Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Los investigadores revelan un interruptor utilizado en la defensa de las plantas contra el ataque de los animales

Los investigadores revelan un interruptor utilizado en la defensa de las plantas contra el ataque de los animales
Los investigadores han identificado el primer interruptor biológico clave en las plantas que hace sonar una alarma después de un ataque de animales como las orugas que comen hojas. Crédito: Universidad de California – San Diego

Durante décadas, los científicos han sabido que las plantas se protegen de la devastación de las orugas hambrientas y otros animales que comen plantas a través de sofisticados sistemas de respuesta, producto de millones de años de evolución.


por Mario Aguilera, Universidad de California – San Diego


Los biólogos de plantas han seguido enérgicamente los mecanismos biológicos subyacentes a este paradigma de ataque-contraataque, dado que tales detalles ayudarán a descubrir un tesoro de nuevas estrategias para mejorar la salud de las plantas. Desde contrarrestar los daños causados ​​por las plagas en los cultivos hasta diseñar redes alimentarias mundiales más sólidas, esta información es valiosa para garantizar rendimientos sostenibles y fiables.

Ahora, investigadores de la Universidad de California en San Diego y sus colegas han identificado el primer interruptor biológico clave, o receptor, que hace sonar una alarma en las plantas específicamente cuando los herbívoros atacan. El descubrimiento se describe en la publicación en línea de Proceedings of the National Academy of Sciences .

Los animales como los humanos, las vacas y los insectos son heterótrofos que obtienen su energía directa o indirectamente a través del consumo de autótrofos, como las plantas fotosintéticas. Esta base básica da forma a las interacciones biológicas en todo el planeta Tierra. Hace más de 30 años, los biólogos de plantas llegaron a comprender que las plantas pueden sentir un ataque de animales herbívoros de una manera diferente al daño causado por tormentas de granizo o la caída de ramas de árboles.

De manera similar a cómo las defensas inmunitarias humanas contrarrestan un ataque de virus, se ha demostrado que las plantas responden al peligro de los animales que se alimentan de plantas a través de un intrincado sistema inmunológico de receptores . Usando un método para identificar variantes genéticas, llamado genética avanzada, la investigación dirigida por Adam Steinbrenner, Alisa Huffaker y Eric Schmelz de la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego permitió descubrir el receptor de inceptina, denominado INR, en plantas de frijol . El receptor detecta fragmentos de proteína vegetal conservados que se liberan accidentalmente como productos digestivos durante la masticación de la oruga, lo que permite que la planta reconozca el ataque.

«INR representa el primer mecanismo documentado de un receptor de la superficie de la célula vegetal responsable de percibir a los animales», dijo Schmelz, cuyo trabajo se logró al deconstruir y aprovechar la carrera de armamentos evolutiva activa entre plantas y herbívoros. «Nuestro trabajo proporciona algunas de las primeras ideas mecanicistas definidas sobre la cuestión de cómo las plantas reconocen a los diferentes herbívoros atacantes y activan la inmunidad a los animales . Es una cuestión fundamental en biología que se ha investigado durante 30 años».

Más allá de los frijoles, el hallazgo despierta interés en el uso de INR, y potencialmente otros receptores que aún quedan por descubrir, como una forma de aumentar las defensas en cultivos agrícolas esenciales.

«Una lección clave es que los mecanismos de percepción de las plantas para los herbívoros pueden definirse con precisión y trasladarse a los cultivos para brindar una mayor protección», dijo Schmelz. «Hemos mostrado un ejemplo, pero está claro que existen cientos, si no miles, de oportunidades para identificar y acumular rasgos clave para mejorar la inmunidad de las plantas de cultivo a los herbívoros».


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