El impulso de sobrevivir: la reproducción aparentemente imposible de la Rosa canina depende de un truco
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Quiero señalar que hasta una imagen en baja resolución de la Rosa canina, la rosa silvestre europea alegró mi día de invierno, aquí en Santa Rosa, La Pampa, Argentina, donde arrecian las temperaturas bajo cero y las rosas se preparan a la poda de julio. Y a que, en los viveros, los amantes de las rosas las compren a raíz desnuda, antes de que los viveristas las preparen para el esplendor de la primavera-verano.
El estudio, publicado en la revista «Nature», muestra cómo las diferencias en el tamaño de los centrómeros (los puntos de unión principales de los cromosomas) desempeñan un papel decisivo en la extraordinaria herencia cromosómica de estas plantas. A largo plazo, los resultados podrían abrir nuevas vías para el desarrollo de cultivos más robustos.
El secreto de la Rosa Canina #
La Rosa canina es, por mucho, la rosa silvestre más común en Europa Central. Sus frutos, conocidos como “ escaramujos”, se utilizan de diversas maneras, desde infusiones de frutas hasta la elaboración de polvos pica-pica. “La planta no sólo es bonita y se puede utilizar para diversos fines, sino que también ha desarrollado una forma especial de reproducción”, explicó la Prof. Dra. Christiane Ritz, del Museo de Historia Natural Senckenberg de Görlitz. “Mientras que la mayoría de las plantas y animales tienen dos juegos de cromosomas, el escaramujo tiene cinco. Esto complica su reproducción. Un número impar de juegos de cromosomas pares suele provocar infertilidad en muchas plantas, ya que los cromosomas no pueden emparejarse ni distribuirse uniformemente durante la meiosis (la formación de óvulos y espermatozoides)”, explicó.
Sin embargo, a lo largo de su evolución, la rosa silvestre ha desarrollado una ingeniosa solución que aún le permite reproducirse sexualmente. En la llamada meiosis canina o heterogamia equilibrada, solo dos de los cinco conjuntos de cromosomas de la planta se aparean regularmente y se transmiten a través de los óvulos y el polen. Los otros tres conjuntos, llamados univalentes, permanecen sin aparear, y se transmiten exclusivamente a través del óvulo, sin sufrir modificaciones. «De esta manera, la planta combina la reproducción sexual y clonal», explicó el Dr. André Marques, del Instituto Max Planck de Investigación en Fitomejoramiento de Colonia, y añadió que «aunque este sistema reproductivo se conoce desde hace más de 100 años, se sabía poco sobre sus mecanismos. La función de los centrómeros (las regiones cromosómicas centrales importantes para la distribución durante la división celular) tampoco estaba clara. En nuestro estudio, examinamos los genomas de rosas caninas pentaploides (plantas con cinco conjuntos cromosómicos completos) en alta resolución, hasta el nivel de los conjuntos cromosómicos individuales y su origen».
El poder de los centrómeros #
“Nuestro análisis de las tres especies de rosa silvestre pentaploide mostró que los cromosomas univalentes presentan centrómeros sorprendentemente grandes con múltiples repeticiones de una secuencia de ADN específica de la rosa. Estos centrómeros más grandes también se unen cada vez más a la proteína CENH3, que desempeña un papel clave en la unión del huso acromático”, afirmó el Dr. Aleš Kovařík, del Instituto de Biofísica de la Academia Checa de Ciencias. “Esto significa que el tamaño del centrómero podría ser un factor decisivo para asegurar la retención de ciertos cromosomas durante las divisiones celulares asimétricas. Al modificar el tamaño y la fuerza de sus centrómeros, estas plantas pueden influir en la herencia de los cromosomas”, añadió Marques.
