Las plantas carnívoras carecen de genes para albergar hongos micorrízicos arbusculares

La mayoría de las plantas terrestres mantienen una relación mutualista con los hongos micorrízicos arbusculares. En esta simbiosis amistosa, las plantas proporcionan a los hongos carbono mediante la fotosíntesis, y los hongos les proporcionan nutrientes minerales como nitrógeno, fósforo y potasio. Se trata de una interacción ancestral que antecede a la evolución de las raíces y las flores en las plantas, pero que no se observa en las plantas carnívoras, que se sabe que dependen de sus hojas especializadas para capturar, matar y digerir a las presas artrópodas para obtener sus minerales.  

Hasta hace poco, los científicos no estaban seguros de si las plantas carnívoras eran capaces de interactuar con micorrizas arbusculares. Ahora, un amplio estudio genético de plantas carnívoras realizado por Montero et al. en New Phytologist ha encontrado que Las plantas carnívoras han perdido los genes necesarios para albergar hongos.Los linajes de plantas carnívoras han perdido estos genes de forma independiente, intercambiando efectivamente un sistema de adquisición de minerales por otro en un ejemplo de evolución convergente.  

“Para analizar las posibles conexiones entre las pérdidas independientes de la simbiosis micorrízica arbuscular (MA) y las ganancias independientes de la carnivoría vegetal, adoptamos un enfoque de genómica comparativa para explorar la presencia de genes relacionados con la simbiosis en plantas carnívoras de diversas angiospermas”, escriben Montero et al. “Además, lo combinamos con ensayos de inoculación y exámenes microscópicos”. 

Para su estudio comparativo, Montero et al. se preguntaron qué genes se pierden comúnmente en especies de plantas carnívoras de diferentes grupos evolutivos. Para ello, generaron un conjunto de datos de 124 genomas y 105 transcriptomas de cinco órdenes de plantas con especies carnívoras y no carnívoras.  

Montero et al. identificaron 75 genes relacionados con la simbiosis y evaluaron su presencia o ausencia en todas las especies de su conjunto de datos. Encontraron que 14 de los 16 géneros de plantas carnívoras estudiados carecían de la mayoría de los genes de simbiosis, y las plantas carnívoras de tipo papel matamoscas... Rorídula gorgonias (Roridulaceae) y brocchinia reducta (Bromeliaceae) siendo excepciones. R. gorgonias retuvo el 89% y B. reducta 67% de los genes de simbiosis.  

Pero son R. gorgonias y B. reducta ¿Capaces de simbiosis con sus conjuntos de genes reducidos? Montero et al. abordaron esta cuestión con estudios de inoculación y descubrieron que, efectivamente, R. gorgonias pueden ser colonizados por especies de hongos y desarrollar arbúsculos en sus raíces a las seis semanas después de la inoculación. Sin embargo, la inoculación de B. reducta, con dos especies de hongos diferentes, provocó una colonización aberrante. Se desarrollaron hifas e hifopodios extrarradicales, pero los arbúsculos estaban atrofiados o ausentes, lo que revela que la pérdida de genes en B. reducta elimina su capacidad de interactuar con éxito en la simbiosis micorrízica arbuscular.  

“Basándonos en esta asociación genotipo-fenotipo, deducimos que otros linajes carnívoros con repertorios de genes de simbiosis igualmente limitados probablemente también sean incompetentes para AM”, escriben Montero et al.  

Montero et al. concluyen que la simbiosis micorrízica arbuscular y la carnivoría son caracteres mutuamente excluyentes y que la pérdida de genes relacionados con la simbiosis contribuye significativamente a la evolución convergente de la carnivoría en diversos linajes vegetales. Plantean la hipótesis de que, dado que tanto la simbiosis como la carnivoría son energéticamente costosas, solo se mantiene un sistema de adquisición de minerales a lo largo del tiempo evolutivo.  

En otras palabras, las plantas que comen carne ignoran a sus antiguos amigos los hongos.

LEA EL ARTÍCULO:

Montero, H., Freund, M. y Fukushima, K. (2025) “Pérdidas convergentes de simbiosis micorrízica arbuscular en plantas carnívoras”, New Phytologist, 248(4), págs. 2040–2051. Disponible en: https://doi.org/10.1111/nph.70544

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Imagen de portada: Brócchina reducta en Venezuela por Steven Bodzin / iNaturalist. CC-BY