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No todas las plantas atraen a los polinizadores con dulces fragancias, algunas lo hacen con hedores tremendos. Ahora, un estudio publicado en Science explica cómo un gen de las plantas ha evolucionado para producir olores desagradables y obtener ventajas ecológicas.
Dirigido por el biólogo evolutivo de la Universidad de Tokio y del Museo Nacional de Naturaleza y Ciencia de Japón, Yudai Okuyama, y realizado por una decena de centros de investigación japoneses, el estudio demuestra cómo las plantas son capaces de emitir malos olores para atraer a los polinizadores.
La emisión de fragancias puede animar a los insectos a visitar los órganos reproductores de la planta y aumentar así las posibilidades de la polinización, pero también pueden repeler a los visitantes indeseados.
A lo largo de la evolución, las plantas han modulado la composición molecular de estos olores para captar a determinados insectos.
El estudio explica que en las flores de Asarum, o jengibre silvestre, un gen destinado a desintoxicar compuestos olorosos ha evolucionado para producir olores desagradables, un hallazgo que arroja luz sobre cómo las plantas utilizan vías metabólicas ancestrales para obtener ventajas ecológicas.
Según el estudio, estas plantas usan unas sustancias químicas (oligosulfuros) que confieren a las flores un olor similar al de un cadáver putrefacto para engañar a los insectos que se alimentan de materia orgánica en descomposición, conseguir que las visiten y conseguir la polinización.
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Una característica clave de las flores malolientes es la liberación de compuestos volátiles malolientes, en particular oligosulfuros como el dimetil disulfuro (DMDS) y el dimetil trisulfuro (DMTS).
Estos compuestos imitan las señales químicas emitidas por el material en descomposición.
Aunque se sabe que estos compuestos se forma a partir de la descomposición bacteriana de aminoácidos que contienen azufre, los mecanismos biológicos que permiten que las flores los produzcan siguen siendo en gran parte desconocidos.
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Para saber más sobre esta cuestión, Yudai Okuyama estudió flores del género Asarum, que tienen una notable diversidad de formas y olores, rasgos que se cree que han evolucionado para atraer al mayor número posible de polinizadores.
Mediante genómica comparativa y ensayos funcionales, Okuyama y su equipo descubrieron que la emisión floral de DMDS está vinculada a la expresión de un gen de la familia de proteínas de unión al selenio.
En los humanos, la proteína relacionada, SELENBP1, suele desintoxicar el metanotiol, un compuesto de olor fuerte y maloliente relacionada con el mal aliento clínico. Esta proteína desintoxica el metanotiol convirtiéndolo en sustancias menos nocivas.
En las especies de Asarum, Okuyama y sus colaboradores encontraron tres tipos distintos de genes de metanotiol oxidasa: SBP1, SBP2 y SBP3.
Al expresar estos genes en bacterias y comprobar su función enzimática, descubrieron que SBP1 realiza una reacción única: en lugar de desintoxicar el metanotiol, lo transforma en DMDS.
Esta capacidad surgió a través de un pequeño número de cambios de aminoácidos en SBP1 que modificaron la función enzimática de SBP1 de una metanotiol oxidasa (MTOX) a una disulfuro sintasa (DSS).
Los autores creen que esta capacidad ha evolucionado de forma independiente en al menos tres linajes de plantas no relacionados con las Asarum, lo que sugiere una evolución convergente impulsada por presiones ecológicas similares, puntualiza el estudio.
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En una perspectiva relacionada, publicada en Science y titulada "flores con mal aliento", Lorenzo Caputi y Sarah O'Conner, del Max Planck Institute for Chemical Ecology, destacan que "es notable" que, aunque la oxidación del metanotiol también se observa en los humanos-, "la actividad enzimática de la oligosulfuro sintasa solo ha evolucionado en plantas".
Los investigadores creen que esto puede deberse a que "las plantas están sometidas a una presión evolutiva constante para producir una química compleja para la comunicación y la defensa".
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