Contas de plantas

2012/05/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biokimika
• Ekologia
• Botanika

O manzano non é un comunicador calquera. A principios de primavera comunica aos insectos polinizadores con flores brancas que se abren case por diante das follas, atopando alí un doce néctar. E o manzano conseguirá que os insectos transporten o pole da flor á flor. A finais de verán, a través do doce cheiro das mazás maduras, abre outra mensaxe importante, una chamada directa aos fruteros para que coman o froito e esparzan as sementes.

Pero non termina aí as habilidades comunicativas dun manzano. Por exemplo, o manzano tamén é capaz de chamar aos inimigos dos seus inimigos. Cando é atacado por un ácaro, o manzano emite uns compostos volátiles e envía unha mensaxe química paira chamar aos "gardacostas" que circulan ao redor. Esta mensaxe atrae a outros ácaros que comen ácaros que atacan ao manzano.

Estudos illados que suxerían que as plantas tiñan este tipo de capacidades comunicativas, suscitaron grandes debates até hai poucos anos. Con todo, nos últimos anos os científicos foron descubrindo cada vez máis exemplos. Marcel Dicke da Universidade de Wagening (Holanda) foi un dos primeiros en descubrir a comunicación entre o manzano e os ácaros. Na actualidade está convencido de que este tipo de sistemas de comunicación son moi comúns nas plantas: "Eu estou convencido de que todas as plantas fano. Nunca atopamos plantas que non envían mensaxes químicas".

Consolo De Moraes, da Universidade Pennsylvania State, tamén é pioneira na investigación de interaccións entre plantas e insectos. De Morais investigou o caso dalgunhas herbas que atacan a planta do tabaco, o millo, etc. e Dick descubriu que ocorría o mesmo que vira entre o manzano e os ácaros. Cando a oruga empeza a comer a planta, algúns compoñentes da súa saliva provocan que a planta emita algúns compostos volátiles. Estes compostos atraen ás avispas parásitas que pon un ovo dentro da oruga. A larva de avispa que nace deste ovo aliméntase de medo.

Segundo un estudo publicado o ano pasado por un grupo de investigadores da Universidade de Wagening, os agudos parásitos das orugas que atacan o raposo, ademais de matar as orugas, axudan ao raposo doutra maneira. As larvas nadas dos ovos colocados no interior da oruga alteran a saliva da mesma, o que á súa vez provoca a emisión doutros compostos pola col. Estes compostos escorrentan as polillas que ponerían ovos de col. Ed.: © Tibor Bukovinszky, www.bugsinthepicture.com.

Segundo De Morais, non todos os expertos coinciden en si isto é una verdadeira comunicación: "Discutiuse se os compostos emitidos por unha planta ante unha agresión son realmente una sinal ou simplemente subproductos dos procesos fisiológicos. Eu creo que teñen una función de sinal e que esta forma de comunicación é bastante importante paira as plantas".

Solicitude de axuda

As plantas dispoñen de mecanismos de defensa directos fronte aos insectos vexetativos, que producen compostos tóxicos paira eles. Pero "defender con toxinas non é eficaz contra todos os inimigos. E paira loitar contra os especialistas con capacidade de resistir ás toxinas é importante a axuda dos gardacostas", di Dick.

Consolo de Moraes Pennsylvania é investigadora do Centro de Ecoloxía Química da Universidade de State. Investiga sinais químicos entre plantas e entre plantas e insectos. Ed. © Jason Jones

"As interaccións con compostos volátiles son cada vez máis complexas e complexas entre plantas e insectos. Máis do que pensamos", recoñece De Morais. Por exemplo, no caso das orugas e avispas parásitas, han visto que as plantas non envían mensaxes en calquera momento. Os compostos que atraen ás avispas parásitas só se verten durante o día, xa que as avispas actúan durante o día. Pola noite, as plantas de tabaco atacadas polas orugas emiten outros compostos. Estes compostos escorrentan as polillas nocturnas e impiden a posta en planta dos ovos, evitando así que destes ovos nazan máis herbáceas que comerían a planta.

Pero non só iso, o equipo de De Moraes ha visto que as plantas tamén detectan quen é o agresor e segundo iso envían unha mensaxe ou outro, en concreto, unha mensaxe dirixida ao inimigo deste agresor.

Doutra banda, os agresores tamén utilizan as mensaxes das plantas paira coñecerse mutuamente. Os investigadores herbáceos descubriron que un insecto que se alimenta das raíces da mostaza e outro que pon ovos nas follas dunha mesma planta coñécense grazas ás mensaxes que envía a planta. É dicir, se un insecto incide no subsolo, o que pon ovos nas follas (para que as súas orugas elíxanse coas follas) pode saber que esta planta está tomada e evitar así competir polo mesmo recurso.

