Noul arbore genealogic al regatelor vegetale
Proiectul explică florile, identifică o „Eva” verde

De Rick Weiss
Scriitor al Washington Post
Joi, 5 august 1999; Pagina A01

Oamenii de știință au publicat ieri cea mai completă analiză de până acum a modului în care cele 1 milion de specii de plante din lume sunt înrudite între ele, răsturnând teoriile de lungă durată despre modul în care primele alge unicelulare au avansat în mărime și complexitate pentru a deveni arborii și florile aspectuoase care se află astăzi la vârful evoluției plantelor.

Pe cât se poate de surprinzător, efortul de cinci ani de a cartografia întregul arbore genealogic al tuturor plantelor – la care au participat peste 200 de oameni de știință din 12 țări – a determinat că o floare tropicală rară și neanunțată până acum este cea mai apropiată rudă vie a primei plante cu flori de pe Pământ.

Descoperirea neașteptată dezrădăcinează ambele teorii principale despre cum arăta prima floare și, aparent, rezolvă ceea ce Charles Darwin numea „misterul abominabil” al modului în care plantele au făcut saltul de la monotonia verde primitivă la efervescența florală deplină. Această transformare globală a alimentat o explozie a diversității în rândul insectelor și al altor animale, precum și al plantelor.

Noua analiză, prezentată la cel de-al 16-lea Congres Internațional de Botanică de la St Louis, ajunge, de asemenea, la concluzia șocantă că există cel puțin trei regnuri de plante separate, și nu unul singur, așa cum sunt învățați astăzi majoritatea elevilor de liceu.

Ea constată că plantele au invadat pământul nu direct din mare, așa cum credeau mulți oameni de știință, ci din apa dulce, unde au petrecut milioane de ani pregătindu-se pentru rigorile existenței terestre.

Și concluzionează că numeroasele familii de plante verzi care trăiesc astăzi pe uscat nu au descins din parveniți evolutivi separați, ci dintr-o singură „Eva” verde, a cărei rudă apropiată trăiește și astăzi în lacuri imaculate, așa cum a făcut-o acum mai bine de un miliard de ani.

Proiectul confirmă, de asemenea, o constatare contraintuitivă, propusă pentru prima dată în urmă cu șase ani, conform căreia ciupercile – inclusiv drojdia și ciupercile – sunt mai strâns înrudite cu oamenii decât cu plantele.

„Aceasta este prima încercare cuprinzătoare, coordonată și la scară largă de a reconstrui una dintre ramurile majore ale vieții”, a declarat Brent Mishler, profesor de biologie integrativă la Universitatea din California la Berkeley și purtător de cuvânt al proiectului „Deep Green”, finanțat din fonduri federale.

Dincolo de satisfacția intelectuală care vine odată cu înțelegerea modului în care sunt legate plantele din lume, noile descoperiri ar putea avea beneficii practice, a declarat Peter Raven, directorul Grădinii Botanice din Missouri, care găzduiește întâlnirea de o săptămână a 4.000 de botaniști.

De exemplu, a spus Raven, are sens ca botaniștii care caută noi compuși medicinali să se concentreze pe plantele strâns legate de cele despre care se știe deja că au proprietăți terapeutice. Dar această abordare a fost împiedicată de lipsa unui arbore genealogic precis.

În schimb, conservaționiștii îngrijorați de accelerarea extincției plantelor doresc să păstreze semințele și alte resurse genetice de la o gamă largă de plante. Dar, pentru a decide unde să-și concentreze eforturile, ei trebuie să știe ce plante reprezintă cele mai disparate ramuri ale arborelui genealogic botanic.

Experții în combaterea buruienilor ar putea organiza atacuri mai eficiente împotriva speciilor nou-invazive dacă ar ști cu ce specii sunt înrudiți noii dăunători și ce tipuri de erbicide acționează asupra acestor rude apropiate.

„Capacitatea de a compara este cea care dă sens tuturor lucrurilor din biologie”, a spus Raven.

