, para aterrizar con suerte en una contraparte femenina en algún lugar lejano. Luego, los científicos descubrieron que los musgos (un tipo de planta sin raíces y sin flores clasificada como briófita) y algunos hongos también usan animales e insectos para facilitar la reproducción, lo que cambia lo que sabían sobre la polinización mediada por animales.

Aunque a menudo se debate, los investigadores pensaron que se había originado junto con las plantas terrestres hace unos 140 millones de años, o al menos durante el Mesozoico, que se remonta a unos 252 millones de años. Hace solo unos años, los científicos descubrieron invertebrados marinos que se alimentaban y transportaban esperma de pastos marinos, arrojando al mar la teoría de larga data de que los océanos carecían de polinizadores. Ahora, este nuevo estudio de Emma Lavaut, estudiante de posgrado en biología evolutiva de la Universidad de la Sorbona en París, y sus colegas, describe cómo los pequeños crustáceos llamados isópodos, Idotea balthica, ayudan a fertilizar una especie de alga roja, G. gracilis, que evolucionó alrededor de mil millones de años. años atrás, mucho antes de los 500 millones de años cuando aparecieron las plantas terrestres.

“El estudio de Lavaut et al. ha ampliado tanto la variedad como la historia de la transferencia de gametos masculinos mediada por animales, tomando el concepto de polinización de las plantas [terrestres] a las algas y potencialmente retrotrayéndolo a la evolución más temprana de los invertebrados marinos”. escriben Jeff Ollerton y Zong-Xin Ren, dos ecologistas del Instituto de Botánica Kunming de la Academia China de Ciencias, en una perspectiva que acompaña al artículo en Science.

Un tipo de algas fotosintéticas, las algas marinas están muy lejanamente relacionadas con las llamadas plantas verdaderas. G. gracilis también difiere de la mayoría de las otras algas marinas en que sus gametos masculinos no tienen flagelo para impulsarlos a través del agua, a la deriva en el océano, a menos que puedan engancharse en una cresta en una criatura que pasa, como este nuevo trabajo sugiere que a menudo lo hacen. En una serie de experimentos de laboratorio, Lavaut y sus colegas demostraron cómo los pequeños isópodos marinos, que se alimentan a lo largo de las hebras de G. gracilis macho, sin darse cuenta recolectan los gametos masculinos de las algas (espermatia) mientras lo hacen, transfiriéndolos a las plantas femeninas. Puedes ver en la imagen de abajo, una idotea decorada con espermatia teñida con fluorescencia, lo que sugiere que los crustáceos pueden servir como polinizadores.

“Nuestros resultados demuestran por primera vez que las interacciones bióticas aumentan drásticamente la probabilidad de fertilización en un alga marina”, escriben Lavaut y sus colegas.

El éxito de la fertilización fue unas 20 veces mayor en presencia de I. balthica que sin las criaturas, encontró el equipo. Pero aún no han comparado esta polinización de crustáceos con la dispersión del polen a lo largo de las corrientes de agua para saber cuál juega un papel más importante. Los orígenes de las plantas que usan polinizadores animales también permanecen abiertos, considerando que los investigadores solo infirieron esto en función de la historia evolutiva de los animales involucrados.

Lavaut y sus colegas creen que las algas proporcionan hábitat, refugio y alimento abundante para las idoteas que pastan. A cambio, los pequeños crustáceos no solo ayudan a G. gracilis a reproducirse, sino que su apetito por plantas parecidas a parásitos que colonizan las frondas de G. gracilis en realidad aumenta las tasas de crecimiento de las algas, encontraron los investigadores.

Sin embargo, en un mundo de rápido cambio climático causado por el hombre, estas delicadas relaciones mutualistas entre plantas o algas y animales están amenazadas tanto como los ecosistemas que sustentan. Las algas marinas como G. gracilis dependen de las aguas tranquilas de la costa para reproducirse, cuando las tormentas azotan las costas y el nivel del mar sube lentamente hacia la tierra. Mientras tanto, la acidificación de los océanos puede debilitar los exoesqueletos de los crustáceos, aunque esto debe estudiarse en los isópodos.

Un apéndice de idotea cubierto de espermatia. Sebastien Colin, Instituto Max Planck de Biología/CNRS/SU.

Si bien la amenaza del calentamiento global es muy clara, los ecologistas de mentalidad evolutiva todavía están perplejos en cuanto a lo que hizo G. gracilis antes de que I. balthica apareciera en escena, ya que los isópodos no son tan antiguos como las algas, evolucionando un ‘simple’ Hace 300 millones de años.

Aunque lo más probable es que solo dependieran de las corrientes oceánicas, “cómo estas algas marinas se reproducían antes de esto es un misterio”, explican Ollerton y Ren.

Idotea balthica, posada sobre una fronda de algas rojas. Wilfried Thomas, CNRS/SU.

Si algo nos ha enseñado la ciencia es que siempre debemos prepararnos para más sorpresas. Estimaciones recientes de Ollerton sugieren que solo una décima parte de las más de 300,000 especies conocidas de plantas con flores polinizadas por animales han tenido sus polinizadores documentados.

Entonces, ¿qué especies están haciendo su magia? “Sin duda, muchas más revelaciones esperan al observador cuidadoso de las interacciones entre especies”, concluyen Ollerton y Ren.

El estudio fue publicado en Science.

Fuente: Science Alert.

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