Investigadores argentinos explican por primera vez cómo deciden entre crecer o defenderse
Carlos Ballaré (a la derecha) y Javier Moreno, en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Foto: Nadia Portas
Nora Bär
LA NACION
No sólo el sistema financiero global tiene problemas de recursos…
Cuando están rodeadas de competidoras, las plantas también deben decidir cómo invertir mejor sus limitados recursos energéticos: si lo harán en crecer para tener más acceso a la luz que sus vecinas, o si los dedicarán a defenderse de ejércitos de insectos hambrientos.
Esta disyuntiva, que en la bibliografía ecológica se denomina «el dilema de las plantas», es conocida. Pero ahora, un trabajo de investigadores argentinos logró desentrañar por primera vez el mecanismo de «toma de decisiones».
«Cuando las plantas caen bajo el ataque de insectos herbívoros, aumentan la producción de unas hormonas llamadas jasmonatos, que disparan una serie de respuestas celulares de defensa destinadas a hacerle la vida más complicada al atacante -explica el doctor Carlos Ballaré, investigador del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas con la Agronomía (Ifeva) y el Conicet, y último autor del estudio que acaba de publicarse en Proceedings of the National Academy of Sciences -. Estos mecanismos, análogos a los que nosotros activamos en respuesta al ataque de microorganismos, les permiten crecer y reproducirse en un mundo plagado de insectos que buscan alimento en los tejidos vegetales. Pero en la naturaleza las plantas están sujetas a otros problemas, además de los insectos. Uno de los principales es la competencia con otras plantas. Cuando perciben la proximidad de potenciales competidoras, tienden a dirigir sus recursos hacia el crecimiento en altura, lo que las ayuda a evitar que sus hojas superiores sean sombreadas por sus vecinas. Esta confrontación simultánea de competidores y plagas da origen a la necesidad de tomar decisiones respecto de su asignación de recursos, ya sea a la competencia (crecer en altura) o a la defensa (acumulación de compuestos tóxicos, por ejemplo).»
Ya en estudios anteriores los científicos habían demostrado que las plantas obtienen información acerca de la proximidad de sus vecinos usando un fotorreceptor llamado fitocromo, que lee los cambios producidos en el ambiente lumínico cuando la planta está rodeada.
También habían comprobado que la percepción que la planta tiene de su entorno modifica la expresión de sus mecanismos de defensa. Lo que descubrieron con este trabajo, cuya primera firma es de Javier Moreno (un estudiante de doctorado que en momentos en que se realizaba esta nota acababa de ser papá de mellizas) y en el que intervino también un equipo del Instituto Salk, de los Estados Unidos, es que cuando el fitocromo detecta señales lumínicas que indican la proximidad de vecinos, genera cambios celulares que disminuyen la sensibilidad de los tejidos vegetales a los jasmonatos.
Crecer o defenderse
Como los jasmonatos son hormonas que activan el sistema de defensa, el resultado es que la planta realiza una menor inversión en la síntesis de sustancias antiherbívoras (proteínas, compuestos fenólicos, terpenos y alcaloides, que hacen que las plantas sean menos «sabrosas» o menos nutritivas).
Esto es, precisamente, lo que comprobó Moreno: en el laboratorio, las orugas que se alimentaban de Arabidopsis thaliana cultivada entre muchas competidoras o expuesta a un tipo de radiación llamada «rojo lejano», señal lumínica que las plantas utilizan para detectar competencia en las proximidades, crecían el doble de rápido.
Al estudiarlas, los investigadores descubrieron que la radiación «rojo lejano» hace decrecer la sensibilidad de las plantas a los jasmonatos.
«El mismo sensor de luz que detecta la presencia de otras plantas y da la señal para comenzar la síntesis de hormonas de crecimiento vegetal (auxinas) reduce la respuesta de la planta al ácido jasmónico, que orquesta la síntesis de sustancias químicas defensivas», afirman los científicos.
«Este estudio abre la posibilidad de intervenir en el mecanismo de asignación de recursos y modificarlo para diseñar estrategias naturales de defensa de las plagas, un objetivo crucial en un mundo que depende de la producción agrícola y en el que se tiende a aumentar la densidad de siembra por hectárea -dice Ballaré-. Pero para poder hacerlo, primero hay que saber cuáles son las piezas que están involucradas.»
