Los científicos han descubierto que las orugas inyectan armas químicas en las plantas que desactivan sus defensas antes de que puedan formarse.
El sabor amargo o picante que caracteriza
a algunas brasicáceas (la
familia de coles, rábanos, brócolis, rúculas, coliflores, repollos y mostazas),
forma parte de la defensa de las plantas contra ser devoradas; si es así, ¿cómo
pueden las orugas devorar las hojas sin problemas? La respuesta está en la saliva
de la oruga.
Es un problema que vale la pena
investigar si se tiene en cuenta que el mercado mundial de las brasicáceas valdrá
más de cuarenta mil millones de euros este año. Pero este es un mercado
asediado por plagas como Spodoptera
littoralis, cuya oruga devora sin problemas plantas de más de cuarenta
familias. Además de eso, hay especialistas como la mariposa blanca de la col Pieris brassicae,
que buscan las brasicáceas porque se han adaptado tanto a la vida en ellas que
no pueden sobrevivir en otras plantas. Simplemente las comen bocado tras
bocado, así que ¿qué pasa cuando muerden una brasicácea?
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| Spodoptera littoralis |
Los botánicos creían que las
plantas detectaban el daño y activaban alarmas químicas como el ácido jasmónico.
Este ácido activa los genes defensivos, produciendo compuestos tóxicos y
paredes celulares más resistentes para repeler al atacante. Las orugas, a su
vez, tendrían sus propias defensas contra estos ataques.
Los ataques de las orugas no solo se acompañan de daños físicos. Las orugas también tienen saliva, y los botánicos han pensado que las plantas pueden detectar esta saliva para activar sus defensas más rápidamente. Pero si las plantas pueden usar la saliva de las orugas, ¿pueden las secreciones orales de las orugas contener sustancias químicas que saboteen las defensas de las plantas?
Para responder a esta pregunta, dos investigadores han hecho unos
experimentos simulando picaduras de orugas en la planta Arabidopsis
thaliana. No es una col ni un repollo, pero pertenece a la misma familia.
Además, es una planta de genoma muy plástico y está muy bien estudiada, por lo
que es más fácil rastrear qué sucede con los genes cuando se producen las
mordeduras. En este caso, pudieron estudiar miles de genes a la vez.
Las picaduras que realizaron eran
punciones de un milímetro similares a los agujeros causados por la mordedura de
una oruga joven. Luego agregaron dos microlitros de saliva de Pieris
brassicae en algunas plantas; sobre otras agregaron saliva de Spodoptera
littoralis; finalmente, otro grupo de plantas recibió agua pura que
actuaría de testigo con respecto a las respuestas defensivas causadas por en
las plantas que recibieron saliva. Cualquier defensa adicional causada en las plantas
de los dos primeros grupos tendría que haber sido causada por la saliva añadida.
Tres horas después y veinticuatro horas después de las picaduras, analizaron el
ARN.
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| Hembra (izquierda) y macho de la mariposa de la col Pieris brassicae |
La prueba del ARN es fundamental.
Todos los genes están codificados en el ADN, pero no tienen ningún efecto a
menos que produzcan copias de ARN que viajen a los ribosomas para comenzar a
construir proteínas. Es decir: no basta con que el gen esté presente en el ADN;
tiene que estar "activado" para que produzca efecto. Por lo tanto,
descubrir qué ARN está presente indica qué genes están realmente teniendo
efecto.
Los investigadores descubrieron
que el daño por sí solo afectaba a 800 genes, pero la situación cambió
drásticamente cuando la planta detectó la saliva de la oruga. En ese caso se
vieron afectados más de 5.000 genes, lo que amplificó las respuestas a las
heridas y desencadenó respuestas al estrés. Pero entre todas estas alarmas de
defensa, algo se silenció: la saliva parece inhibir la expresión de genes
implicados en el fortalecimiento de la pared celular y la producción de
glucosinolatos alifáticos.
Los glucosinolatos alifáticos son
las defensas químicas de la planta, unos metabolitos secundarios que contienen
azufre. Cuando saboreas el rábano picante o la mostaza amargos, estos
compuestos intentan convencerte de que comer más es una mala idea. Los
glucosinolatos alifáticos se activan por la enzima mirosinasa. Las células
vegetales intactas mantienen separados estos dos componentes, pero cuando una
pared celular se rompe por la picadura de una oruga, se unen para crear su
carga tóxica. Al inhibir la capacidad de la planta para producir glucosinolatos
alifáticos, las orugas eliminan el peligro incluso antes de que se produzca.
Otro frente de batalla fue la
cicatrización de las heridas. Los investigadores descubrieron que la saliva también
bloqueaba el gen FER114, el gen que ayuda a la planta a cicatrizar heridas. El
efecto combinado es que, cuando las nuevas orugas empiezan a comer una hoja,
esta se vuelve mucho más apetecible para todas sus hermanas, que proceden a devorarla.
El valor de esta investigación
reside en que revela cuán sofisticada se ha vuelto esta carrera armamentística
molecular. Durante décadas, los fitopatólogos han intentado anticiparse a las
plagas reforzando las defensas de las plantas, unos intentos que acababan para al
comprobar que las orugas terminaban por adaptarse. Ahora sabemos por qué la
batalla ha sido tan difícil. Las defensas no importan si las orugas no tienen
que enfrentarse a ellas. Es claramente un enfoque que ha tenido éxito, ya que
tanto las plagas especializadas como las generalistas han adoptado la misma
estrategia.
Este descubrimiento abre nuevas
líneas de investigación. Los científicos ahora pueden buscar en la saliva de la
oruga las moléculas específicas que desactivan las defensas de las plantas, lo
que podría conducir a elaborar contramedidas específicas. También se podrían
buscar variedades de plantas naturalmente resistentes a este sabotaje
molecular.
No ocurrirá de un día para otro,
pero las soluciones acabarán por aparecer.
