Agricultura Botánica y Genética Ciencia e Investigación Estados Unidos

Los mensajes químicos de las plantas mantienen las plagas en movimiento


Cuando las larvas del escarabajo de la hoja comen vara de oro, la planta dañada emite un mensaje químico que informa al insecto que la planta está dañada y que es una fuente pobre de alimento.


por Krishna Ramanujan, Universidad de Cornell


Los químicos en el aire también son notados por las plantas vecinas no dañadas, advirtiéndoles que produzcan sus propias defensas químicas para que estén listos para acercarse a los enemigos.

Estos sistemas de defensa química mantienen a los herbívoros de insectos moviéndose a nuevas plantas en poblaciones densas, distribuyendo así el daño de manera uniforme y dejando un daño mínimo en cada planta en todo el campo, según un estudio reciente en la revista Functional Ecology .

Los hallazgos tienen implicaciones para comprender la dinámica entre las plantas y los insectos que los comen y para controlar las plagas en poblaciones densas de plantas, como los campos de cultivos agrícolas.

«Si tiene poblaciones de plantas que son muy densas, como la vara de oro o los cultivos agrícolas, la comunicación de planta a planta puede desempeñar un papel muy importante en la distribución de herbivoría», dijo Andre Kessler, profesor asistente de ecología y biología evolutiva. Kimberly Morrell, Ph.D. ’15, un ex estudiante graduado en el laboratorio de Kessler, es el primer autor del artículo.

Las plantas pueden tolerar una pequeña cantidad de daño sin mayores efectos sobre la aptitud o el rendimiento; Goldenrod, por ejemplo, puede tolerar que se coma hasta el 30 por ciento de sus hojas. Para los cultivos agrícolas existe la posibilidad de que no se pierdan los rendimientos cuando el daño por herbívoros se distribuye uniformemente entre la población y se mantiene en niveles mínimos tolerables para cada planta individual, dijo Kessler.

La comunicación de plantas se ha documentado en más de 35 especies de plantas, incluida la vara de oro en este estudio. Se ha demostrado que los productos químicos, llamados compuestos orgánicos volátiles (COV), atraen a los insectos depredadores que protegen a las plantas de las plagas. Otros tipos de VOC pueden provocar una respuesta en las plantas vecinas para activar sus propias defensas o emitir sus propios VOC, independientemente de si la señal proviene de una especie relacionada.

En el estudio, los experimentos en el campo examinaron la exposición de la vara de oro a las larvas del escarabajo de la hoja , mientras que los análisis y pruebas de VOC se realizaron en el laboratorio.

Los investigadores probaron la distancia espacial donde los VOC podrían inducir resistencia a los herbívoros de insectos en las plantas vecinas. Descubrieron que los COV llegan a sus vecinos inmediatos y hacen que las larvas muevan dos plantas antes de alimentarse nuevamente. Esto se debe a que los campos de vara de oro son densos, y la vara de oro representa el 75 por ciento o más de las plantas, al igual que en los campos agrícolas. La densidad hace que el flujo de aire se eleve hacia arriba, limitando la propagación horizontal de los VOC. Los investigadores descubrieron que las larvas de escarabajos de la hoja prefieren las plantas no dañadas a las plantas dañadas o las expuestas a los VOC, dijo Kessler.

«Para nuestra sorpresa, las larvas evitaron las plantas expuestas de la misma manera que evitaron las plantas realmente dañadas «, dijo Kessler. Por lo tanto, las larvas móviles dejan una pequeña cantidad de daño en cada planta de la que se alimentan y distribuyen ese daño en un campo, según el estudio.

En el futuro, los científicos podrían manipular los VOC para limitar el daño de las plagas en los cultivos agrícolas , Kessler.

Los próximos pasos en el trabajo incluyen observar la variación genética en los emisores y receptores de COV de la planta y el papel de la selección natural en la evolución de la comunicación de la planta.


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