Cuentas de plantas
2012/05/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
El manzano no es un comunicador cualquiera. A principios de primavera comunica a los insectos polinizadores con flores blancas que se abren casi por delante de las hojas, encontrando allí un dulce néctar. Y el manzano conseguirá que los insectos transporten el polen de la flor a la flor. A finales de verano, a través del dulce olor de las manzanas maduras, abre otro mensaje importante, una llamada directa a los fruteros para que coman el fruto y esparzan las semillas.
Pero no termina ahí las habilidades comunicativas de un manzano. Por ejemplo, el manzano también es capaz de llamar a los enemigos de sus enemigos. Cuando es atacado por un ácaro, el manzano emite unos compuestos volátiles y envía un mensaje químico para llamar a los "guardaespaldas" que circulan alrededor. Este mensaje atrae a otros ácaros que comen ácaros que atacan al manzano.
Estudios aislados que sugerían que las plantas tenían este tipo de capacidades comunicativas, suscitaron grandes debates hasta hace pocos años. Sin embargo, en los últimos años los científicos han ido descubriendo cada vez más ejemplos. Marcel Dicke de la Universidad de Wagening (Holanda) fue uno de los primeros en descubrir la comunicación entre el manzano y los ácaros. En la actualidad está convencido de que este tipo de sistemas de comunicación son muy comunes en las plantas: "Yo estoy convencido de que todas las plantas lo hacen. Nunca hemos encontrado plantas que no envían mensajes químicos".
Consuelo De Moraes, de la Universidad Pennsylvania State, también es pionera en la investigación de interacciones entre plantas e insectos. De Morales investigó el caso de algunas hierbas que atacan la planta del tabaco, el maíz, etc. y Dick descubrió que ocurría lo mismo que había visto entre el manzano y los ácaros. Cuando la oruga empieza a comer la planta, algunos componentes de su saliva provocan que la planta emita algunos compuestos volátiles. Estos compuestos atraen a las avispas parásitas que ponen un huevo dentro de la oruga. La larva de avispa que nace de este huevo se alimenta de miedo.
Según De Morales, no todos los expertos coinciden en si esto es una verdadera comunicación: "Se ha discutido si los compuestos emitidos por una planta ante una agresión son realmente una señal o simplemente subproductos de los procesos fisiológicos. Yo creo que tienen una función de señal y que esta forma de comunicación es bastante importante para las plantas".
Solicitud de ayuda
Las plantas disponen de mecanismos de defensa directos frente a los insectos vegetativos, que producen compuestos tóxicos para ellos. Pero "defender con toxinas no es eficaz contra todos los enemigos. Y para luchar contra los especialistas con capacidad de resistir a las toxinas es importante la ayuda de los guardaespaldas", dice Dick.
"Las interacciones con compuestos volátiles son cada vez más complejas y complejas entre plantas e insectos. Más de lo que pensamos", reconoce De Morales. Por ejemplo, en el caso de las orugas y avispas parásitas, han visto que las plantas no envían mensajes en cualquier momento. Los compuestos que atraen a las avispas parásitas sólo se vierten durante el día, ya que las avispas actúan durante el día. Por la noche, las plantas de tabaco atacadas por las orugas emiten otros compuestos. Estos compuestos ahuyentan las polillas nocturnas e impiden la puesta en planta de los huevos, evitando así que de estos huevos nazcan más herbáceas que comerían la planta.
Pero no sólo eso, el equipo de De Moraes ha visto que las plantas también detectan quién es el agresor y según eso envían un mensaje u otro, en concreto, un mensaje dirigido al enemigo de este agresor.
Por otro lado, los agresores también utilizan los mensajes de las plantas para conocerse mutuamente. Los investigadores herbáceos descubrieron que un insecto que se alimenta de las raíces de la mostaza y otro que pone huevos en las hojas de una misma planta se conocen gracias a los mensajes que envía la planta. Es decir, si un insecto incide en el subsuelo, el que pone huevos en las hojas (para que sus orugas se elijan con las hojas) puede saber que esta planta está tomada y evitar así competir por el mismo recurso.
