El espécimen fosilizado pertenece probablemente a las barinofitas herbáceas, un inusual grupo de plantas extintas que puede estar relacionado con los musgos, y es uno de los ejemplos más completos de una etapa aparentemente intermedia de la biología reproductiva de las plantas. La nueva especie, de unos 400 millones de años de antigüedad y del Devónico temprano, producía un espectro de tamaños de esporas, un precursor de las estrategias especializadas de las plantas terrestres que abarcan los hábitats del mundo. La investigación fue publicada en Current Biology el 4 de mayo.
«Por lo general, cuando vemos aparecer plantas heterosporas en el registro fósil, simplemente aparecen», dijo el autor principal del estudio, Andrew Leslie, un profesor asistente de ciencias geológicas en la Escuela de la Tierra, Energía & Ciencias Ambientales de Stanford (Stanford Earth). «Creemos que esto puede ser una especie de instantánea de este período de transición muy raramente presenciado en la historia evolutiva donde se ve una alta variación entre las esporas en la estructura reproductiva.»
Un cambio importante
Uno de los períodos de tiempo más importantes para la evolución de las plantas terrestres, el Devónico fue testigo de la diversificación de los pequeños musgos a los bosques complejos altísimos. El desarrollo de diferentes tamaños de esporas, o heterosporia, representa una modificación importante para controlar la reproducción, una característica que más tarde evolucionó en versiones pequeñas y grandes de estas unidades reproductivas.
«Piense en todos los diferentes tipos de sistemas sexuales que hay en las flores: todo eso se basa en tener esporas pequeñas separadas, o polen, y esporas grandes, que están dentro de las semillas», dijo Leslie. «Con dos clases de tamaño discretas, es una forma más eficiente de empaquetar los recursos porque las esporas grandes no pueden moverse tan fácilmente como las pequeñas, pero pueden alimentar mejor a la descendencia».»
Las primeras plantas, de hace entre 475 millones y 400 millones de años, carecían de especialización reproductiva en el sentido de que fabricaban los mismos tipos de esporas, que luego crecían en pequeñas plántulas que realmente transferían células reproductivas. Al repartir los recursos reproductivos, las plantas asumieron un mayor control sobre la reproducción, según los investigadores.
La nueva especie, junto con el grupo de plantas Chaleuria descrito anteriormente de la misma edad, representa la primera evidencia de una biología reproductiva más avanzada en las plantas terrestres. El siguiente ejemplo no aparece en el registro fósil hasta unos 20 millones de años después.
«Este tipo de fósiles nos ayudan a localizar cuándo y cómo exactamente las plantas lograron ese tipo de partición de sus recursos reproductivos», dijo Leslie. «El final de esa historia evolutiva de especialización es algo parecido a una flor».
Un hallazgo fortuito
Los investigadores comenzaron a analizar los fósiles después de que estuvieran almacenados en las colecciones del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian durante décadas. A partir de una treintena de pequeños trozos de roca excavados originalmente en la Formación Campbellton de Nuevo Brunswick, en Canadá, por el fallecido paleobotánico y coautor del estudio Francis Hueber, identificaron más de 80 estructuras reproductivas, o esporangios. Las esporas en sí oscilan entre 70 y 200 micras de diámetro, es decir, entre una y dos hebras de cabello. Mientras que algunas de las estructuras contenían exclusivamente esporas grandes o pequeñas, otras contenían sólo esporas de tamaño intermedio y otras contenían toda la gama de tamaños de esporas, posiblemente con algunas produciendo esperma y otras óvulos.
«Es raro conseguir tantos esporangios con esporas bien conservadas que se puedan medir», dijo Leslie. «Tuvimos un poco de suerte en la forma en que se conservaron».
Las plantas heterosporas fósiles y modernas viven principalmente en entornos de humedales, como llanuras de inundación y pantanos, donde la fertilización de las esporas grandes es más eficaz. La antigua especie, que se describirá formalmente en un artículo de seguimiento, tiene una mezcla de esporas que no se parece a nada de lo que vive hoy en día, dijo Leslie.
«La historia general de la reproducción de las plantas terrestres es la de una mayor división del trabajo y la especialización y la complejidad, pero eso tiene que empezar en alguna parte – y comenzó simplemente con la producción de esporas pequeñas y esporas grandes», dijo Leslie. «Con este tipo de fósiles, podemos identificar algunas formas en que las plantas fueron capaces de hacerlo».
Los coautores del estudio son de la Universidad de Brown, la Universidad de Carolina del Norte – Chapel Hill y la Universidad de Sheffield.