Las plantas son atacadas por miles de
herbívoros frente a los cuales poseen defensas muy originales, como la que
induce el
canibalismo entre las orugas que las atacan. A diferencia de los animales,
que pueden huir o esconderse cuando son atacados por sus depredadores, las
plantas no pueden hacerlo debido a su naturaleza inmóvil, pero que no puedan
hacerlo no significa que permanezcan indefensas, listas para ser devoradas por
cualquiera que pase por allí.
Además
de defensas físicas tan evidentes como espinas y aguijones, las plantas
dependen de una serie productos químicos para su defensa. El mundo de la
fitoquímica es extraordinariamente sorprendente y, como desconocemos más de lo
que conocemos sobre él, cuando leemos algunas investigaciones como la que vamos
a comentar nos ocurre lo que a Alicia cuando miraba detrás del espejo: se abre
ante nosotros un país de maravillas. Una de estas maravillas comienza a
desvelarse gracias a unos recientes artículos de investigación que demuestran
que las plantas utilizan mecanismos de transmisión nerviosa cuyo fundamento
biomolecular es muy similar al utilizado por los animales. Para sobrevivir,
plantas y animales actúan de una forma análoga: cuando se enfrentan a alguna
amenaza, envían mensajes a través de su organismo.
Como conté en una entrada anterior, las plantas no hablan con el lenguaje articulado de los
humanos, pero se comunican mucho y muy bien, sólo que de forma diferente a los
animales. Se comunican a través de unas moléculas volátiles que se producen en
el exclusivo metabolismo secundario del mundo vegetal. Cuando una planta es
atacada por un patógeno, inmediatamente produce moléculas volátiles que pueden
viajar kilómetros como un aviso a todas las demás para que preparen sus
defensas.
El mecanismo de defensa funciona. Un caso muy
explícito ocurrió hace diez años cuando en Botsuana introdujeron en un parque
200.000 antílopes, que comenzaron a zampar acacias con voracidad. Unas pocas
semanas después muchos murieron y al cabo de seis meses murieron más de 10.000,
sin que los responsables del parque supieran la causa. Hoy sabemos que fueron
las plantas. Las acacias habían aumentado la concentración de taninos en sus
hojas hasta convertirlas en veneno.
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| Los científicos usaron una proteína fluorescente para seguir la respuesta química de una planta al recibir un ataque. La planta parecía ser capaz de ‘sentir’ el daño, pues, cada vez que era atacada, respondía produciendo ácido jasmónico, una hormona vegetal relacionada con el estrés biótico, que, al parecer, comunica a estos organismos que debe activar sus defensas. Foto de Simon Gilroy. University of Winsconsin Madison. |
Veamos ahora los mecanismos de comunicación
interna, que en los vertebrados, como todo el mundo sabe, descansan en el
sistema nervioso. Los animales requieren redes de señalización molecular
rápidas y de largo alcance para integrar la detección y la respuesta en todo su
cuerpo. En el sistema nervioso central de los vertebrados, el aminoácido
glutamato actúa como un neurotransmisor excitador que facilita el intercambio
de información a través de la activación de los canales iónicos receptores de
glutamato, unos sensores que convierten esta señal en un aumento de la
concentración de iones de calcio intracelular que se propaga a órganos
distantes, donde luego se inducen en respuestas fisiológicas como las de
defensa.
En los vertebrados las señales eléctricas
portadas por los iones de calcio ayudan a las neuronas a enviarse mensajes entre
sí, por ejemplo, cuando se trata de dar la orden a los músculos de las
extremidades para que salgan pitando ante cualquier peligro. Las plantas no
pueden decir “raíces para que os quiero”, pero las investigaciones están
demostrando que las plantas detectan señales locales, como el ataque de
herbívoros, y transmiten esta información a través de su cuerpo para activar
rápidamente las respuestas de defensa en las partes no dañadas.
Un grupo internacional de investigadores
acaba de publicar un
artículo en Science en el que
muestran que una planta lesionada en una hoja por un insecto herbívoro puede
alertar a otras hojas para que comiencen a preparar con anticipación las
respuestas de defensa. Los investigadores han descubierto que cuando reciben
alguna amenaza, las plantas activan una serie de defensas químicas que se
propagan por su el organismo hasta llegar a las hojas distantes.
Para realizar el experimento, los
investigadores dejaron que unas orugas se alimentaran de Arabidopsis thaliana. Después añadieron glutamato y, para seguir la
senda de los iones de calcio, usaron una proteína
verde fluorescente que, como las farolas en una calle, iluminaba las
distintas partes del organismo a medida que se iban activando con la respuesta
química. Sorprendentemente, observaron que las plantas parecían ser capaces de
‘sentir’ el daño, pues, cada vez que eran atacadas, respondían produciendo ácido
jasmónico, una hormona vegetal relacionada con el estrés biótico, que, según
parece, comunica a estos organismos que deben activar sus defensas. Los
científicos pudieron contemplar la respuesta de la planta gracias al brillo de
la proteína fluorescente que seguía el rastro de la respuesta de la planta.
Por lo tanto,
como hacen los vertebrados, la señal sistémica de alarma comienza con la
liberación de jasmónico, que es percibido por los canales iónicos. Luego, estos
activan un torrente de cambios en la concentración de iones de calcio que se
propagan a través del floema y a través de los canales intercelulares llamados
plasmodesmos. Esta señalización a larga distancia basada en el jasmónico es
rápida: en cuestión de minutos, una hoja no dañada responde a las señales de
una hoja distante.
Adivinar cómo plantas y animales ha
evolucionado de maneras similares para responder a amenazas parecidas es
todavía un misterio, pero por ahora podemos afirmar que, a pesar de su
inmovilidad, las plantas se las han ingeniado para defenderse a pesar de no
poder poner pies en polvorosa. © Manuel
Peinado Lorca. @mpeinadolorca.