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Descubren fósiles de ancestro más antiguo del tomate y la papa en la Patagonia

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Delicados restos fósiles de tomatillos encontrados en la Patagonia, Argentina, muestran que esta rama de la familia económicamente importante que también incluye papas, pimientos, tabaco, petunias y tomates existía hace ya 52 millones de años, mucho antes de las fechas anteriormente atribuidas a estas especies, según un equipo internacional de científicos.

Tomatillos, la cereza de tierra y otras especies del género Physalis, son inusuales porque tienen cáscaras de tipo farol y rodeado de una envoltura papirácea, y son conocidas por los botánicos como cálices inflados que crecen después de la fertilización para extenderse alrededor de sus bayas carnudas, a menudo comestibles. Son una pequeña porción de la familia des solanáceas, que incluye muchas plantas comerciales, científicas y culturalmente valiosas entre sus más de 2.400 especies vivas. Esta familia entera ha tenido un registro fósil notablemente pobre, limitado a semillas minúsculas y madera con poco valor de diagnóstico que redujo drásticamente la comprensión de cuando y donde evolucionó.

fosil 2Tomatillos modernos género Physalis.

Los investigadores examinaron dos fósiles recogidos en Laguna del Hunco, Chubut, Patagonia Argentina, en un área que era bosque húmedo templado cuando las plantas crecieron hace 52 millones de años. Estos son los únicos fósiles de physalis encontrados entre más de 6.000 fósiles recogidos en esta remota zona, y conservan características muy delicadas como la envonltura papirácea y la propia baya. El sitio fósil, que ha sido el foco de un proyecto de la Universidad Estatal de Pennsylvania (Penn State), el Museo Paleontológico Egidio Feruglio (Trelew, Argentina), y la Universidad de Cornell por más de una década, fue parte de la terminal Gondwana, compuesta por las masas de tierra adyacentes de América del Sur, Antártida y Australia durante un período cálido de la historia de la Tierra, justo antes de su separación final.

“Estos sorprendentes y extremadamente raros ejemplares de physalis son los dos únicos fósiles conocidos de toda la familia de las solanáceas que conservan información suficiente para ser asignados a un género dentro de la familia”, dijo Peter Wilf, profesor de geociencias de Penn State. “Analizamos exhaustivamente cada detalle de estos fósiles en comparación con todos los parientes vivos potenciales y no hay duda de que representan los primeros fósiles de physalis del mundo y los primeros frutos fósiles de la familia de las solanáceas. Physalis se ubica cerca de las puntas del árbol evolutivo de la familia de las solanáceas, lo que significa que las solanáceas en su conjunto, contrariamente a lo que se pensaba, son mucho más antiguas que 52 millones de años”.

Por lo general, los investigadores buscan frutos fosilizados o flores como su primera opción en la identificación de plantas antiguas. Debido a que los frutos de la familia de las solanáceas son muy delicados y en su mayoría proceden de plantas herbáceas con baja biomasa, tienen poco potencial para fosilizar. Las hojas y las flores son también desconocidas de los registros fósiles. Esto presenta un problema para entender cuándo y dónde el grupo evolucionó y limita el uso de fósiles para calibrar la datación de divergencia molecular de estas plantas.

La datación molecular de los árboles genealógicos se basa en las fechas reales de los fósiles en la familia para poder trabajar. Debido a que los fósiles datados anteriormente tenían poco valor diagnóstico más allá de su pertenencia a la familia de las solanáceas, la datación molecular era difícil.

Los investigadores señalan en la edición del pasado 6 de enero en la revista Science que “los fósiles son significativamente más viejos que las fechas de divergencia molecular correspondientes y demuestran una historia antigua para el síndrome del cáliz inflado”.

Las fechas moleculares calibradas con los fósiles anteriores habían colocado a toda la familia de las solanáceas entre 35 a 51 millones de años atrás y el grupo de los tomatillos, al que pertenecen los fósiles de 52 millones de años, hace sólo 9 a 11 millones de años.

fosil 3Especímenes de frutos secos de una moderna cereza de tierra costera, Physalis angustifolia, de Florida, mostrando característicos y venación similares a los nuevos fósiles de la Patagonia.

Utilizando la datación geológica directa de los materiales encontrados con los fósiles (datación argón-argón de tobas volcánicas y el reconocimiento de dos inversiones magnéticas de los polos de la Tierra) el equipo había previamente fechado las rocas que contienen los frutos fósiles a 52 millones de años.

“Los descubrimientos paleobotánicos en la Patagonia están probablemente destinados a revolucionar algunas visiones tradicionales sobre el origen y la evolución del reino vegetal”, dijo N. Rubén Cúneo, del CONICET y el Museo Palentológico Egidio Feruglio. “En este sentido, la asociación científica de Penn State /MEF /Cornell está mostrando la fuerza de las colaboraciones internacionales para traer luz y nuevos retos al excitante mundo de descubrir los secretos de la vida en la Tierra”.

Mónica Carvalho, antigua estudiante de magister en Penn State y ahora estudiante de doctorado en la Escuela de Ciencia Integrativa de Plantas en Cornell, junto a Wilf realizó el análisis evolutivo de la morfología de los miembros actuales de la familia y los fósiles, junto con el análisis genético de las especies vivas.

“Estos fósiles son únicos, ya que las delgadas cubiertas de papel de las frutas con forma de farol rara vez se conservan como fósiles”, dijo Carvalho. “Nuestros fósiles muestran que la historia evolutiva de esta familia de plantas es mucho más antigua de lo que se había considerado anteriormente, particularmente en América del Sur, y revelan importantes implicaciones para entender la diversificación de la familia”.

Todos los miembros del género Physalis son especies del Nuevo Mundo que habitan el Sur, Centro y Norte de América. Su centro de diversidad es México.

Los investigadores señalan que los fósiles de Physalis muestran un raro eslabón entre las plantas patagonianas de finales de Gondwana y las plantas vivas del Nuevo Mundo, pero la mayoría de las otras plantas fósiles, como el eucalipto, se encuentran concentradas en Australasia. Ese patrón refleja la antigua conexión terrestre a través de la terminal Gondwana desde Sudamérica hasta Australia a través de la Antártida. La nueva investigación plantea la posibilidad de que más, potencialmente mucho más antiguos, fósiles de solanáceas se pueden encontrar en lugares al sur.

“Nuestros resultados refuerzan el patrón emergente en el que numerosos taxones de plantas fósiles de la Patagonia de Gondwana y la Antártida son sustancialmente más antiguos que sus correspondientes fechas moleculares, lo que demuestra la historia de Gondwana a los grupos que conjeturaban orígenes post-Gondwana bajo diferentes escenarios paleogeográficos y paleoclimáticos”.

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