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Relaciones verdes

2008/09/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Nada más nacer, el pequeño Cuscuta empieza a oler si detecta en el aire algún indicio de presa. Tiene que andar rápido, si a unos pocos centímetros del lugar de nacimiento no encuentra presa, lo hace él mismo. Sus padres no le dejaron grandes reservas y no puede realizar la fotosíntesis. Cuscuta es una planta curiosa. En un vídeo publicado por investigadores de la Universidad de Pennsylvania se puede ver cómo una pentágona recién nacida Cuscuta ataca a una planta de tomate. Más que planta, parece animal: un gusano o algo parecido. Y más si nos fijamos en los resultados de la investigación llevada a cabo por estos investigadores: el agresor "huele" a la víctima y acude directamente a buscarla. Un ejemplo extremo puede ser el de Cuscuta. Al ser una planta, decir que huele es probablemente decir demasiado, pero muestra cómo pueden llegar a ser las relaciones entre las plantas. Aunque muchas veces las percibimos como seres pasivos y aburridos, parece que en el mundo secreto de las plantas pasan más cosas de lo que pensamos.
Relaciones verdes
01/09/2008 | Etxebeste Aduriz, Egoitz | Elhuyar Zientzia Komunikazioa
(Foto: J. Runyon/De Moraes and Mescher Labs)

El parásito Cuscuta vive del sudor de otras plantas. El tallo, que suele ser amarillo, naranja o rojo, se enrolla alrededor de la víctima y le introduce una especie de aguijones para absorber el sudor. De regiones templadas a tropicales, está extendida en casi todo el mundo y es el quebradero de cabeza de muchos campesinos. Ataca a tomates, zanahorias, cebollas, cítricos, alpaparas, etc. En muchos países, por ley hay que asegurar que las semillas que se venden para cultivo no tienen Cuscuta.

Según los investigadores de Pennsylvania, saber cómo el parásito encuentra al huésped puede ser útil para combatirlo. Tras varias pruebas con plantas de tomate, descubren que detecta algunas sustancias volátiles que el tomate desprende. Ataca de la misma manera a un trozo de goma impregnada con estas sustancias.

Se pensaba que encontraba a los hosteleros al azar, pero esa investigación dejó claro que hace una búsqueda activa. Al principio gira y cuando detecta una sustancia que indica la presencia de la víctima se dirige hacia ella. Los investigadores han quedado sorprendidos por la precisión y rapidez del ataque.

Y eso no es todo, dicen que es capaz de tomar decisiones. Y es que también han hecho pruebas con trigo, y han visto que al poner el trigo y el tomate a elegir va en busca del tomate. A pesar de que ataca el trigo cuando no hay otra alternativa, un compuesto emitido por la grúa ahuyenta al Cuscut.

Lucha por la supervivencia

Cuscuta europaea: la víctima entra el puño y vive de su sudoración.
M. Becker

Cuscuta recuerda otra mala hierba muy conocida por los campesinos de aquí: la izquierda (de hecho, dos especies herbáceas muy similares pueden estar detrás de este nombre común: Convolvulus arvensis y Calystegia sepium ). No sabemos si la izquierda también tendrá la capacidad de 'oler' a su víctima, pero cuando la encuentra sube sobre ellas, como Cuscuta, enrollando. No les mete punzones --la izquierda realiza la fotosíntesis -, pero su crecimiento es extremadamente rápido y, en ocasiones, cubre totalmente a las víctimas.

Estas son las relaciones más comunes entre las plantas: la luz, la lucha por el agua y los alimentos. Estas competiciones suelen ser a menudo físicas: la que más rápido crece, o la más alta, o la que tiene más o menos raíces, o la que tiene la capacidad de soportar unas condiciones concretas mejor que las demás, es más fácil que acceda a los recursos que necesita.

Esta competencia es a menudo dura y algunos competidores dejan fuera de juego a otros. Este puede ser el caso de la izquierda, cuando deja al huésped completamente cubierto y sin luz, en estas condiciones el huésped no tiene posibilidades de crecer.

Otro ejemplo son los bosques cerrados. Si alguna vez has estado en un pino, habrás podido comprobar que el suelo cubierto por hojas en forma de aguja suele estar bastante "limpio", es decir, que además de los pinos no crece mucho más. Por un lado, los pinos dejan pasar muy poca luz y, además, las agujas de pino caídas liberan ácidos al descomponerse. Avanzar en un entorno de estas características es imposible para muchas plantas.

Guerra química

La izquierda no aguanta a la víctima, pero se enrolla sin piedad alrededor de ella.
R. Etxebeste

La química es otra de las armas que las plantas utilizan para competir. Algunas plantas envenenan a sus competidores. Algunas de las moléculas que las producen influyen en el crecimiento y desarrollo de las plantas circundantes. Esta guerra química entre las plantas se conoce como alelopatía.

Las sustancias alelopáticas suelen ser metabolitos secundarios, es decir, productos secundarios del metabolismo de la planta. Muchos de ellos son tóxicos para las plantas: algunos impiden la germinación de las semillas, otros influyen en la fotosíntesis, etc.

El juglon producido por nogales (la familia Juglandaceae) es una de las sustancias alelopáticas más conocidas. Los nogales se acumulan en raíces, hojas, ramas y frutos. Cuando la juglona pasa al suelo, influye en el metabolismo de algunas plantas. No afecta por igual a todas las plantas, pero para algunas especies es imposible vivir bajo los nogales o alrededor de ellos. Lo mismo ocurre con los eucaliptos y otras especies.

