La comunicación es importante…¡hasta para las plantas!

Por Inés Cambra.

Las “palabras” se las lleva el viento

Las plantas son seres vivos autótrofos (elaboran su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas: luz, agua y nutrientes) obligados a vivir en un entorno fijo durante toda su vida ya que carecen de capacidad locomotora. Por este pequeño detalle que les impide salir corriendo ante cualquier problema o dificultad que pueda surgir en su entorno a lo largo de su vida, las plantas son organismos extremadamente creativos. Como el resto de seres vivos, las plantas se comunican con su entorno y evidentemente con individuos de su misma especie y la comunicación representa uno de estos retos.

Pero…¿las plantas hablan? Y sobre todo, ¿para qué se iban a comunicar? ¿qué se dicen? Pues sí, las plantas “hablan”, no como nosotros, pero sí, tienen su lenguaje.

El mecanismo predominante que utilizan las plantas para la comunicación son los compuestos volátiles, es decir, gases liberados al ambiente capaces de viajar largas distancias y transportar información. La cantidad de volátiles que emiten las plantas no es nada desdeñable, casi un quinto del CO2 fijado vuelve a liberarse en forma de sustancias volátiles cada día.

La gran mayoría de volátiles se distribuyen en 4 grupos principales: terpenos (metabolitos secundarios), catabolitos de ácidos grasos (green leaf volatiles: aldehidos, ésteres y alcoholes), compuestos aromáticos (bencenoides y fenilpropanoides) y derivados de ácidos nucléicos (compuestos con nitrógeno y azufre).

Las plantas son capaces de utilizar una gran diversidad de compuestos químicos que utilizarán para la síntesis de volátiles. New Zealand Esta abundancia es muy importante ya que en un solo “bouquet” las plantas encriptan todo su estado metabólico. Es decir, como el aliento del enfermo o el sudor del nervioso se tratase, los volátiles delatan el estado de las plantas.

Además, esta amplia gama de compuestos volátiles les permite cierta plasticidad en su comunicación en caso de que la ruta de síntesis de alguna sustancia se viera interrumpida. De hecho, en numerosas ocasiones existe más de una ruta de síntesis para un mismo compuesto asegurándose así su obtención ante casi cualquier imprevisto. Por ejemplo, el isopentenil difosfato, la base fundamental para la producción de cualquier terpenoide, se obtiene en plantas a través de dos rutas diferentes.

Funciones de los compuestos volátiles en plantas

compuestos volatiles en plantas

Las plantas producen volátiles con diferentes objetivos: protección frente a factores abióticos (radiación y temperatura) y bióticos (plagas, enfermedades, competidores) y como atrayentes.
Principalmente, los volátiles emitidos por las flores tienen función atrayente y los emitidos por las partes verdes y raíces fundamentalmente de defensa (Pichersky and Gershenzon, 2002).
La comunicación puede darse dentro de la misma planta, entre plantas o entre planta y otros organismos.

Dentro de la misma planta: además de las señales moleculares internas que las plantas transportan por su torrente vascular los volátiles pueden hacer de mediadores entre diferentes partes de la planta que no estén comunicadas a través de este sistema (Heil et al, 2007; Frost et al, 2007).

Entre plantas: los metabolitos liberados por las plantas pueden afectar de manera negativa o positiva al crecimiento de plantas vecinas, es lo que se conoce como alelopatía. De esta manera, las plantas pueden controlar a sus competidores directos por luz y nutrientes del suelo.

Por ejemplo, Artemisa vulgaris, una mala hierba invasiva, ha basado parte de su potencial de proliferación en nuevos hábitats en la utilización de un conjunto de terpenoides (monoterpenoides principalmente) volátiles emitidos por las hojas con efecto compuestos volatiles en plantas2fitotóxico, es decir, con toxicidad para las plantas (Barney et al, 2005). O la Salvia leucophylla que produce unos monoterpenoides volátiles que inhiben la proliferación de las células del meristemo radicular de las plántulas de Brassica campestris (Nishida et al, 2005).

