Un grupo de investigadores de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA), en colaboración con científicos de Holanda, logró descifrar aspectos desconocidos hasta ahora de un mecanismo de defensa que las plantas utilizan frente al ataque de insectos, basado en la emisión de compuestos volátiles. Estos aromas servirían para atraer a especies benéficas, mientras las plantas concentran su energía en otras funciones.
“Por primera vez, logramos conectar aspectos de la señalización lumínica, clave para las interacciones entre plantas, con la señalización química, fundamental para los mecanismos de comunicación entre plantas e insectos”, explicó Carlos Ballaré, investigador del Conicet, profesor de la cátedra de Fisiología Vegetal de la FAUBA y director del laboratorio de Fotobiología Ambiental.
“Cuando las plantas perciben señales de sombra cambian el perfil de compuestos volátiles que emiten, y esas modificaciones pueden ser detectadas por insectos benéficos que protegen a la planta del ataque de insectos herbívoros”, resumió.
El estudio permite comprender cómo las plantas regulan la emisión de esos compuestos en función de señales de competencia. Cuando “ven” a los vecinos (competidores), las plantas reducen la inversión en compuestos de defensa (presumiblemente para ahorrar recursos). Pero, al mismo tiempo, cambian el bouquet de compuestos volátiles que emiten a la atmósfera del canopeo, tornándose más atractivas para predadores de insectos herbívoros. En otras palabras, frente a una amenaza de competencia, las plantas gastan menos en defensas, pero atraen a los enemigos de sus enemigos.
El estudio también podría servir para generar aplicaciones concretas en la agricultura.
Las plantas pueden recibir señales de competencia través de sus fotorreceptores y tomar una serie de decisiones que inciden en el uso de sus recursos. Aquellas especies que son intolerantes a la sombra, por ejemplo, concentran sus recursos en crecer para evitar que sus vecinos les tapen la luz. Pero en ese proceso, sacrifican energía que generalmente utilizan en su sistema de defensa.
Ante esta depresión del sistema inmune, los científicos se preguntaron ¿cómo hacen las plantas para cubrirse contra el ataque de enfermedades e insectos, cuando crecen en poblaciones densas?
“Pensamos que cuando las plantas están en una situación de competencia y suprimen la inversión en sus defensas, al mismo tiempo podrían estar cambiando el perfil de los compuestos volátiles que emiten, para compensar y hacerse más atractivas a los depredadores de sus herbívoros”, respondió Ballaré.
Los primeros experimentos se realizaron sobre plantas de la especie modelo Arabidopsis thaliana, buscando comprender la conexión entre los fotorreceptores que utiliza para detectar la presencia de vecinos, la depresión del sistema de defensa y los mecanismos de señalización hormonal.
Para realizar los estudios, los investigadores aplicaron sobre las plantas una señal lumínica de competencia (que simula la presencia de poblaciones vecinas) y midieron cómo se alteraban unos 90 compuestos volátiles. “Efectivamente, vimos que si exponemos una planta a una señal de competencia, ésta cambia su perfume”, dijo Ballaré.
Luego, se analizó la respuesta de un predador de herbívoros, exponiendo una chinche (que en Europa se vende como agente de control biológico para invernáculos) a los aromas que emitían plantas expuestas a señales de competencia y otras que servían testigo. “Claramente, el insecto se dirigía a los olores que venían de la planta que tenía activado este programa de competencia, porque le habíamos dado la señal lumínica para ello”, informó.
A futuro, los investigadores apuntan a continuar con los experimentos en especies no cultivadas, como ancestros del tomate que no hayan sido mejorados, para evaluar si el fenómeno se repite en otros casos.
En el norte de Europa, los productores de hortalizas (que buena parte del año no tienen luz natural y utilizan la luz artificial como estrategia de cultivo) están analizando cómo cambiar el ambiente lumínico para modificar la calidad de las plantas, la composición química y el aroma.
“Están tratando de entender cómo un cambio en la composición de la luz con la cual se cultivan las plantas, tiene consecuencias importantes sobre el metabolismo secundario y la producción de compuestos de distinta índole. Eso quizás nos daría herramientas para cambiar la forma o el rendimiento de plantas, e incluso su composición química, modificando ligeramente el espectro lumínico (la calidad de luz) con LEDs de distintos colores”, concluyó Ballaré.
Gentileza de Juan Manuel Repetto, Facultad de Agronomía UBA.
