La vida en el agua tiene muchas ventajas. Una es que es mucho más fácil sostener un cuerpo grande en el agua que en tierra. Esto es tan cierto para las plantas como para los animales, entonces, ¿cómo obtuvieron las plantas la fuerza para prosperar en la tierra? Los biólogos han estado buscando una respuesta química llamada xiloglucano. Si bien la celulosa le da fuerza a las paredes celulares, se cree que el xiloglucano es un pegamento que ayuda a organizar la celulosa. Luiz-Eduardo Del-Bem de la Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), dijo: “Un gran número de personas están interesadas en el xiloglucano. Desde biólogos de plantas que intentan comprender qué hace realmente en las paredes celulares de las plantas y por qué evolucionó, hasta biotecnólogos interesados ​​en desarrollar métodos para descomponer sus monosacáridos y hacerlos fermentables para aumentar la producción de bioetanol a partir de biomasa vegetal, hasta la industria cosmética que utiliza sus propiedades pegajosas. en lociones antiarrugas e hidratantes.”

Entonces, crear esta sustancia versátil podría haber sido el paso que las plantas necesitaban para mantenerse firmes en la tierra. Es una gran idea, pero hay un problema. Del-Bem explicó: "He encontrado todo el repertorio genético de enzimas necesarias para sintetizar y degradar el xiloglucano en un grupo de algas verdes". Si estás pensando en que las algas complejas que flotan en las piscinas de rocas son las algas de las que está hablando, entonces piénsalo de nuevo. Estas algas podrían ser pequeñas Del-Bem dijo: “Tenemos evidencia de que un grupo particular de algas verdes, llamadas carófitas, tienen todos los genes necesarios para producir xiloglucano. La mayoría de estas algas son unicelulares o tienen una estructura muy simple formada por pocas células (los miembros de la Clase Charophyceae son la única excepción), lo que lleva a la conclusión de que probablemente no evolucionó como una molécula asociada con la fuerza necesaria para el crecimiento erguido de las plantas terrestres. Debe haber algo más."

La razón por la que no parece tener un papel en el crecimiento erguido es en parte que estos carófitos y las plantas terrestres tienen un ancestro común, que probablemente sea la primera planta terrestre. Esta primera planta terrestre no existe, pero Del-Bem puede explicar cómo podemos saber algunos de los rasgos que habría tenido. “Los primeros linajes de carófitos que finalmente dieron lugar a lo que llamamos plantas terrestres o embriofitos ya no existen. Sin embargo, podemos reconstruir el contenido genético de los primeros y últimos ancestros comunes de las plantas terrestres comparando los genomas de las plantas y algas existentes. Sabemos desde la década de 1970 que los carófitos son probablemente los ancestros de todas las plantas terrestres. Entonces, la disponibilidad de información genómica de diversos grupos de plantas terrestres y carófitos hace posible realizar análisis genómicos comparativos que nos dan pistas sobre la naturaleza de los carófitos ancestrales que primero colonizaron los ambientes terrestres y muy probablemente dieron origen a los embriofitos directamente en la tierra. ”

Entonces, ¿por qué las plantas tienen xiloglucano? A principios de este año, galloway y colegas publicó un hallazgo interesante. Habían estudiado el xiloglucano, pero no en la pared celular. Descubrieron que las plantas lo liberaban de sus raíces y ayudaba a las raíces a agregar partículas de suelo al unirlas. Del-Bem, trabajando en carófitos se dio cuenta esto podría explicar por qué las algas que estudió tenían la capacidad de producir xiloglucano. “Una explicación simple y elegante para el caso del xiloglucano en carófitas es que estas moléculas evolucionaron en algas terrestres que colonizaron ambientes terrestres antes de la aparición de plantas terrestres y las presiones selectivas probablemente estén relacionadas con las propiedades de modificación del suelo del xiloglucano. La evolución del xiloglucano posiblemente esté relacionada con la adaptación de estas algas para sobrevivir en la tierra, en contacto directo con los sustratos, lo que les permite agregar partículas de suelo alrededor de las células creando un microambiente más favorable”.

Una vez que pueda agregar el suelo, puede comenzar a moldear el suelo a su favor. Esto podría haber sido útil para las algas. Del-Bem señala: “Una posible explicación es que el xiloglucano podría haber ayudado en la formación de costras biológicas en el suelo donde crecen las algas terrestres. Más tarde, en las plantas terrestres, probablemente esté relacionado con la creación de espacios alrededor de las raíces y los rizoides que pueden ayudar a las plantas a establecer su sistema de raíces y aumentar el flujo de agua a su alrededor”.

Si Del-Bem tiene razón, entonces esto tiene un gran impacto en cómo pensamos sobre la vida que coloniza la tierra. Para empezar, tanto las plantas como las ubicaciones de la colonización podrían ser muy diferentes de lo que imaginaban los biólogos. Del-Bem concluye: “Creo que esta investigación nos ayuda a comprender las circunstancias ecológicas en las que tuvo lugar la aparición de los primeros embriofitos. Es probable que los procesos sucedieran en ambientes terrestres en lugar de en agua dulce, como se pensó al principio. También nos dice que los primeros ancestros de las plantas terrestres colonizaron los ambientes terrestres mucho antes que las primeras plantas terrestres verdaderas. Creo que la genómica comparativa de plantas terrestres y carófitas nos dará una buena evidencia de cómo este linaje fue capaz de superar los desafíos de vivir en la tierra y nos ayuda a comprender cómo los organismos fotosintéticos terrestres allanaron el camino para la evolución de la vida terrestre compleja como vemos. hoy. Esta es una parte esencial de la historia de la vida en la Tierra y nos ayuda a comprender por qué los humanos estamos aquí hoy. Sin organismos fotosintéticos terrestres, no habría producción primaria en la tierra, y los ecosistemas terrestres que conocemos hoy no existirían. Esta es una parte esencial de la historia de cómo la vida conquistó la tierra”.