Genética

Este pequeño helecho tiene el genoma más largo de toda la Tierra: más de 100 metros

Contiene 50 veces más ADN que el de los humanos

Tmesipteris oblanceolata, con el genoma más largo de la Tierra

Tmesipteris oblanceolata, con el genoma más largo de la Tierra / Pol Fernandez

Ramón Díaz

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Su genoma es más grande que el de cualquier otro organismo vivo del planeta. Mide más de 100 metros de longitud, más que las torres Skyline de Madrid, más que el hotel Torre Catalunya de Barcelona y más que la Torre Doscalas de Benidorm. Contiene 50 veces más ADN que los humanos y ha destronado a la especie de planta Paris japonica, que tenía ese récord desde 2010. Su nombre, Tmesipteris oblanceolata, una especie rara de helecho de Nueva Caledonia, territorio francés en Oceanía, suroeste del Pacífico, a unos 1.200 kilómetros de Australia.

Ha sido incluida en el ‘Guinness World Records’ con tres títulos: el genoma vegetal más grande, el genoma más grande y el genoma más grande de helecho por la cantidad de ADN en el núcleo. El descubrimiento ha sido realizado por investigadores del Real Jardín Botánico de Kew y del Institut Botànic de Barcelona (IBB-CSIC) en España.

El género Tmesipteris es un grupo de plantas poco estudiado, que consta de unas 15 especies, la mayoría de las cuales se encuentran en diversas islas del Pacífico y Oceanía. Hasta ahora, los científicos solo habían estimado el tamaño de los genomas de dos especies de esta familia, T. tannensis y T. obliqua, y habían descubierto que ambas contenían genomas gigantescos, de 73,19 y 147,29 pares de gigabases (Gbp, unidad de medida que se usa como ayuda para designar la longitud del ADN), respectivamente.

Tmesipteris oblanceolata.

Tmesipteris oblanceolata. / Pol Fernandez

Los autores principales de la investigación, el doctor Jaume Pellicer y la doctora Oriane Hidalgo, viajaron a Nueva Caledonia para recolectar muestras de Tmesipteris, que luego se analizaron para estimar el tamaño de sus genomas. Para ello, aislaron los núcleos de miles de células, las tiñeron con un tinte y luego midieron cuánto tinte se había unido al ADN dentro de cada núcleo: cuanto más tinte, más grande era el genoma.

El análisis reveló que la especie T. oblanceolata tiene un tamaño de genoma récord de 160,45 Gbp, aproximadamente un siete por ciento más grande que el de P. japonica (148,89 Gbp).

El genoma humano mide 2 metros

Cuando se desentrañe por completo, el ADN de cada célula de este helecho sería más alto que la Torre Elizabeth en Westminster, Londres, que tiene 96 metros de altura y alberga la mundialmente famosa campana del Big Ben. A modo de comparación, el genoma humano contiene alrededor de 3,1 Gbp distribuidos en 23 cromosomas y, cuando se estira como un ovillo de hilo, la longitud del ADN en cada célula solo mide unos 2 metros.

"Tmesipteris es un pequeño género único y fascinante de helechos, cuyos antepasados evolucionaron hace unos 350 millones de años –mucho antes de que los dinosaurios pisaran la Tierra– y que se distingue por su hábito principalmente epífito (crece principalmente en los troncos y ramas de los árboles) y con distribución restringida en Oceanía y varias islas del Pacífico", explica Pellicer.

"Durante mucho tiempo pensamos que batir el anterior récord de tamaño de la Paris japonica iba a ser una misión imposible, pero una vez más, los límites de la biología han superado nuestras predicciones más optimistas", añade.

"Basándonos en nuestras investigaciones anteriores, anticipamos la existencia de genomas gigantes en Tmesipteris. Dicho esto, descubrir el genoma más grande de todos ellos no es solo una hazaña de exploración científica, sino el resultado de un viaje de casi catorce años hacia la complejidad ilimitada y diversidad de genomas vegetales", expone el científico español.

Los científicos en Nueva Caledonia.

Los científicos en Nueva Caledonia. / Oriane Hidalgo

Hasta la fecha, científicos de todo el mundo han estimado el tamaño del genoma de más de 20.000 organismos eucariotas, revelando en el proceso una amplia gama de tamaños en todo el árbol de la vida. Se ha descubierto que los tamaños del genoma tienen un profundo impacto no solo en la anatomía, ya que los genomas más grandes necesitan células más grandes para albergarlos y tardan más en replicarse, sino también en cómo funcionan, evolucionan y dónde y cómo viven.

Adaptación al cambio climático

Entre los genomas más grandes de animales destaca el del pez pulmonado de mármol (Protopterus aethiopicus) con 129,90 Gbp y el perro de agua del río Neuse (Necturus lewisi) con 117,47 Gbp. Seis de los genomas eucariotas más grandes conocidos pertenecen a plantas, entre ellas el muérdago blanco (Viscum album) con 100,84 Gbp.

Tener un genoma más grande no suele ser una ventaja: en el caso de las plantas, las especies que poseen grandes cantidades de ADN son perennes de crecimiento lento, menos eficientes en la fotosíntesis y requieren más nutrientes (especialmente nitrógeno y fosfatos) para crecer y competir exitosamente con sus vecinos con genoma más pequeño. Estos efectos, además, pueden influir en la capacidad de la planta para adaptarse al cambio climático y su riesgo de extinción.

"¿Quién hubiera pensado que esta pequeña y sencilla planta, por la que la mayoría de la gente probablemente pasaría sin fijarse, podría tener un récord mundial en tamaño de genoma? Las plantas son increíblemente diversas cuando se las considera en términos de ADN, y eso debería hacernos detenernos a pensar en su valor intrínseco en el panorama más amplio de la biodiversidad global. Este descubrimiento también plantea muchas preguntas nuevas y apasionantes sobre los límites superiores de lo que es biológicamente posible. Esperamos resolver estos misterios algún día", apunta doctora Ilia Leitch.

Tmesipteris oblanceolata.

Tmesipteris oblanceolata. / Pol Fernandez

"Pensar que este helecho de aspecto cuenta con 50 veces más ADN que los humanos es un humilde recordatorio de que todavía hay mucho sobre el reino vegetal que no conocemos, y que los poseedores de récords no siempre somos los más llamativos por fuera", remata Adam Millward, editor jefe de Guinness World Records.

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