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Las plantas hospedantes comunican señales de advertencia a través de una red de parásitos cuando los insectos atacan


Un equipo de científicos del Instituto de Botánica de Kunming en China y el Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena ha descubierto que las plantas parásitas del género Cuscuta (cuscuta) no solo agotan los nutrientes de sus plantas hospedadoras


por Max Planck Society


Un equipo de científicos del Instituto de Botánica de Kunming en China y el Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena ha descubierto que las plantas parásitas del género Cuscuta (cuscuta) no solo agotan los nutrientes de sus plantas hospedadoras, sino que también funcionan como intermediarios «entre las plantas vecinas, cuando los insectos se alimentan de las plantas hospedadoras. Dodder, una enredadera parásita, crece rápidamente, entrelazando y parasitando sus plantas huésped insertando haustoria (un órgano especial que solo tienen las plantas parásitas y que funciona de manera similar a las raíces) en los tallos de las plantas huésped. Las vides dodder a menudo pueden conectar diferentes plantas hospedantes juntas formando una red. Si cualquier planta de la red es atacada por herbívoros, se activan las expresiones de los genes de defensa en las plantas vecinas no atacadas.

Las plantas del género Cuscuta tienen nombres populares coloridos, como red de mago, tripas del diablo, tara estranguladora o cabello de bruja. Son parásitos sin hojas y sin raíces y crecen en sus plantas huésped sin tocar el suelo. Su haustoria penetra en sus plantas hospedantes para extraer agua y nutrientes. Las enredaderas de Dodder fusionan sus sistemas vasculares con los de sus plantas hospedantes, conectándolos con su red.

Un equipo de científicos dirigido por Jianqiang Wu del Instituto de Botánica de Kunming en China e Ian Baldwin del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena ahora han examinado más de cerca la importancia ecológica de la cuscuta. Querían saber si el parásito no solo está aprovechando el sistema de suministro de las plantas, sino que también desempeña un papel en la comunicación planta-planta. «Se ha descubierto que las plantas pueden comunicarse a través de señales volátiles y redes de micorrizas subterráneas. Por lo tanto, queríamos saber si la cuscuta puede transmitir señales inducidas por la alimentación de insectos entre diferentes huéspedes y si estas señales pueden incluso activar defensas contra insectos», explica Jianqiang Wu. quien trabajó en el Instituto Max Planck de Ecología Química como estudiante de doctorado y luego líder de proyecto,

Parásito con varios anfitriones

En agricultura, la cuscuta causa considerables daños económicos en el cultivo de pastos con alfalfa y trébol. En China, la parasitación de la cascarilla conduce a grandes pérdidas en el rendimiento de la soja. Por lo tanto, los investigadores utilizaron plantas de soja para sus experimentos; pero el berro, el tabaco y el tomate silvestre también estaban conectados por parejas o en racimos con el parásito. Para inducir reacciones de defensa, se colocaron en las plantas orugas de Spodoptera litura, una plaga agrícola mundial.

Las plantas hospedantes comunican señales de advertencia a través de una red de parásitos cuando los insectos atacan
Planta Cuscuta australis que conecta dos plantas de soja. Crédito: J. Zhang, Academia China de Ciencias

Al analizar el transcriptoma ̶ todos los genes activos en las hojas de las plantas conectadas a la cáscara, usando secuenciación de ARN (o «secuenciación de escopeta de transcriptoma completo») ̶ los científicos pudieron demostrar que las plantas que están heridas por insectos pueden transferir señales de defensa a través de los llamados Esquivar puentes a las plantas vecinas. «La transferencia de señales se reveló en los principales cambios que encontramos en los transcriptomas de las hojas atacadas, así como en las hojas no atacadas de la misma planta y, lo que era más importante, de las plantas vecinas «, explica el primer autor Christian Hettenhausen, un antiguo co- trabajador del Instituto Max Planck en Jena. «La hormona vegetal ácido jasmónico juega un papel especialmente importante en la señalización sistémica mediada por la cuscuta. Después de la herbivoría de insectos, las señales de defensa viajaron rápidamente de una planta a otra a través de la red dodder, incluso a grandes distancias «, explicó Jianqiang Wu. Incluso se intercambiaron señales de alarma entre diferentes especies de plantas.

En el futuro, los investigadores quieren investigar la transferencia de señales a través de puentes de parásitos. En el estudio actual, utilizaron Spodoptera litura, una oruga masticadora, para inducir plantas hospedadoras conectadas por una red dodder. Ahora están interesados ​​en investigar si los insectos chupadores perforadores, como los pulgones, pueden inducir un repertorio diferente de señales defensivas, y en aprender cómo se transfieren por medio de la cuscuta. Los científicos también quieren identificar las sustancias responsables de la transferencia de señales. Ian Baldwin resume: «Las interacciones ecológicas en la naturaleza son extremadamente complejas. Un parásito roba nutrientes valiosos de su huésped, pero al mismo tiempo funciona como un vínculo importante para advertir a los vecinos. Si esta advertencia es desinteresada después de todo, se necesitan más estudios para aclarar «.


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