Investigación
Ser una planta al estilo hepática
Las hepáticas se separaron del resto de las plantas terrestres hace más de 400 millones de años. Desde entonces han evolucionado estructuras, rutas genéticas e historias de vida únicas entre las embriofitas.
En comparación con las plantas vasculares, que son más abundantes y han sido estudiadas con mayor detalle, las hepáticas son pequeñas. La fase dominante de estas plantas es el gametofito haploide, que despliega una diversidad maravillosa de morfologías y estrategias de vida que no se observa en ningún otro linaje.
Los gametofitos de las hepáticas pueden ser talosos o foliosos. Las estructuras que portan esporofitos también son extremadamente diversas, desde sacos inconspicuos embebidos en el talo hasta arquegonióforos vistosos en forma de paragüas. Además, presentan organelos y estructuras únicas, como cuerpos oleosos, escamas ventrales, rizoides con papilas, eláteres, arquegonióforos y anteridióforos. También se sabe que tienen interacciones importantes con hongos y, de acuerdo con evidencia reciente, con bacterias.
Una de las grandes preguntas que impulsan al laboratorio es explorar el estilo hepático de ser una planta terrestre. ¿Qué estrategias han evolucionado estas plantas para prosperar en ambientes diversos? ¿Qué restricciones genéticas, ambientales y del desarrollo enfrentan? ¿Qué tan única es esa manera de ser planta?
Al estudiar estructuras únicas en hepáticas, nos hemos enfocado en las escamas ventrales, estructuras dérmicas muy diversas entre taxones. Nuestra investigación preliminar muestra que las escamas ventrales moradas pueden absorber radiación UV. Por ello no sorprende que hepáticas xerofíticas como Targionia hypophylla y Calasterella californica presenten un mecanismo de enrollamiento en el cual los talos desecados se cubren con sus escamas ventrales, que podrían brindar protección UV durante un estado fisiológico vulnerable.
Dos líneas de investigación sobre la manera hepática en el laboratorio son: (1) explorar la diversidad morfológica y funcional de las escamas ventrales en hepáticas talosas complejas, y (2) caracterizar las comunidades bacterianas asociadas con hepáticas.
Historia evolutiva de las hepáticas talosas complejas
Buscamos inferir patrones y entender los procesos que han impulsado la evolución de las hepáticas. ¿Cómo es que su biología única es resultado de procesos evolutivos? ¿Qué ha determinado su distribución? ¿Los motores evolutivos de las hepáticas son los mismos que en otros grupos? ¿Por qué algunas especies tienen distribuciones tan amplias?
Algunos de nuestros proyectos actuales se enfocan en la historia biogeográfica de Aytoniaceae, una familia de hepáticas talosas complejas, y en el efecto que la morfología de las esporas podría tener sobre las regiones que ocupan distintas especies.
Modelos integrativos de evolución
Nuestra manera favorita de abordar estas preguntas evolutivas es usar modelos de procesos evolutivos que capturen la complejidad de los sistemas biológicos. Estos modelos, como FBD y la familia de modelos SSE, suelen coestimar múltiples parámetros de interés de forma simultánea, incluyendo árboles, evolución de caracteres y eventos de diversificación. Además, ofrecen un marco natural para incorporar incertidumbre.
La implementación de estos modelos es tan desafiante como gratificante, y constituye una línea de investigación por sí misma. En colaboración con personas que desarrollan modelos, implementamos modelos nuevos que se ajustan a nuestras preguntas biológicas. También disfrutamos colaborar con otros grupos para aplicar estos enfoques a sistemas con datos emocionantes.
Información para estudiantes interesados
El mejor ajuste para el laboratorio son estudiantes con interés en la biología y evolución de hepáticas, en modelos filogenéticos integrativos, o en ambas cosas. Tener formación en sistemática, filogenética y habilidades básicas de programación seríal ideal, especialmente para estudiantes de posgrado. Sin embargo, la falta de experiencia no es una limitante si el o la estudiante demuestra curiosidad, empeño y buena comunicación. Si tienes preguntas, no dudes en escribirme.