Cada vez está máis claro, por tanto, que a linguaxe formada polas mensaxes volátiles das plantas é máis complexo do esperado, e o que estaba no límite dunha década incrible atrae cada vez a atención de máis investigadores. "Agora son moitos os estudos que se están realizando sobre os mecanismos que utilizan as plantas paira sintetizar estes compostos volátiles", explica De Moranes. Existe una sustancia crave: o ácido jasmónico. É una hormona das plantas que, cando a planta sofre algún ataque, pon en marcha os mecanismos de defensa da planta. Segundo un estudo recente realizado polo grupo de De Moranes, os piollos vexetais saben moi ben. Eliminan o ácido jasmónico da planta, impedindo que a planta poida atraer aos depredadores dos piollos e pondo patas para arriba o mecanismo de defensa da planta. É máis, se as orugas chegan a unha planta atacada polos piollos, estes tamén quedan libres dos depredadores.

Marcel Dicke Xefe do Laboratorio de Entomología da Universidade de Wagening. Foi pioneiro na investigación da comunicación entre plantas e insectos. Ed. © Universidade de Wagening

Da planta á planta

A comunicación das plantas non se limita ás interaccións cos insectos. "Cada vez hai máis probas de que os veciños afectados reciben mensaxes despedidas polas plantas próximas e que entón pon en marcha os seus mecanismos de defensa", engade De Morais. Os estadounidenses Jack Schultz e Ian Baldwin publicaron en Science en 1983 o visto en arces e garzas: ao danar as follas dalgúns exemplares, os exemplares inocuos da zona tamén puñan en marcha as súas defensas químicas. Así, propuxeron a hipótese da comunicación entre as plantas. Naquela época, con todo, o concepto de “árbore relatora” non foi aceptado.

Durante moitos anos non se falou máis sobre o tema, pero a partir dos 90 fóronse descubrindo máis probas. No ano 2000 o propio Baldwin demostrou que este fenómeno tamén se producía entre diferentes especies de plantas. Vexamos con horror que as plantas de tabaco salvaxes da zona de Nicotiana attenuata, influenciadas por un composto desprendido polo arbusto Artemisia tridentata danado, producían máis compostos tóxicos e así o facían con tremores e saltamontes un 50% menos.

Pentágona cuscuta atacando una planta de tomate. Cuscuta cheira ás vítimas. Ed. © J Runyon, De Moraes and Mescher Labs

E é que se as plantas son capaces de enviar mensaxes, non é de estrañar que sexan capaces de recibilos. "Cada vez hai máis estudos que demostran que as plantas teñen sofisticadas capacidades olfativas", explica De Morais. Esta capacidade pode achegar vantaxes pero tamén riscos. "Recentemente descubrimos que algunhas plantas parásitas que se alimentan doutras plantas utilizan o olfacto paira crecer cara ao hóspede". O pentagón Cuscuta fala de planta parásita. Cuscuta vive da suor doutras plantas e en 2006 demostraron que Cuscuta, paira localizar ás vítimas, "ole" os compostos volátiles que estas emiten ao aire.

Mensaxes subterráneas

"Outras investigacións empezaron a explorar a comunicación subterránea", engade De Moranes. Por exemplo, do mesmo xeito que ocorre co Cuscuta, os compostos que arroxan no chan millo, o sorgo e o mijo atraen á planta parásita Striga.

Na década dos 80 non se aceptou o concepto de “árbores relatoras”. Pero os investigadores están a descubrir cada vez máis exemplos de comunicación entre plantas. Ed. Danel Solabarrieta/Elhuyar Fundazioa

E a través desta comunicación subterránea secreta, descubriuse en diferentes estudos a capacidade das plantas de coñecer aos seus parentes. Investigadores da Universidade McMaster de Ontario, nun traballo publicado en 2007, explicaron que os grans de edentula Cakile da mesma nai, plantados xuntos nun mesmo barco, desenvolven menos as súas raíces que os exemplares de distintas nais. E noutro traballo de 2010 o resultado foi o mesmo con Arabidopsis thaliana. Neste caso, as plantas foron criadas en envases individuais e posteriormente transvasadas. As plantas colocadas no barco no que había un parente anterior desenvolveron menos as súas raíces. E, tras repetir o experimento cun composto que inhibe a secreción radicular, non se produciron semellantes diferenzas no desenvolvemento das raíces. Isto puxo de manifesto a importancia dos compostos desprendidos das súas raíces no proceso de coñecemento dos seus parentes.

Artemisia tridentata vai máis aló do arbusto, unindo a capacidade de coñecer aos seus parentes e os mecanismos de defensa. Os investigadores comprobaron que as mensaxes que segregan os exemplares afectados teñen maior influencia nos parentes que nos non emparentados. De feito, os que recibiron as mensaxes dos seus familiares sufriron menos ataques.

As sorpresas sucédense, pero aos poucos os investigadores aprenden a escoitar ás plantas. Segundo De Moranes, "entender as mensaxes que utilizan as plantas paira pór en marcha os seus mecanismos de defensa pode axudar a aplicalos na agricultura". Precisamente ese é un dos obxectivos actuais do equipo de Dicke: "utilizar a comunicación das plantas paira protexer os cultivos sen prexudicar o medio ambiente". Por exemplo, "pedindo axuda a chorar forte podemos elixir variedades que colaboren con axentes de control biolóxico", di Dick.