Los fósiles de Colorado podrían revisar la historia de la evolución de las plantas

Botánicos y paleontólogos, dirigidos por investigadores de CU Boulder, han identificado un pimiento fósil que puede reescribir la geografía y la línea de tiempo evolutiva de la familia de las plantas de tomate.

Los hallazgos del equipo, publicados el mes pasado en la revista Nuevo fitólogo, muestran que la tribu de los pimientos (Capsiceae) dentro de la familia de los tomates o las solanáceas (Solanaceae) es mucho más antigua y estaba mucho más extendida de lo que se pensaba anteriormente. Anteriormente, los científicos pensaban que los chiles evolucionaron en América del Sur hace como máximo 15 millones de años, pero una nueva investigación retrotrae esa fecha a por lo menos 50 millones de años y sugiere que los chiles estaban realmente presentes en América del Norte en ese momento.

Rocío Deanna, investigadora postdoctoral en ecología y biología evolutiva, y Abel Campos, doble licenciado en biología evolutiva y biología molecular, celular y del desarrollo, no tenían intención de reescribir la historia cuando se encontraron una tarde en el Museo de Historia Natural de CU Boulder en 2021. Sin embargo, entre un grupo de especímenes de sus colecciones reunidas en el tesoro geológico de la Formación Green River en el noroeste de Colorado y el suroeste de Wyoming, Deanna vio un rasgo específico de la belladona incrustado en un fósil: pequeños picos al final de un tallo fructífero.

«Al principio pensé ‘¡De ninguna manera! Esto no puede ser cierto'», dijo Deanna, autor principal del estudio. «Pero era tan característico del chile».

Después de encontrar dos de estos fósiles en las colecciones de CU Boulder, la coautora del estudio Deanna y Campos encontraron otro de la tribu del chile en las colecciones del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver (DMNS). Los tres fósiles son de la Formación Green River en Colorado: los especímenes CU del condado de Garfield y el fósil DMNS del condado de Rio Blanco.

Estos fósiles de chile de la era geológica del Eoceno (hace 34 a 56 millones de años) coinciden con la línea de tiempo de otro fósil de solanáceas encontrado en la Formación Esmeraldas en Colombia, lo que revela que la familia ya estaba distribuida por América hace 50 millones de años. hace años.

«La familia es mucho mayor de lo que pensábamos», dijo Deanna, también miembro de la facultad de la Universidad Nacional de Córdoba.

Una historia de frutas y fósiles

La familia de las solanáceas incluye 3000 especies y casi 100 géneros diferentes, incluidos los pimientos. El chile antiguo era técnicamente una fruta y una baya, para empezar. Si bien los tomates y los pimientos se asocian comúnmente con las verduras, tienen semillas en su interior, lo que los clasifica oficialmente como frutas.

Los investigadores no pueden estar seguros de la forma o el color exactos del pimiento, pero probablemente era más pequeño que los pimientos modernos. Y como sus parientes, podría haber sido bastante picante, según Deanna.

Deanna y Campos identificaron el fósil por la forma única de sus dientes de cáliz: puntas al final del tallo fructífero que sostienen la pimienta, como las que sostienen una piedra preciosa en un anillo.

“Hay quizás 300.000 especies de plantas en el mundo. Las únicas plantas con este tipo de cáliz son este grupo de 80 o 90 especies”, dijo Stacy Smithautor principal del artículo y profesor asociado de biología evolutiva en CU Boulder.

Los paleontólogos recolectaron el fósil de CU Boulder de la Formación Green River en la década de 1990. Pero su identidad exacta ha permanecido en el misterio durante años, en parte porque solo hay un puñado de «solanólogos», botánicos que estudian la familia Solanaceae, en todo el mundo. Cuando Deanna encontró estos fósiles de Colorado, acababa de regresar de una búsqueda mundial de especímenes fósiles de semillas de la familia del tomate, solo para encontrar algunos «apenas maduros para recoger» en el campus.

“Muchos descubrimientos ocurren décadas después de que se recolectaron los especímenes”, dijo Smith. «¿Quién sabe cuántas otras nuevas especies de fósiles hay en uno de estos museos? Solo están esperando que los ojos adecuados los miren».

Evolución por escorrentía

Los pimientos de estos fósiles crecieron durante el Eoceno, una época geológica que duró hace unos 34 a 56 millones de años cuando los continentes se trasladaron a sus posiciones actuales. Durante este tiempo templado en la historia de la Tierra, los niveles de dióxido de carbono oscilaron entre 700 y 900 partes por millón (el doble que hoy) y las palmeras crecieron hasta Alaska. Debido a que había poco o nada de hielo en la Tierra, el nivel del mar era hasta 500 pies más alto de lo que es hoy.

Los científicos habían especulado que los orígenes de los chiles comenzaron en América del Sur hace unos 10 a 15 millones de años, donde luego se extendieron por tierra y agua a otros continentes. Si bien Colorado hoy en día alberga muy pocas solanáceas nativas y ningún chile, este nuevo descubrimiento sugiere que una plétora de plantas de la familia de las plantas de tomate pudo haber existido en América del Norte hace 40 a 50 millones de años, que desde entonces han desaparecido en gran medida.

Pero, ¿cómo llegaron estos pimientos a América del Norte? Ahora es un caso de «¿el pollo o el chile?»

Los expertos han especulado que las aves frugívoras, que ya existían hace 60 millones de años, podrían haber llevado consigo semillas y plantas por todo el mundo en sus tripas, pegadas a sus plumas o en el barro de sus patas. Pero estas aves también tenían que comer algo para alimentar sus viajes, y las bayas carnosas, o pimientos, son el combustible perfecto. Las aves pueden haber distribuido pimientos de un continente a otro, pero los pimientos también pueden haber jugado un papel crucial en el éxito de estas mismas aves.

Entonces, la familia de las solanáceas podría haber comenzado fácilmente en América del Norte en lugar de América del Sur, y luego extenderse hacia el otro lado, y con este descubrimiento, los científicos ya no pueden decirlo con certeza, dijo Smith. .

«Estos pimientos, una especie que pensamos que surgió en un abrir y cerrar de ojos evolutivo, han existido durante mucho tiempo», dijo Smith. «Todavía estamos dominando este nuevo horario».

Otros autores de esta publicación son: Camila Martínez, Universidad EAFIT y Smithsonian Tropical Research Institute; Steven Manchester, Museo de Historia Natural de Florida, Universidad de Florida; Peter Wilf, Universidad Estatal de Pensilvania; Sandra Knapp, Museo de Historia Natural, Londres; Franco E. Chiarini, Gloria E. Barboza y Gabriel Bernardello del Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal, IMBIV (CONICET-UNC); Hervé Sauquet, Herbario Nacional de Nueva Gales del Sur y Centro de Investigación en Evolución y Ecología, Universidad de Nueva Gales del Sur; Ellen Dean, Centro para la Diversidad de Plantas, Universidad de California; Andrés Orejuela, Grupo de Investigación en Recursos Naturales Amazónicos – GRAM, Facultad de Ingenierías y Ciencias Básicas, Instituto Tecnológico del Putumayo y Subdirección científica, Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis.