La camuflaje es una estrategia defensiva común entre los animales, que les permite evadir a los depredadores o emboscar a sus presas. Un estudio reciente ha revelado que más del 40% de las especies de plantas alpinas en la meseta del Tíbet y regiones adyacentes presentan coloraciones típicas de camuflaje. Esta investigación, llevada a cabo por un equipo colaborativo del Instituto de Botánica de Kunming de la Academia China de Ciencias y la Universidad de Lanzhou, ha desentrañado los mecanismos genéticos y ecológicos que subyacen al camuflaje de las plantas.
Publicados en la revista Nature Ecology & Evolution, los hallazgos indican que la presión de los herbívoros impulsa la evolución de la coloración de las hojas en especies de Corydalis. En las laderas de piedras sueltas de alta altitud (por encima de los 4.000 metros) en el suroeste de China, los ciclos de congelación y descongelación fragmentan las rocas en grava cambiante. A pesar de las condiciones extremas, estas zonas subnivales albergan una flora y fauna especializadas. Algunas especies de Corydalis presentan colores de hojas que coinciden estrechamente con el sustrato rocoso, lo que les permite volverse casi invisibles, ganándose el título de «maestras del camuflaje».
Estas plantas son hospedantes críticas para las mariposas del género Parnassius, cuyas larvas se alimentan exclusivamente de Corydalis. Las mariposas hembras dependen de señales visuales para localizar las plantas hospedadoras para la oviposición, sugiriendo que la presión de herbivoría ha promovido la evolución del camuflaje en estas plantas. Estudios anteriores han demostrado que el camuflaje mejora la supervivencia sin comprometer la fotosíntesis, y la coloración de las hojas varía entre poblaciones, adaptándose a los fondos rocosos locales.
Mecanismos Genéticos y Experimentales
En el presente estudio, los investigadores aprovecharon el dimorfismo de color de las hojas (donde coexisten morfos camuflados y verdes) y la variación a nivel poblacional para revelar el mecanismo genético subyacente a la coloración de hojas camufladas en Corydalis hemidicentra. Mediante la secuenciación de genomas de alta calidad de dos morfos de color de hoja (camuflado y verde) e integrando análisis transcriptómicos y metabolómicos, los investigadores descubrieron cómo la expresión específica de genes estructurales en la vía de biosíntesis de antocianinas y la acumulación de metabolitos conducen a hojas camufladas.
Utilizando conjuntos de datos de SV y SNP de alta calidad que incluían 157 individuos de plantas de seis poblaciones, un estudio de asociación genómica (GWAS) identificó que una inserción de transposón de 254 pb en el gen bHLH35 (bHLH35-ins) en el cromosoma cuatro se correlacionaba fuertemente con el camuflaje de las hojas. Esta inserción actúa como un potenciador del gen bHLH35, aumentando la actividad transcripcional y el nivel de expresión del mismo. Como un factor de transcripción que regula la síntesis de antocianinas, el bHLH35 elevado aumenta la expresión de genes estructurales de antocianinas en las hojas, dándoles un color gris similar al de las rocas.
Además, los investigadores llevaron a cabo experimentos de campo utilizando hojas de señuelo fabricadas mediante impresión tridimensional para evaluar la eficacia defensiva de las plantas camufladas frente a las mariposas Parnassius. Los resultados mostraron que las mariposas visitaban predominantemente y ovipositan cerca de las plantas verdes. En condiciones naturales, las plantas camufladas sufrieron menos herbivoría por parte de Parnassius y tuvieron mayores tasas de producción de frutos.
Los análisis de los tamaños efectivos de población de plantas y mariposas, así como los datos climáticos de los últimos 500 años, revelaron un patrón de «fluctuación espejo» entre las poblaciones de plantas y mariposas: durante los períodos cálidos recientes, las poblaciones de plantas verdes disminuyeron drásticamente mientras que las poblaciones de mariposas se mantuvieron estables; por el contrario, las poblaciones de plantas camufladas se mantuvieron constantes, mientras que las poblaciones de mariposas Parnassius se redujeron.
Al integrar la ecología sensorial, la biología molecular y la biología evolutiva, los investigadores han elucidado los mecanismos adaptativos genéticos y ecológicos que subyacen a la coloración camuflada de Corydalis hemidicentra. Este estudio ofrece nuevos conocimientos sobre las estrategias de supervivencia de las plantas alpinas, destacando la importancia de la investigación en la biodiversidad y la conservación de los ecosistemas montañosos en un contexto de cambio climático.
