El musgo que evoluciona más rápidamente en el mundo podría no adaptarse al cambio climático.

El musgo más antiguo del mundo ha sufrido tres extinciones masivas, pero es posible que no sobreviva al cambio climático.

El género Takakia tiene el mayor número de genes de rápida evolución de cualquier musgo, reportan investigadores el 9 de agosto en la revista Cell. Un estudio de una década sobre Takakia en el Himalaya muestra que el musgo está bien adaptado a su hogar de gran altitud, con resistencia al frío extremo y a la intensa luz ultravioleta. Pero, por más rápido que pueda modificar sus genes, los científicos encontraron que el aumento rápido de las temperaturas en la región se asociaba con una disminución del rango del musgo, una disminución más rápida que en cualquier otro musgo cercano.

Takakia consta de solo dos especies de musgo. Aunque se pueden encontrar individualmente en Estados Unidos y Japón, ambas especies solo ocurren juntas en el altiplano tibetano en el Himalaya. Los dos son diferentes a cualquier otra planta en el mundo. El brote evolutivo que contiene a Takakia se separó de los otros briofitos, musgos, hepáticas y antóceros, hace unos 390 millones de años.

"La posición evolutiva de Takakia en las plantas es como la del ornitorrinco en los mamíferos", dice Yikun He, un genetista de plantas de la Universidad Normal de la Capital en Pekín. Así como el ornitorrinco tiene muchas características extrañas que no lo hacen del todo un mamífero, como la puesta de huevos y un pico, Takakia tiene muchas características que lo hacen diferente a otras plantas, como hojas parecidas a plumas y la falta de poros para controlar el flujo de oxígeno y dióxido de carbono.

"Se ve muy diferente a otros musgos", dice Ralf Reski, un biotecnólogo vegetal de la Universidad de Friburgo en Alemania. "Durante mucho tiempo no estaba claro si era un musgo".

Para aprender más sobre el misterioso Takakia, Reski, He y sus colegas establecieron un estudio a largo plazo en el altiplano tibetano, a más de 4,000 metros sobre el nivel del mar.

A lo largo de 11 años, los investigadores recolectaron muestras, analizaron genomas, recopilaron datos sobre el ecosistema circundante y compararon especímenes modernos con fósiles de hace 165 millones de años. El equipo también tuvo que evacuar a varios estudiantes debido al mal de altura. Los sitios de campo solo eran accesibles en agosto y septiembre, e incluso entonces, "el clima es impredecible, y un día puede experimentar primavera, verano, otoño e invierno", dice He.

Los humanos pueden haber tenido problemas, pero el musgo se sentía cómodo en su hogar de gran altitud. Esto se debe en parte a sus genes. Aunque Takakia tiene un genoma cuya longitud es promedio para un briofito, poco más de 27,400 genes, tiene el mayor número conocido de genes de rápida evolución de cualquier musgo, hepática o antócero, encontraron los investigadores.

Takakia necesitó esa velocidad cuando el Himalaya comenzó a elevarse hace 65 millones de años. A medida que las montañas se elevaban hacia el cielo, los musgos en ellas quedaron expuestos a temperaturas más bajas y mayores cantidades de luz ultravioleta. Tuvieron que adaptarse. Y Takakia lo hizo.

El nuevo estudio mostró la capacidad del musgo para resistir la radiación solar. Cuando los investigadores expusieron a Takakia a una alta cantidad de luz ultravioleta, no resultó dañado, mientras que los musgos de comparación comenzaron a morir dentro de las 72 horas. El resistente musgo produce "grandes cantidades de metabolitos como flavonoides y ácidos grasos poliinsaturados para protegerse contra la radiación", dice Reski. También cuenta con genes que permiten una reparación del ADN más eficiente, una protección esencial contra los rayos dañinos.

Takakia también se adaptó al frío extremo. Puede entrar en estado de letargo durante ocho meses del año mientras está bajo la nieve, y realiza todo su crecimiento y reproducción, dice He, "en el preciado periodo de tres a cuatro meses de luz".

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Todas estas características evolucionaron desde hace aproximadamente 50 millones de años hasta el presente, mostró el estudio, sin cambiar nunca la apariencia física del musgo en comparación con los fósiles de Takakia hace unos 165 millones de años.

Pero esta evolución relativamente rápida no parece ser suficientemente veloz para ayudar al musgo a adaptarse al cambio climático (SN: 3/10/22).

Durante los 11 años del estudio, Reski, He y sus colegas documentaron un aumento promedio de temperatura de aproximadamente cuatro décimas de grado Celsius en la región. Mientras tanto, la cobertura de Takakia en su población de muestra disminuyó aproximadamente 1.6 por ciento por año, más rápido que otros cuatro musgos locales.

Los investigadores predicen que para fines del siglo XXI, las condiciones adecuadas para Takakia se limitarán a solo 1,000 a 1,500 kilómetros cuadrados en todo el mundo. Para ese momento, sospechan los investigadores, el musgo más antiguo del mundo podría estar extinto.

Otros son más optimistas sobre el destino de este resistente musgo. Hay poblaciones en otros lugares, dice el biólogo evolutivo S. Blair Hedges. Entonces, aunque eventualmente el altiplano tibetano podría estar libre de Takakia, espera que el musgo pueda sobrevivir en otros lugares.

What’s more, “it’s fantastic to see all these different things known about a single [genus], from the fossil record all the way up to the complete genome,” says Hedges, of Temple University in Philadelphia.

In the meantime, He, Reski and their colleagues are cultivating Takakia populations and transplanting them to other regions in Tibet in the hopes of giving old moss a new lease on life. “Takakia saw the dinosaurs come and go. It saw us humans coming,” Reski says. “Now we can learn something about resilience and extinction from this tiny moss.”

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