Planta plaga invasora desafía las limitaciones genéticas


Una maleza invasora acuática que se encuentra más en casa en climas más cálidos está haciendo sentir su presencia no deseada en las aguas del delta del río Sacramento-San Joaquín de California, cerca de San Francisco.


La hierba de cocodrilo ( Alternanthera philoxeroides ), originaria de América del Sur , es una planta perenne que crece en una masa densa y enredada. Como resultado, puede obstruir las vías fluviales, aumentar el potencial de inundación, desplazar las plantas nativas y perturbar los hábitats acuáticos. La hierba de caimán también puede crecer en la tierra, lo que la convierte en una amenaza para la mayoría de los agroecosistemas ribereños.

Según científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS), la planta de alguna manera ha podido alterar su composición genética de una manera que le permite prosperar en climas más fríos.

“Al principio, pensamos que esto se debía al calentamiento global”, dijo David Horvath , fisiólogo de plantas del Centro de Investigación Agrícola Edward T. Schafer mantenido por el ARS en Fargo, Dakota del Norte. “Sin embargo, encontramos diferencias en la expresión génica entre las poblaciones de hierba de caimán del norte y del sur. Por lo tanto, es probable que existan diferencias genéticas y epigenéticas asociadas con la expansión del rango hacia el norte”.

La

son modificaciones temporales de las proteínas que se “pegan” al ADN y pueden cambiar la forma en que se activan o desactivan los genes.

“Se sabe que la hierba de cocodrilo tiene respuestas de crecimiento excepcionalmente plásticas (la capacidad de adaptarse a los cambios ambientales)”, dijo Horvath. “Esperamos tener pronto una secuencia del genoma de la hierba del caimán y poder utilizarla para aprovechar nuestra capacidad de estudiar las diferencias tanto genéticas como epigenéticas a medida que se adapta a nuevos entornos”.

Mientras tanto, otros investigadores del ARS están adoptando un enfoque interdisciplinario para avanzar en el conocimiento básico de la biología y ecología de las malezas acuáticas, y para encontrar posibles agentes de control biológico. Estaban particularmente interesados ​​​​en comprender el fracaso de los escarabajos que han controlado con éxito la maleza de caimán en el sur. El escarabajo pulga de la maleza caimán ( Agasicles hygrophila ), no puede sobrevivir en temperaturas inferiores a 9 C (48 F).

“Los escarabajos no lograron establecerse en las regiones del norte del área de distribución de las malezas”, dijo Angelica Reddy , entomóloga de la unidad de Salud de Polinizadores y Especies Invasoras mantenida por el ARS en Albany, CA. “ Recolectamos y comparamos la tolerancia al frío de las poblaciones de A. hygrophila domésticas (Norteamérica) y extranjeras (América del Sur) y descubrimos que [los escarabajos] de Argentina eran significativamente más tolerantes al frío. Armados con esta nueva información, haremos intentos adicionales para liberar y establecer un biotipo tolerante al frío de A. hygrophila en California”.

Otras formas de controlar las plantas invasoras incluyen el uso de herbicidas químicos y la eliminación física, pero cada una tiene inconvenientes. El control químico es difícil, costoso y crea preocupaciones sobre la salud ambiental. La eliminación manual o mecánica de malas hierbas requiere mucha mano de obra, es costosa y solo proporciona un control temporal.

El equipo del ARS se dedica a mitigar la infestación de malezas de caimán porque la región es un recurso hídrico crucial de California. El Delta suministra agua dulce a unos 27 millones de personas e irriga millones de acres de tierras de cultivo que aportan alrededor de $32 mil millones a la industria agrícola.

A pesar de esos desafíos, la hierba de cocodrilo presenta a los científicos algunas perspectivas intrigantes, dijo Horvath.

“La hierba de cocodrilo tiene muchas habilidades de supervivencia y parece capaz de crecer, adaptarse, prosperar y mantener sus fenomenales tasas de crecimiento en muchos entornos diferentes”, dijo. “Creo que tenemos mucho que aprender de la hierba de cocodrilo que podría ayudarnos a adaptar los cultivos no solo para sobrevivir, sino también para continuar prosperando en un clima con un aumento de los fenómenos meteorológicos extremos”. – por Scott Elliott , Oficina de Comunicaciones del ARS