Cada vez está más claro, por tanto, que el lenguaje formado por los mensajes volátiles de las plantas es más complejo de lo esperado, y lo que estaba en el límite de una década increíble atrae cada vez la atención de más investigadores. "Ahora son muchos los estudios que se están realizando sobre los mecanismos que utilizan las plantas para sintetizar estos compuestos volátiles", explica De Moranes. Existe una sustancia clave: el ácido jasmónico. Es una hormona de las plantas que, cuando la planta sufre algún ataque, pone en marcha los mecanismos de defensa de la planta. Según un estudio reciente realizado por el grupo de De Moranes, los piojos vegetales saben muy bien. Eliminan el ácido jasmónico de la planta, impidiendo que la planta pueda atraer a los depredadores de los piojos y poniendo patas arriba el mecanismo de defensa de la planta. Es más, si las orugas llegan a una planta atacada por los piojos, éstos también quedan libres de los depredadores.
De la planta a la planta
La comunicación de las plantas no se limita a las interacciones con los insectos. "Cada vez hay más pruebas de que los vecinos afectados reciben mensajes despedidos por las plantas cercanas y que entonces ponen en marcha sus mecanismos de defensa", añade De Morales. Los estadounidenses Jack Schultz y Ian Baldwin publicaron en Science en 1983 lo visto en arces y garzas: al dañar las hojas de algunos ejemplares, los ejemplares inocuos de la zona también ponían en marcha sus defensas químicas. Así, propusieron la hipótesis de la comunicación entre las plantas. En aquella época, sin embargo, el concepto de “árbol ponente” no fue aceptado.
Durante muchos años no se habló más sobre el tema, pero a partir de los 90 se fueron descubriendo más pruebas. En el año 2000 el propio Baldwin demostró que este fenómeno también se producía entre diferentes especies de plantas. Veamos con horror que las plantas de tabaco salvajes de la zona de Nicotiana attenuata, influenciadas por un compuesto desprendido por el arbusto Artemisia tridentata dañado, producían más compuestos tóxicos y así lo hacían con temblores y saltamontes un 50% menos.
Y es que si las plantas son capaces de enviar mensajes, no es de extrañar que sean capaces de recibirlos. "Cada vez hay más estudios que demuestran que las plantas tienen sofisticadas capacidades olfativas", explica De Morales. Esta capacidad puede aportar ventajas pero también riesgos. "Recientemente hemos descubierto que algunas plantas parásitas que se alimentan de otras plantas utilizan el olfato para crecer hacia el huésped". El pentagón Cuscuta habla de planta parásita. Cuscuta vive del sudor de otras plantas y en 2006 demostraron que Cuscuta, para localizar a las víctimas, "ole" los compuestos volátiles que éstas emiten al aire.
Mensajes subterráneos
"Otras investigaciones han empezado a explorar la comunicación subterránea", añade De Moranes. Por ejemplo, al igual que ocurre con el Cuscuta, los compuestos que arrojan en el suelo maíz, el sorgo y el mijo atraen a la planta parásita Striga.
Y a través de esta comunicación subterránea secreta, se ha descubierto en diferentes estudios la capacidad de las plantas de conocer a sus parientes. Investigadores de la Universidad McMaster de Ontario, en un trabajo publicado en 2007, explicaron que los granos de edentula Cakile de la misma madre, plantados juntos en un mismo barco, desarrollan menos sus raíces que los ejemplares de distintas madres. Y en otro trabajo de 2010 el resultado fue el mismo con Arabidopsis thaliana. En este caso, las plantas fueron criadas en envases individuales y posteriormente trasvasadas. Las plantas colocadas en el barco en el que había un pariente anterior desarrollaron menos sus raíces. Y, tras repetir el experimento con un compuesto que inhibe la secreción radicular, no se produjeron semejantes diferencias en el desarrollo de las raíces. Esto puso de manifiesto la importancia de los compuestos desprendidos de sus raíces en el proceso de conocimiento de sus parientes.
Artemisia tridentata va más allá del arbusto, uniendo la capacidad de conocer a sus parientes y los mecanismos de defensa. Los investigadores han comprobado que los mensajes que segregan los ejemplares afectados tienen mayor influencia en los parientes que en los no emparentados. De hecho, los que recibieron los mensajes de sus familiares sufrieron menos ataques.
Las sorpresas se suceden, pero poco a poco los investigadores aprenden a escuchar a las plantas. Según De Moranes, "entender los mensajes que utilizan las plantas para poner en marcha sus mecanismos de defensa puede ayudar a aplicarlos en la agricultura". Precisamente ese es uno de los objetivos actuales del equipo de Dicke: "utilizar la comunicación de las plantas para proteger los cultivos sin perjudicar el medio ambiente". Por ejemplo, "pidiendo ayuda a llorar fuerte podemos elegir variedades que colaboren con agentes de control biológico", dice Dick.
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