Mecanismos de defensa de las plantas
La inducción de inhibidores de proteasas en el tomate en respuesta al ataque de herbívoros es un ejemplo fascinante de cómo las plantas defienden activamente contra daños. Esta respuesta es tanto rápida como sistémica, lo que significa que no solo afecta a la parte de la planta atacada, sino que también desencadena una defensa en otras partes no atacadas. Aquí te explico cómo ocurre este proceso:
Ataque a las Hojas y Liberación de Pro-Sistemina
Cuando un herbívoro ataca las hojas del tomate, las células en el parénquima del floema responden liberando una sustancia llamada pro-sistemina. Esta es una forma precursora de la sistemina, una molécula que juega un papel crucial en la señalización de la defensa de la planta.
Activación de Receptores y Cascadas de Señalización
La pro-sistemina se une a receptores específicos ubicados en las células acompañantes del floema. Esta unión activa cascadas de señalización intracelular, incluyendo las cascadas de las MAPK (proteínas quinasas activadas por mitógenos) y PLA2 (fosfolipasa A2).
Liberación de Ácido Linolénico y Producción de Jasmonato (JA)
Estas cascadas de señalización llevan a la liberación de ácido linolénico de las membranas celulares. El ácido linolénico es el precursor del ácido jasmónico (JA), un importante regulador de la respuesta de defensa de las plantas.
Inducción de Respuesta Local y Sistémica
Respuesta Local: En las hojas atacadas, el JA induce la producción de inhibidores de proteasas. Estos inhibidores interfieren con las proteínas digestivas del herbívoro, reduciendo su capacidad para extraer nutrientes de las hojas del tomate.
Respuesta Sistémica: El JA o sus señales derivadas también se transportan a otras partes de la planta. Esta señalización sistémica conduce a la activación de defensas en partes no atacadas de la planta, preparándolas para posibles ataques futuros.
Nicotina
El estudio mencionado en el documento trata sobre cómo la presencia de plantas de Artemisia afecta la actividad de una enzima clave, la polifenol oxidasa (PPO), en plantas de Nicotiana que están cercanas a ellas. La PPO está involucrada en la ruta metabólica de los fenoles, que son importantes para la defensa de las plantas. Aquí te explico el concepto:
Alteración de la Actividad de la PPO en Nicotiana
Las plantas de Nicotiana que están cerca de Artemisia muestran cambios en la actividad de la enzima PPO. Esta enzima es crucial en la producción de compuestos fenólicos, que son importantes para la defensa de las plantas contra herbívoros y patógenos.
Susceptibilidad a Herbívoros en Diferentes Condiciones
Control (Izquierda): En condiciones de control, donde no hay un daño mecánico simulado o ataque real de herbívoros, la susceptibilidad de Nicotiana a herbívoros sería la normal o de base.
Daño Mecánico Simulado (Medio): Cuando se simula un daño mecánico en Artemisia, puede haber una alteración en la actividad de la PPO en Nicotiana, lo que podría afectar su susceptibilidad a herbívoros.
Ataque Real de Herbívoros (Derecha): Si Artemisia sufre un ataque real de herbívoros, esto también podría influir en la actividad de la PPO en Nicotiana y, en consecuencia, alterar su susceptibilidad a herbívoros.
Las plantas pueden influir en las respuestas de defensa de otras plantas cercanas, incluso sin contacto físico directo. La alteración de la actividad enzimática en Nicotiana debido a la proximidad a Artemisia es un ejemplo de comunicación entre plantas, donde las señales (posiblemente compuestos volátiles o cambios en el entorno microbiano) emitidas por una planta afectada por herbívoros o daño mecánico pueden influir en las respuestas defensivas de plantas vecinas.
Producción de Alcaloides y Beneficios de la Simbiosis
Los endófitos fúngicos dentro de las plantas, especialmente gramíneas, pueden conducir a la producción de alcaloides. Estos alcaloides tienen diversas funciones, incluyendo la protección de la planta contra herbívoros y posiblemente patógenos.
Frecuencia en Gramíneas
Este tipo de simbiosis es más común en las gramíneas. Los endófitos fúngicos viven dentro de las células de las plantas en una relación simbiótica, donde ambos organismos se benefician.
Correlación con el Éxito de Especies Específicas
Hay una posible correlación entre la presencia de estos endófitos y el éxito de ciertas especies de plantas. Esto sugiere que la simbiosis puede conferir ventajas significativas a las plantas hospedadoras.
Toxicidad para el Ganado y Búsqueda del «Endofito Ideal»
Un aspecto importante de esta simbiosis es su impacto en la agricultura, especialmente en lo que respecta a la toxicidad para el ganado. Algunos alcaloides producidos por las plantas en asociación con endófitos fúngicos pueden ser tóxicos para el ganado que se alimenta de estas plantas. Esto ha llevado a la búsqueda de lo que se podría llamar el «endofito ideal» – un endófito que confiere beneficios a la planta sin causar efectos nocivos en los animales que consumen estas plantas.
En resumen, la simbiosis entre gramíneas y endófitos fúngicos que resulta en la producción de alcaloides es un ejemplo de cómo las interacciones entre diferentes especies pueden evolucionar para beneficio mutuo, aunque también puede haber implicaciones negativas, como la toxicidad en el ganado, que requieren atención en el contexto de la agricultura y la producción de alimentos.