Las plantas son, en su mayoría, verdes al menos en alguna parte de sus cuerpos. La razón por la que son verdes se debe a los cloroplastos, los orgánulos que gestionan la fotosíntesis. A veces, sin embargo, una planta puede abandonar la fotosíntesis y convertirse en un heterótrofo, un organismo que obtiene su alimento de otra parte. Por ejemplo, algunas plantas son parásitos. Toman los nutrientes que necesitan para crecer aprovechando otra planta. Otros roban comida de los hongos.

plantas del genero Epirixante (Polygalaceae) son un ejemplo de una planta que aprovecha los hongos, un micoheterótrofo. Las plantas pertenecen a la familia Milkwort y son dicotiledóneas, por lo que no suelen ser el tipo de planta que encontrarías como heterótrofa. La Dra. Gitte Petersen explicó lo extraño Epirixante son. “Todas las especies del género Epirixante son extremadamente diferentes de sus parientes más cercanos, que son plantas fotosintéticas verdes normales. A diferencia de Epirixante las especies son pequeñas y pálidas, realmente discretas. Por alguna razón desconocida, la micoheterotrofia es mucho más común entre las monocotiledóneas y particularmente conocida entre las orquídeas. Sin embargo, la micoheterotrofia también se ha desarrollado en tres familias de eudicots: Ericaceae, Gentianaceae y Polygalaceae, esta última incluyendo Epirixante. Desde un punto de vista evolutivo, es relevante comparar todos los grupos que evolucionan independientemente, sean monocotiledóneas o no. Al comparar linajes que evolucionan de forma independiente, podemos comprender patrones evolutivos comunes en lugar de simplemente describir rasgos únicos”.

Ser capaz de deshacerse de la fotosíntesis significa que no hay necesidad de verde en el tallo de la flor. Hace que la planta se vea pálida y poco saludable. Podrías pensar que la planta ha alterado sus genes para reducir la presencia de verde, y estarías en lo cierto a medias. Gitte Petersen y sus colegas observaron el efecto de la heterotrofia no en los genes de la planta, sino en los genes de los plástidos..

Las células vegetales son complejas. La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo, como era de esperar, pero no todo. Parte del ADN se encuentra en las mitocondrias. Estos orgánulos son las centrales eléctricas de la célula y funcionan como una célula dentro de otra célula. Tienen su propio ADN y se reproducen por separado a la célula vegetal como un todo. Otro orgánulo con su propio ADN es el cloroplasto.

El cloroplasto es el orgánulo que ayuda a convertir la luz solar, los gases y el agua en alimento. Cuando una planta obtiene su alimento de otro lugar, el cloroplasto es un excedente de las necesidades. Entonces, ¿qué sucede con su ADN? ¿Por qué debería alterarse drásticamente el carácter del cambio del genoma cuando una planta se convierte en heterótrofa? El Dr. Petersen dice que la pérdida de verde se debe a la falta de uso. “Cuando las plantas se vuelven heterótrofas, no necesitan hacer la fotosíntesis por sí mismas. ¡Simplemente roban lo que necesitan de su anfitrión! Dado que el genoma del cloroplasto alberga una gran cantidad de genes involucrados en la fotosíntesis, estos ya no son necesarios y se degradan gradualmente. Aunque los genomas de cloroplastos que hemos visto en Epirixante son de hecho reducidos, todavía son mucho más grandes y están más intactos en comparación con un micoheterótrofo monocotiledóneo, Sciaphila thaidanica, que secuenciamos hace un tiempo. Esta especie tuvo uno de los genomas de cloroplasto más pequeños descubiertos hasta ahora."

Aunque el Epirixante los autores examinados se habían convertido en micoheterótrofos, las plantas no habían reaccionado de la misma manera. En su artículo, Petersen y sus colegas concluyen: "Los plastomas de Epirixante se degradan en gran medida de acuerdo con el patrón descrito de otros linajes de plantas micoheterótrofas y parásitas no fotosintéticas. Sin embargo, es notable que la degradación ocurra a velocidades muy diferentes en los linajes hermanos de este género”. Petersen dijo que la planta era sorprendente, paradójicamente, por lo divergentes y también normales que eran los genomas de los plástidos. “Cada vez que secuenciamos una nueva planta heterótrofa, tenemos una mente muy abierta y muy pocas expectativas. Siguen sorprendiendo. así que en Epirixante, la sorpresa fue la estructura inusual del genoma del cloroplasto. No teníamos idea de que las dos especies serían tan diferentes, pero ahora que lo descubrimos, sería fascinante ver cómo son las especies restantes”.

“Cuando se trata del genoma mitocondrial, lo que más nos sorprendió fue ver lo normal que es. Las plantas tienen genomas mitocondriales extraordinariamente diversos, muérdagos, otro tipo de heterótrofo, siendo algunos de los más extraños. Pero, Epirixante simplemente no tiene rasgos especiales en absoluto.”

Con tan pocas dicotiledóneas micoheterótrofas, podría parecer que el estudio de Epirixante podría ser un nicho. Sin embargo, en cambio, promete ser otra perspectiva sobre problemas similares que enfrentan otras plantas. Petersen ve Epirixante como un contraste útil mucho más allá de otros micoheterótrofos. “Las comparaciones se pueden hacer igualmente bien con los micoheterótrofos monocotiledóneas o incluso con el otro tipo de plantas heterótrofas: las plantas parásitas, que parasitan directamente a una planta huésped. Las plantas parásitas que pierden la fotosíntesis muestran patrones casi completamente similares de evolución de cloroplastos. Por lo tanto, creo que veremos más estudios que unan los resultados de estudios de plantas parásitas y micoheterótrofas. Pero los principales avances científicos pueden provenir de estudios de genomas completos. Dados los avances en las técnicas de secuenciación, veremos más y más estudios que aborden genomas nucleares completos y se pregunten: ¿cuáles son las consecuencias evolutivas de la heterotrofia a nivel genómico?