Pero las plantas también se comunican con otras plantas para avisar de ciertos peligros como el ataque de plagas y patógenos. Estos compuestos volátiles son capaces de desencadenar la activación del “sistema immunitario” (entre comillas porque no está basado en anticuerpos) en plantas vecinas que todavía no han sido atacadas (efecto vacuna). Hay infinidad de ejemplos pero citaremos únicamente un par de ellos:

– Las plantas de tabaco (Nicotiana attenuata) mejoran su fitness cuando conviven con plantas de Artemesia tridentata con hojas dañadas por herbivoría (Kessler et al, 2006). La Artemisa dañada libera muchos volátiles biológicamente activos (MeJa: methyljasmonate, algunos terpenoides y green leaf volatiles) que inducen la síntesis de defensas químicas en las plantas de tabaco.

– Los “Green Leaf Volatiles” (GLV), principalmente aldehidos de 6 carbonos, alcoholes y ésteres emitidos en respuesta a daño mecánico o herbivoría por plantas vecinas inducen una rápida producción de ácido jasmónico (JA) y la emisión de sesquiterpenos (compuestos asociados a la defensa en plantas) en plántulas de maíz que no han sido previamente atacadas (Engelberth et al, 2004). De hecho, cuando estas “plantas vacunadas” son atacadas por una plaga herbívora son capaces de producir cantidades de JA y sesquiterpenos muy superiores en comparación con aquellas plántulas que no han recibido Green leaf volatiles. El detectar este tipo de volátiles las hace estar más protegidas.

Comunicación con otros organismos: la combinación de volátiles emitidos por las plantas proporciona información sobre el estado fisiológico de la planta, como por ejemplo, receptividad sexual, madurez de los frutos, daño por insectos, oviposición…

Estos volátiles pueden actuar en el segundo nivel trófico, es decir, teniendo su efecto directamente en herbívoros, o en el tercer nivel trófico, enemigos naturales o depredadores de estos herbívoros.

Algunos ejemplos:

– Cuando los frutos de algunas plantas están maduros emiten señales volátiles que atraen a mamíferos que se alimentan de ellos y así asegurar la dispersión de sus semillas. Este tipo de dispersión tiene una gran ventaja además, y es que el paso de las semillas por el tracto digestivo de dichos mamíferos las libera de gran cantidad de patógenos y de plagas fitófagas debido a las condiciones de pH (Fricke et al, 2013).
– Ante el ataque de determinados herbívoros las plantas de tabaco (Nicotiana tabacum) producen y emiten, especialmente durante la noche, unos compuestos altamente repelentes para las hembras de la polilla Heliothis virescens (De Moraes et al, 2001), de actividad nocturna como la gran mayoría de las polillas, y así evitan que depositen sus huevos en la planta y que las voraces larvas de este lepidóptero que saldrán cuando esos huevos eclosionen acaben con ella.

Pero… ¿qué pasa si se interrumpe esta comunicación?

La comunicación se puede interferir de dos maneras: alterando la síntesis o la liberación de estos compuestos al medio o inhabilitando los receptores de estas sustancias, es decir, haciendo plantas insensibles a estos compuestos.

En generalcompuestos volatiles en plantas3, el resultado es un descenso del fitness de la planta llegando en ocasiones a ser un problema serio para su supervivencia.

Los “bouquets” de volátiles son una combinación de muchos compuestos diferentes. Una respuesta más efectiva y más específica significa una emisión de todos los volátiles al completo. Si por el contrario, vamos retirando compuestos del “bouquet”, la respuesta esperada, bien sea de atracción o de inducción de rutas de defensa, será más vaga, menos intensa, más general a fin de cuentas.

Quitar un compuesto volátil es quitar un recurso en la comunicación. Traducido a nuestro lenguaje es como ir quitando palabras: Eres capaz de seguir comunicando pero perdiendo facultades.

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