Quienes más allá del centro de Europa disfrutamos de la Rosa canina o rosa silvestre, y los preparados de dulces de escaramujos de esta especie, u otras integrantes de la familia de las rosas, más allá de tales recuerdos, podemos acercarnos a los detalles científicos aportados por los investigadores de nuestro tiempo, y conocer más sobre una de las variedades de esta bella especie que los sabios antiguos vinculaban a los ritos solares.
Por qué es importante #
«La coexistencia simultánea de la reproducción sexual y clonal en el mismo genoma, controlada por diferencias en la estructura del centrómero, es un mecanismo biológico fascinante. Sin embargo, el descubrimiento no sólo aporta nuevas perspectivas al fascinante mundo de la genética vegetal, sino que también tiene importancia práctica para el mejoramiento genético», afirmó Ritz. Muchas plantas cultivadas tienen más de dos juegos de cromosomas. Esto hace que su reproducción sea susceptible a errores, pero también puede aportar ventajas como una mayor resistencia. Una mejor comprensión de la reproducción de la rosa silvestre podría ayudar a aprovechar estas ventajas de forma específica y estabilizar la fertilidad de las especies vegetales poliploides. Marques concluyó que «a largo plazo, nuestros hallazgos podrían abrir nuevas vías para el desarrollo de cultivos más robustos».
Disfrutemos de la belleza de la rosa silvestre, o tomemos algunos de los datos científicos para defender a la Rosa canina -aunque no necesite nuestra defensa- es interesante conocer cómo los científicos analizan, hasta donde pueden, los mínimos detalles para obtener mejores recursos.
Agradecimientos #
Los autores agradecen a A. Houben, H. Bruelheide, B. Usadel, M. Thines, M. Bagdevi y K. Wesche por las discusiones sobre la investigación; B. Schlitt, M. Schwager, S. H. Sourav, J. Wesenberg, A. Smolka y S. Stegmann por su asistencia técnica en el laboratorio; a los colegas F. Erdogan, I. Kisakesen y U. Abraham por su ayuda con el enriquecimiento del objetivo; T. Schell, C. Sinai, C. Greve, L. Schardt, D. Baranski y A. Ben Hamadou por el apoyo técnico; J. Bauernfeind por su ayuda con las instalaciones de TI; T. Hawel, G. Schulz, S. Arndt, G. Vogg, S. Ruge y Oberlausitz-Stiftung por proporcionar acceso a sus colecciones y material vegetal; M. Simon por proporcionar fotos de rosas; al personal del Proyecto Árbol de la Vida de Darwin en el Instituto Wellcome Sanger por poner a disposición datos adicionales de R. canina y R. agrestis ( https://www.darwintreeoflife.org/project-resources); y al personal del Instituto de Biofísica AS CR por su apoyo interno.
Financiamiento #
El estudio fue financiado por la Fundación de Investigación Alemana (DFG Ri 2090/4-1, MA 9363/2-1 y MA 9363/3-1), la Fundación de Ciencias Checa (GAČR 22-16826S), la Sociedad Max Planck (financiación básica para A.M.) y la Unión Europea (Beca de inicio del Consejo Europeo de Investigación, HoloRECOMB, beca n.º 101114879 para A.M.). La DFG también financió este trabajo bajo la Estrategia de Excelencia de Alemania: EXC 493 2048/1–390686111 (para A.M.). M.Z. cuenta con el apoyo financiero de la DFG (beca n.º MA 9363/2-1).
Financiación de acceso abierto fue proporcionada por la Sociedad Max Planck.
- El artículo Bimodal centromeres in pentaploid dogroses shed light on their unique meiosis fue publicado en la revista Nature. Autores: V. Herklotz, M. Zhang, T. Nascimento, R. Kalfusová, J. Lunerová, J. Fuchs, D. Harpke, B. Huettel, U. Pfordt, V. Wissemann, A. Kovařík, A. Marques & C. M. Ritz
Gracias científicos por explicarnos los detalles de la vida de las rosas silvestres, mientras los comunes nos quedamos extasiados ante su manifestación.