Los hongos prepararon el camino para la vida terrestre centenares de millones de años antes de lo que se pensaba

Un equipo internacional de científicos ha revisado la historia evolutiva de los hongos y ha conseguido situar los orígenes de este reino en una ventana temporal mucho más antigua de lo que se creía hasta el momento: hace entre 900 y 1.400 millones de años. Esto significa que los hongos ya poblaban la Tierra centenares de millones de años antes de que las plantas arraigaran. Los resultados, publicados en abierto en la revista Nature Ecology & Evolution, han sido posibles gracias a la aplicación de una nueva metodología y de modelos evolutivos sofisticados que han combinado diferentes técnicas de datación.

La investigación es fruto de una colaboración internacional en la que han participado investigadores multidisciplinarios de varios países e instituciones, entre los que está el biólogo evolutivo Eduard Ocaña, investigador Ramon y Cajal en la Universitat Oberta de Catalunya (UOC).

“Cuando un mismo gen salta de un organismo a otro, sabemos que ambos convivieron en un mismo momento y nos permite establecer relaciones temporales relativas”

«Los hongos como grupo son mucho más antiguos de lo que imaginábamos. Con una alta probabilidad, ya existían hace más de mil millones de años, y esto los sitúa como uno de los grandes grupos eucariotas más antiguos», explica el investigador. Por lo tanto, los hongos (un reino representado por setas, mohos y especies unicelulares, como las levaduras) serían claramente más antiguos que los animales (que se cree que aparecieron hace unos 600 millones de años) y que las plantas terrestres pluricelulares (que aparecieron hace unos 500).

Un nuevo reloj para datar la vida

A diferencia de las plantas o los animales, que han dejado un registro fósil abundante y reconocible, los hongos tienen cuerpos frágiles y filamentosos que raramente se conservan. Esta escasez de fósiles ha hecho que su historia evolutiva fuera un rompecabezas lleno de vacíos hasta ahora. Para superar este reto, los científicos han combinado tres fuentes de información diferentes y complementarias: los pocos fósiles disponibles, las secuencias genómicas de más de un centenar de especies de hongos y las transferencias horizontales de genes, un elemento clave e innovador que ha marcado la diferencia.

Estas transferencias horizontales, un fenómeno biológico por el que un gen pasa de una especie a otra, son excepcionales pero muy valiosas. «Cuando un mismo gen salta de un organismo a otro, sabemos que los dos convivieron en un mismo momento. Y esto nos permite establecer relaciones temporales relativas, porque sabemos que cualquier pariente del linaje donador tiene que ser necesariamente más antiguo que cualquier descendente del linaje receptor del gen», aclara el biólogo computacional de la UOC. A partir de estos anclajes temporales derivados de eventos de transferencia horizontal de genes, utilizados conjuntamente con las otras técnicas y nuevas herramientas computacionales que reducen el tiempo de cálculo, los expertos han podido obtener los nuevos cronogramas evolutivos, más precisos y robustos, que incluyen más de cien especies de hongos.

Los hongos, pioneros en los ecosistemas terrestres

El hallazgo no es solo una cuestión de fechas. Tiene implicaciones profundas para entender cómo eran los ecosistemas terrestres que precedieron al periodo cámbrico, de los que tenemos escasa información en términos de registro fósil, sobre todo en lo que respecta a la representatividad que tenían los diferentes grupos de eucariotas. Según Ocaña, «nuestros resultados indican que los hongos ya habitaban ambientes terrestres como mínimo hace unos 800 millones de años y que establecían interacciones ecológicas de un grado de complejidad hoy por hoy incierto con los ancestros de las plantas terrestres pluricelulares. Estos ancestros debían de asemejarse a los grupos de algas verdes que son evolutivamente más próximas a las plantas terrestres pluricelulares, algunos miembros de los cuales tienen cierta capacidad de adaptarse a ambientes fuera del agua».

Los hongos actuales establecen simbiosis con la mayoría de las plantas y les aportan nutrientes a cambio de carbohidratos. Estas relaciones, conocidas como micorrizas, podrían tener un origen muy antiguo: hace millones de años, los primeros hongos podrían haber ayudado a algas y plantas primitivas a instalarse en la Tierra y, a cambio, estas plantas habrían ofrecido nuevas fuentes de energía. «Si aceptamos que la colonización de la Tierra por parte de las plantas fue posible gracias a los hongos, lo que proponemos es que este vínculo podría haber empezado mucho antes de lo que creíamos, en ambientes similares a las costras biológicas del suelo o a los tapices microbianos que todavía hoy existen», señala el investigador de la UOC, que colabora con el eHealth Centre y el centro UOC-TECH.

Reescribiendo el relato de la Tierra vacía

La narrativa habitual sobre el origen de las plantas describía un planeta desnudo y hostil hasta que estas empezaron a arraigar hace unos 500 millones de años. La nueva investigación cambia esta visión: las plantas pluricelulares terrestres surgieron millones de años más tarde que sus ancestros unicelulares y de que los hongos ya participaran en interacciones ecológicas al medio terrestre. Aquellos hongos primitivos habrían contribuido a generar los primeros suelos rompiendo rocas, degradando minerales y reciclando nutrientes, y habrían hecho el ambiente más habitable.

En este sentido, los hongos se podrían considerar uno de los primeros ingenieros de los ecosistemas terrestres, un descubrimiento que no habría sido posible sin la colaboración internacional de científicos con perfiles muy diversos: biólogos evolutivos, paleontólogos, expertos en hongos y desarrolladores de nuevas herramientas metodológicas. «La idea surgió a raíz de una herramienta innovadora desarrollada por el grupo húngaro del Dr. Gergely J. Szöllősi, del que formaba parte durante mi etapa posdoctoral. Sin esta colaboración, y sin la aportación de investigadores de Hungría, Inglaterra, Japón y Cataluña, no habríamos llegado a estos resultados».

Nuevas preguntas para el futuro

Este descubrimiento abre también nuevas líneas de investigación. Los autores plantean ahora la posibilidad de aplicar la misma metodología a otros grandes grupos de eucariotas para obtener una datación más precisa de toda la historia evolutiva. «Los hongos han sido un caso de estudio ideal porque el registro fósil es muy limitado y, por lo tanto, nuestra aproximación aporta un valor añadido claro. El siguiente reto es aplicar estas técnicas al conjunto de eucariotas y construir un reloj molecular mucho más fino para toda la vida compleja», concluye Ocaña.

El trabajo de Eduard Ocaña como investigador postdoctoral Junior Leader, que ha sido financiado por la Fundación «la Caixa», se enmarca dentro de las misiones de investigación Transición digital y sostenibilidad y Salud digital y bienestar planetario de la UOC, y favorece los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) de la ONU, especialmente el número 15, sobre vida de ecosistemas terrestres.