Aunque los helechos son anteriores a las angiospermas en más de 200 millones de años, el aumento de las copas de los bosques de angiospermas cerradas durante el Cretácico condujo a una diversificación explosiva en los helechos leptosporangiados. Estas especies recién evolucionadas prosperaron en los suelos de los bosques sombreados y enriquecidos con luz azul. Este éxito ha llevado a que los helechos leptosporangiados sean el grupo dominante de helechos modernos, constituyendo el gran mayoría de todas las especies vivas de helechos. Sin embargo, aún no se ha encontrado una explicación fisiológica clara para el uso eficiente de la luz azul por parte de los helechos.
En un nuevo artículo publicado en New Phytologist, el autor principal Shengguan Cai y sus colegas utilizaron evidencia molecular y fisiológica para investigar los vínculos entre helechos leptosporangiados aumento de la sensibilidad estomática a la luz azul y su incremento en el registro geológico. Los investigadores se centraron en los fotorreceptores de luz azul en el subclade más grande de helechos leptosporangiados, los Polypodiales, así como en varios linajes de helechos eusporangiados más antiguos y una angiosperma representativa.
Los autores encontraron que los helechos en Polypodiales tienen una tasa de respuesta estomática significativamente más rápida cuando se exponen a la luz azul que cualquiera de los otros grupos probados. Esta sensibilidad, que permite a los helechos aprovechar rápidamente las manchas solares transitorias, está ligada en particular a la vía de señalización del criptocromo (CRY), la única familia de receptores de luz azul que difiere significativamente entre los helechos leptosporangiados y eusporangiados.
La datación molecular mostró que los Polypodiales experimentaron cuatro duplicaciones separadas de sus genes CRY, y los dos últimos eventos ocurrieron cuando las angiospermas emergían como un grupo dominante. Esto dejó al clado con seis copias del gen CRY, tres veces más que otros clados estrechamente relacionados, y un tiempo de respuesta estomática comparable al que se observa en los pastos, que se sabe que tienen una respuesta excepcionalmente rápida.
“Muchas especies de plantas, y la mayoría de los helechos, no pueden competir con los árboles altos por el acceso a la luz y han desarrollado estrategias de tolerancia a la sombra para hacer frente a la luz tenue y optimizar la captura de luz”, escriben los autores. "La disminución del Cretácico en la diversidad y el rango de muchas especies de helechos eusporangiados, seguida de la diversificación de los helechos leptosporangiados, apunta a un cambio fundamental en los rasgos funcionales que distinguen a los leptosporangiados de otros linajes de helechos".
