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Las plantas pueden prepararse para la secuencia de ataque de insectos


Las plantas están siendo atacadas por una variedad de especies de insectos. Tienen mecanismos de defensa para hacer frente a esto, incluidos productos químicos u hojas más resistentes. 



Pero ahora se ha descubierto que cuando las plantas silvestres de mostaza negra se defienden de un enemigo inicial, ya anticipan la necesidad de defenderse más tarde de otros enemigos diferentes. De hecho, incluso se preparan para la secuencia más probable de atacantes. Esta notable investigación se ha publicado ahora en la reconocida revista científica Nature Plants. Están preparados para que los insectos dañinos lleguen en una secuencia específica. Organizan sus defensas y se aseguran de poder hacer frente a estos diferentes insectos a lo largo del tiempo. Entomólogo Erik Poelman

El artículo se basa en una investigación doctoral realizada por Daan Mertens y Maite Fernandéz de Bobadilla, que trabajan en el equipo encabezado por Erik Poelman, profesor asociado en el Laboratorio de Entomología de la Universidad e Investigación de Wageningen.

“Avanzamos cada vez más hacia formas sostenibles de agricultura y horticultura, lo que incluye reducir drásticamente el uso de pesticidas”, dice Poelman. “Para los agricultores, eso significa tener que lidiar con una mayor variedad de insectos que atacan sus cultivos. Los fitomejoradores solían centrarse en la resistencia a los insectos más problemáticos, mientras que los pesticidas de amplio espectro se utilizaban para tratar con otros herbívoros. Ahora tenemos que cambiar nuestro enfoque y, al hacerlo, podemos aprender de las especies de plantas silvestres y cómo lidian con una diversidad de insectos «.

Este es un cambio de dirección sustancial, explica Mertens. “Anteriormente, habría un enfoque en la reproducción de plantas que se ocupan de un problema específico de insectos. Ahora, el fitomejoramiento tiene que crear cultivos que sean flexibles en sus defensas y puedan hacer frente a todo tipo de enemigos. Se trata de avanzar hacia un enfoque de sistemas «.

Reacción específica para cada enemigo

Las plantas nunca pueden estar seguras de si serán sometidas a un ataque o cuándo. La mayoría de las especies resuelven esta incertidumbre invirtiendo solo por completo en defensas (como la producción de sustancias químicas defensivas) cuando en realidad están siendo atacadas. Esto significa que cuando no hay insectos herbívoros, las plantas pueden invertir completamente sus recursos (productos de la fotosíntesis como azúcares y almidón) en su propio crecimiento y reproducción.

“Las plantas tienen un sentido bastante específico de qué insectos las están atacando”, dice Mertens. “Ellos notan el ataque de insectos por la forma en que se dañan las células, los compuestos que luego se liberan y las características de la saliva de los insectos. Pueden interpretar esas señales para montar una defensa dirigida «.

Sin embargo, las defensas dirigidas a una especie de insecto pueden no ser efectivas contra el ataque de otras especies de insectos.

Una complicación adicional es que la reacción específica de una planta a los pulgones, por ejemplo, puede reducir su resistencia a las orugas. Esto se debe a que las plantas tienen una variedad de mecanismos para desarrollar diferentes tipos de defensas. Estos mecanismos son activados por hormonas vegetales que pueden interactuar al regular una respuesta de defensa.

¿Cómo se defienden las plantas de los múltiples ataques de los herbívoros?
¿Cómo se defienden las plantas de los múltiples ataques de los herbívoros?

Gestión de riesgos

Entonces, ¿cómo puede una planta silvestre, con insectos literalmente pululando a su alrededor, seguir cuidando tan bien de sí misma? “Están preparados para que los insectos dañinos lleguen en una secuencia específica”, dice Mertens. “Al principio de la temporada puede ser una especie particular de pulgón y más tarde una especie particular de oruga. Organizan sus defensas y se aseguran de poder hacer frente a estos diferentes insectos a lo largo del tiempo. Parece una forma consciente de gestión de riesgos, pero ha surgido a través de la selección natural. Pueden manejar la secuencia de eventos más común «.

Mediante un experimento inusualmente grande, los investigadores demostraron que así es como funciona la estrategia de la planta. Observaron el mecanismo de defensa utilizado por la mostaza negra en 90 combinaciones de ataques de insectos y vincularon estos resultados a tres años de investigación sobre la frecuencia de las interacciones en las plantas en la naturaleza. Pruebas similares en el pasado se limitaron a quizás cinco combinaciones.

Este ambicioso enfoque ha dado como resultado nuevos conocimientos valiosos. «Hemos vinculado nuestra comprensión de la fisiología vegetal con la ecología», explica Poelman. “La vieja idea de que los insectos que se alimentan de la savia de las plantas desencadenan una reacción que luego disminuye la defensa potencial de una planta contra las orugas ha resultado ser demasiado simple. Nuestro trabajo confirma la investigación sobre las reacciones fisiológicas de la planta contra pulgones y orugas, pero también revela que en muchos casos la planta no se vuelve más susceptible a insectos con un patrón de alimentación diferente. La presencia de una combinación o secuencia particular de insectos en la naturaleza parece ser un mejor predictor de resistencia que las características de las especies de insectos individuales «.

La investigación es parte del programa Multiattack , financiado por la Unión Europea.



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