Los investigadores de la Universidad de Colorado Boulder han descubierto la primera evidencia molecular conocida de simbiosis obligada en líquenes, una relación co-evolutiva distintiva que podría arrojar nueva luz sobre cómo y por qué algunos organismos multicelulares consolidan sus genomas para coexistir.
El nuevo estudio, que se publicó en línea hoy en la revista Ecología molecular , encuentra que los organismos fúngicos reducen su composición genómica central mientras se unen con las algas para formar una asociación de líquenes, uno que se presume que está "obligado" es decir, que requiere a ambas partes pero que previamente no había tenido una verificación genética directa.
"Las simbiosis permiten que dos organismos diferentes sobrevivan en áreas donde de otra manera no podrían crecer", dijo Erin Tripp, conservadora de botánica en el Museo de Historia Natural de CU y coautora del nuevo estudio. "Estos hallazgos sonemocionante porque ilustran una base genética clave de este emparejamiento obligatorio ".
Los líquenes son omnipresentes en todo el mundo y pueden cubrir hasta el seis por ciento de la masa terrestre de la Tierra. Hay más de 20,000 especies de líquenes conocidas, algunas de las cuales se adaptan bien a ambientes extremos como desiertos y tundra ártica. Los líquenes juegan un papel importante en la ecologíaprocesos como la formación del suelo y el ciclo de nutrientes y sirven como bioindicadores de toxicidad ambiental.
Los mecanismos genéticos y las consecuencias de estas uniones de hongos y algas, sin embargo, no se han entendido bien. Utilizando muestras recolectadas de las montañas Apalaches del sur, los investigadores de CU Boulder secuenciaron el ADN de 22 especies de líquenes separadas para comprender mejor cómo ambos no estaban relacionadosorganismos co-evolucionan a nivel molecular.
Los hallazgos revelaron que en algunos casos, el compañero fúngico de esta simbiosis racionalizó su genoma mitocondrial, al igual que una pareja que se muda juntos podría deshacerse de los muebles domésticos duplicados.
"El hongo perdió un gen crucial productor de energía mientras que las algas retuvieron una copia completa de este gen", dijo Cloe Pogoda, autora principal del estudio e investigadora graduada en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de CU Boulder"Observamos una pérdida paralela de este gen en tres linajes de líquenes diferentes: el hongo abandona este gen en particular mientras su pareja fotosintética lo mantiene".
Este acuerdo obligatorio, en el que un socio renuncia a su propio suministro de energía mitocondrial para depender probablemente de su compañero para la energía celular, sugiere una división genética del trabajo que hace que el liquen resultante sea más eficiente, dijo Tripp, lo que quizás confiere una ventaja ecológica.
Los investigadores planean expandir el estudio para incluir más especies de líquenes en el futuro. Los hallazgos también podrían inspirar nuevas investigaciones sobre el microbioma intestinal humano, la compleja colonia bacteriana que vive simbióticamente dentro de cada persona y se ha demostrado que influye en varios aspectos desalud.
"Las implicaciones son de largo alcance, dada la cantidad de relaciones simbióticas que observamos en la naturaleza", dijo Tripp, quien también es profesor asistente en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva EBIO de CU Boulder. "Ahora podemos ampliar nuestro alcance".de estudio para buscar firmas genómicas de coevolución en otros organismos "
Los estudiantes universitarios de CU Boulder ayudaron a reunir la información genómica utilizando recursos de secuenciación en el Instituto BioFrontiers de CU. Los coautores de la nueva investigación incluyen a Kyle Keepers y Nolan Kane de EBIO y James Lendemer del Jardín Botánico de Nueva York.
El programa de investigación Dimensiones de la Biodiversidad de la Fundación Nacional de Ciencias proporcionó fondos para el estudio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Original escrito por Trent Knoss. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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