Un equipo internacional de investigadores ha investigado la cuestión de si las defensas químicas de las plantas cambian cuando se establecen en nuevas regiones geográficas.
por Angela Overmeyer, Sociedad Max Planck
Experimentos en invernadero con poblaciones de llantén de diferentes países y continentes mostraron que las poblaciones introducidas de llantén exhibieron mayores defensas químicas cuando se tomaron en cuenta los factores climáticos de su hábitat, mientras que su crecimiento no se vio afectado.
Los resultados, publicados en Functional Ecology , refutan las teorías comunes y demuestran lo difícil que es formular suposiciones generalmente válidas en ecología.
El llantén menor (Plangato lanceolata) es conocido por muchos por su uso farmacéutico. La planta medicinal del año 2014 en Alemania, que se utiliza en la medicina tradicional desde hace siglos, tiene un efecto antitusivo y antiinflamatorio y se encuentra en jarabes o gotas para la tos.
Sin embargo, el llantén menor también es un ejemplo de colonización exitosa de nuevos hábitats en todo el mundo y puede describirse como una planta cosmopolita. Si bien su distribución original se limitaba a Europa y Asia occidental, la planta ha migrado o se ha introducido en otras áreas y se ha establecido con éxito en numerosos países de todo el mundo.
Las especies están expuestas a diferentes factores ambientales al colonizar nuevos hábitats. Existen varias teorías sobre cómo algunas especies logran colonizar nuevas regiones. Una suposición es que las especies exóticas pueden estar menos expuestas a insectos y plagas herbívoros que en su área de distribución nativa.
Esto también significa que tienen que defenderse menos y pueden invertir más recursos en crecimiento. Como resultado, están en mejores condiciones de competir. Otra teoría es que las especies introducidas también pueden formar nuevas defensas químicas. Existe cierta evidencia que respalda estas teorías, pero en general, sólo unos pocos estudios las respaldan claramente.
Los grupos de investigación dirigidos por Sybille Unsicker de la Universidad de Kiel y ex líder del grupo del Instituto Max Planck (MPI) de Ecología Química en Jena, y Christiane Roscher, que dirige investigaciones en el Centro de Investigación Ambiental (UFZ) y el Centro Alemán para la Biodiversidad Integrativa Research (iDiv), utilizó el llantén menor para investigar si el crecimiento y la defensa química de las poblaciones de llantén menor del área de distribución original difieren de las poblaciones de áreas en las que se introdujo el llantén menor.
El llantén menor ya ha sido objeto de varios estudios ecológicos y los principales compuestos de defensa química han sido bien caracterizados. «Con el apoyo de científicos de todo el mundo, pudimos recolectar diez poblaciones de plátano menor de Europa, el área de distribución original, y otras nueve poblaciones introducidas de diferentes continentes. Cultivamos todas las poblaciones en las mismas condiciones en el invernadero y medimos parámetros de crecimiento», afirma la investigadora doctoral y primera autora Pamela Medina van Berkum del MPI de Ecología Química.
Además, se colocaron orugas sobre las plantas para medir la acumulación de metabolitos de defensa y la liberación de olores antes y después de alimentarse. Las orugas eran del herbívoro generalista Spodoptera littoralis, que no está adaptado al llantén menor y se alimenta de muchas plantas diferentes.
«Teniendo en cuenta los factores climáticos del origen geográfico de las semillas, pudimos demostrar que las poblaciones introducidas se caracterizaban por un aumento de compuestos químicos de defensa sin producir menos biomasa ante el ataque de los herbívoros. Las concentraciones de glucósidos iridoides y verbascósidos, los más importantes metabolitos de defensa del llantén menor contra la herbivoría, fueron mayores en las poblaciones introducidas que en las poblaciones nativas», dice el coautor Eric Schmöckel del MPI de Ecología Química.
Al mismo tiempo, sin embargo, las poblaciones introducidas sufrieron daños alimentarios ligeramente mayores y las orugas consumieron más biomasa. Además, las poblaciones introducidas mostraron mayores cantidades y una mayor diversidad de olores liberados después del daño alimentario. Curiosamente, la acumulación de compuestos volátiles tanto en las poblaciones introducidas como en las nativas dependía de las condiciones climáticas y aumentaba al disminuir la temperatura.
Estos resultados no son del todo consistentes con las teorías comúnmente propuestas de que las poblaciones introducidas deberían haber invertido menos en defensas que las poblaciones nativas . Christiane Roscher interpreta los resultados de la siguiente manera: «Puede ser cierto que las plantas hayan escapado de sus enemigos naturales, pero también pueden encontrar nuevos enemigos en su nuevo área geográfica. Además, las defensas químicas pueden ser importantes para hacer frente a las condiciones climáticas y al estrés. factores como la sequía y la alta salinidad del suelo, ya que varios de los rasgos medidos también fueron influenciados por el clima en los países de origen de las poblaciones».
Este estudio proporciona información inicial sobre por qué el llantén menor tiene tanto éxito en todo el mundo. Sin embargo, el papel de las condiciones climáticas en particular sólo se comprende parcialmente. «En experimentos posteriores intentaremos descubrir cómo responden las poblaciones individuales de llantén a estreses combinados. En otras palabras, queremos exponer las plantas a condiciones ambientales más realistas como las que estamos observando actualmente en el contexto del clima. cambio», afirma Sybille Unsicker. «Nuestra investigación muestra que es difícil, si no imposible, formular hipótesis generalizadoras en un contexto ecológico».
Más información: Pamela Medina‐van Berkum et al, La distribución geográfica de las plantas influye en las defensas químicas en las poblaciones nativas e introducidas de Plantago lanceolata, Ecología funcional (2024). DOI: 10.1111/1365-2435.14535