La mayoría de los estudios sobre alelopatía se realizan en el campo agrícola. También se analizan las interacciones entre plantas de cultivo y malas hierbas y entre cultivos. El arroz es una de las plantas que más se ha investigado en este campo, y han visto que tiene una gran capacidad alelopática.

Por otra parte, las sustancias alelopáticas pueden ser útiles como reguladores o herbicidas del crecimiento, aunque la mayoría de las sustancias conocidas son demasiado débiles para ello.

Cebada detecta pequeños cambios en la luz provocados por sus competidores.
Nagyman/ Derechos reservados

¿Quién anda ahí?

Está claro, por tanto, que las plantas, como los animales, también viven en una competición en la que tienen varias armas. Pero tener armas no es todo, es muy valioso obtener información sobre lo que está o funciona a su alrededor. Los animales suelen ser hábiles, tienen sentidos. Las plantas también son capaces de recopilar esta valiosa información. Hemos visto que Cuscuta "ole" a las víctimas. Pues no es el único con estas habilidades.

Por ejemplo, algunas plantas son capaces de conocer si tienen competencia en el entorno, detectando pequeñas variaciones de luz. Las plantas absorben y reflejan la luz de determinadas longitudes de onda, lo que permite que algunas plantas sepan si hay alguien alrededor. La cebada, por ejemplo, al detectar estos cambios en el espectro de la luz provocados por las plantas circundantes, alarga más los pujas y acelera el desarrollo de las flores.

Otros obtienen la presencia de la competencia detectando cambios en el agua o los alimentos de la zona o señales químicas encontradas en el suelo, regulando su crecimiento en función de ello.

Pero Cakile es un bebedor que todavía va más lejos. Investigadores de la Universidad McMaster de Ontario explicaron en un trabajo publicado el año pasado que esta planta es capaz de conocer a sus familiares.

Cakile edentula crece entre arenas y rocas de la costa norteamericana y es capaz de conocer a sus familiares.
© C. Moorehead

En concreto, se ha observado que la plantación conjunta de ejemplares de una misma madre en un mismo envase produce menos desarrollo de raíces que junto a ejemplares de distintas madres. Los investigadores no tienen claro si los parientes reducen el desarrollo de sus raíces o los ejemplares no emparentados incrementan ese desarrollo en la lucha por los recursos.

Está claro que estas plantas dan una respuesta diferente en función del parentesco de la que está a su alrededor y, por tanto, son capaces de detectar ese parentesco. Pero cómo lo hacen todavía es un misterio para los investigadores. Sus hipótesis indican que puede haber alguna señal química implicada.

Desde la publicación de este estudio se han obtenido conclusiones similares para otras tres especies. Los científicos están sorprendidos por estos descubrimientos. Y no es de extrañar, porque no es fácil comprender cómo las plantas pueden hacer todo lo que hacen sin ojos, orejas, nariz, boca y cerebro.

Ser o no ser
En realidad, ¿es posible que las plantas tengan algún sentido? Esta pregunta está generando grandes debates entre los expertos. Los miembros de la Asociación de Neurobiología Vegetal se encuentran en el caso afirmativo, fundada con el objetivo de investigar los sentidos de las plantas.
Pero el propio nombre de la asociación ha puesto en el fuego a muchos biólogos. De hecho, la neurobiología estudia el sistema nervioso, que de momento sólo se conoce en animales. Por ello, la combinación de neurobiología vegetal es imposible y causa malentendidos. Para denunciarlo, 36 investigadores de diferentes universidades publicaron "Plant Neurobiology: No Brain, ¿No Gain?" Artículo en la revista científica Trends in Plant Science. Al hablar de plantas criticaron el uso de palabras como neuronas o sinapsis. De hecho, el hecho de que la palabra "neurona" provenga del griego "fibra vegetal" no es razón suficiente para aplicarla a la biología vegetal", señalaron.
En breve los miembros de la asociación respondieron en la misma revista a través del artículo "Plant neurobiology: the gain is more than the name". Según los articulistas, nadie ha propuesto la búsqueda de un cerebro pequeño en forma de nueces, pero es posible que las plantas tengan un sistema propio similar al sistema nervioso animal, y los científicos deben estar abiertos a esta posibilidad.
Presuntos culpables
La portada de la revista Science de enero de 1964 fue dedicada a un caso de alelopatía. Según el artículo, los claros situados en el sur de California alrededor de algunos arbustos eran consecuencia del efecto alelopático de algunas sustancias volátiles que liberaban algunos de ellos.
Salvia leucophylla era uno de los supuestos culpables de los rasos.
(Foto: N. Elhardt/ Derechos reservados)
Esta investigación tuvo muchas críticas. Y es que demostrar los efectos de la alelopatía no es fácil. En el laboratorio se comprobó que algunos de los compuestos de estos arbustos tenían un efecto alelopático, pero para decir que la causa de los claros era esa, habría que tener en cuenta otras muchas cosas.
Esto queda patente en 1970 en otra investigación publicada de nuevo en Science. Los arbustos fueron introducidos en jaulas para que no salieran de allí conejos, ratones, etc. que buscaban refugio bajo su sombra. Y una vez hecho esto, vieron que en los rasos que rodean a las jaulas empezó a nacer hierba sin ningún problema.
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