Noua lucrare a fost posibilă datorită progreselor recente în cladistică, un domeniu în care oamenii de știință compară cele mai relevante trăsături din punct de vedere evolutiv între diverse organisme, mai degrabă decât cele mai evidente, așa cum făceau taxonomiștii de modă veche. Prin compararea trăsăturilor cheie, cum ar fi țesuturile care conduc apa sau forma florilor la diferite specii, vii și fosile, oamenii de știință pot determina când și unde au erupt „ramuri” noi din arborele genealogic în continuă diversificare.

La fel de importante au fost și progresele în genomică, un domeniu care urmărește schimbările în aranjamentele genice de-a lungul mileniilor, permițând biologilor moleculari să urmărească urmele evoluției.

Mishler a avertizat că biologii care sunt specializați în clasificarea evolutivă sunt notoriu argumentativi și că noua imagine a evoluției plantelor prezentată se va schimba cu siguranță pe măsură ce vor sosi date noi și vor fi propuse alte teorii. Dar, spre deosebire de eforturile anterioare, a spus el, „acești noi arbori genealogici indică cu adevărat o relație, nu doar o asemănare superficială.”

Noua lucrare aruncă o lumină deosebit de dramatică asupra apariției plantelor cu flori (despre care se crede că au apărut în urmă cu aproximativ 135 de milioane de ani) din predecesorii lor fără flori (care persistă și astăzi sub formă de pini și plante înrudite).

Până acum, oamenii de știință au crezut că prima floare seamănă foarte mult fie cu magnoliile de astăzi, fie cu nuferii de apă, ambele lipsite de multe dintre părțile specializate care se găsesc în florile mai moderne. Nimeni nu bănuia că dezbaterea dintre aceste două tabere va fi tranșată de apariția unei rude și mai primitive, o floare mică, de culoare crem, numită Amborella, din care o singură specie trăiește pe insula Noua Caledonie din Pacificul de Sud.

Patru grupuri de oameni de știință au oferit ieri dovezi puternice că Amborella – probabil polenizată la început de gândaci preistorici – aparține celei mai joase ramuri a arborelui familiei de plante cu flori, toate celelalte flori apărând mai târziu în istorie și „mai sus” în acel arbore. Plantele cu flori au un avantaj față de celelalte deoarece semințele lor sunt protejate în interiorul unui fruct cărnos.

Alți cercetători au prezentat date care arată că plantele verzi (inclusiv toate plantele terestre), plantele roșii și plantele brune (mai ales alge și alge marine), au evoluat din trei plante unicelulare diferite, și astfel merită să fie considerate regnuri individuale.

Fungii, inclusiv ciupercile și drojdia, constituie, de asemenea, un regn independent. Dar, în cadrul noului sistem, unele foste ciuperci (cum ar fi așa-numitele mucegaiuri de nămol) au fost mutate în regnul plantelor brune.

„Ciupercile sunt tăiate”, a spus Mishler. „Ei sunt mai slabi și mai răi.”

Cercetătorii prezenți la întâlnire au prezentat, de asemenea, date care indică faptul că plantele verzi primitive, unicelulare, s-au mutat în apă dulce înainte de a lua cu asalt pământul. În iazuri, ele au devenit pluricelulare, obținând avantajul de a avea celule care se pot specializa în sarcini specifice, inclusiv să învețe cum să rețină apa, o tactică de supraviețuire crucială pentru viața pe uscat.

Este posibil să fi fost făcute multe asalturi pe uscat, dar doar o singură linie de plante a supraviețuit pentru a se diversifica în fiecare plantă terestră cunoscută astăzi. Noile date indică faptul că mama acelei linii, „Eva” a plantelor verzi, a fost ceva foarte asemănător cu așa-numitele coleochete de astăzi, mici plante verzi de mărimea unui cap de ac și cu o singură celulă de grosime, care au nevoie de apă dulce complet lipsită de poluanți.

Câteva beneficii practice ar putea veni dintr-o mai bună înțelegere a modului în care plantele au făcut tranziția către uscat, a spus Mishler. Primele plante care s-au cățărat pe pământ, mușchii simpli, sunt extrem de rezistente la uscare, chiar mai mult decât plantele superioare, care au pierdut o parte din această capacitate mai târziu în evoluție. Oamenii de știință încearcă acum să identifice genele din mușchi care ar putea fi introduse în culturi pentru a le face mai rezistente la secetă.