Por primera vez, una nueva investigación de la Universidad de Copenhague demuestra cómo las plantas se defienden de los herbívoros.
por la Universidad de Copenhague
Los sabores picantes que conocemos de las tiendas de delicatessen y los bares de sushi son parte de la explicación.
Con sus raíces ancladas en el suelo, las plantas son artículos de buffet inmóviles para las larvas de insectos y otros herbívoros. Pero después de millones de años de evolución, las plantas han refinado una forma de disuadir a los herbívoros depredadores y asegurar la supervivencia de su próxima generación.
En los círculos científicos, los mecanismos precisos de cómo las plantas se defienden ha sido un misterio. Entre las muchas observaciones hechas por los investigadores, la «teoría de la defensa óptima» de cómo las plantas se defienden contra los herbívoros se adelantó en 1974. Sin embargo, faltaba evidencia científica para respaldar la teoría.
Ahora, investigadores del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales de la Universidad de Copenhague han publicado un estudio en la revista científica PNAS , demostrando por primera vez cómo las plantas se defienden.
«En el estudio, demostramos que las hojas viejas de una planta se sacrifican desinteresadamente al redirigir sus defensas a las hojas más jóvenes, con el único propósito de ahuyentar a las larvas y otros herbívoros y que se vayan a las hojas viejas. Al hacerlo, la planta asegura la supervivencia de su próxima generación», explica la profesora Barbara Ann Halkier, quien dirigió el estudio.
La defensa del wasabi y la mostaza
La química defensiva de una planta incluye las mismas sustancias que hacen que el wasabi y la mostaza provoquen una sensación de ardor en la boca. Pero en lugar de servir como condimento culinario, estas sustancias vegetales de sabor picante sirven principalmente para repeler a los herbívoros insaciables.
Los glucosinolatos, como se conocen estas sustancias, se encuentran naturalmente en las hojas de las plantas. Solo cuando los herbívoros comienzan a comer la hoja y el tejido de la planta se tritura, la enzima mirosinasa entra en contacto con los glucosinolatos, que se dividen para liberar sus elementos disuasorios químicos fuertes y ligeramente tóxicos. Las plantas pueden autoajustar la cantidad de estas sustancias defensivas en cada hoja, lo que es particularmente evidente cuando se están produciendo nuevas semillas.
“Cuando una planta va a florecer, todo gira en torno a la próxima generación. En este punto, es más importante defender las hojas jóvenes que aportan futuras semillas que proteger las más viejas. Por lo tanto, aumenta la concentración de glucosinolatos en las hojas más jóvenes . , que es lo que hemos probado científicamente por primera vez», explica el profesor Alexander Schulz.
Investigadores ayudados por un mutante
Al alterar sus características genéticas, los investigadores crearon una planta de berro thale mutante (Arabidopsis thaliana) que fue reprogramada para repartir sus defensas químicas de manera uniforme entre las hojas viejas y jóvenes, en lugar de dirigir dosis más grandes a las hojas jóvenes.
Cuando se soltaron las larvas, los investigadores vieron claramente que devoraban indiscriminadamente hojas jóvenes y viejas, mientras que en una planta normal, las larvas pasaban sobre las hojas jóvenes picantes.
En primer lugar, según los investigadores, los hallazgos del estudio proporcionan evidencia definitiva de cómo las plantas optimizan sus defensas y protegen a la próxima generación. Sin embargo, el resultado también proporciona nuevos conocimientos que podrían utilizarse en el control más cauteloso de plagas agrícolas como el gusano de la hoja del algodón africano (Spodoptera littoralis), una de las larvas de polilla más devastadoras para los cultivos agrícolas.
«El nuevo conocimiento podría usarse en otros estudios en los que se intente fortalecer las propias defensas de una planta contra las plagas, para limitar el uso de pesticidas agrícolas», concluye Barbara Ann Halkier.
