¿Pueden hablar las plantas?
Las plantas se comunican mediante pistas químicas o visuales
30/08/2013 - Autor: Safiye Arslan - Fuente: Revista Cascada
Existen numerosos ejemplos interesantes del modo en que las plantas se comunican con los insectos.
En su entorno natural, las plantas se topan con numerosos organismos, como son otras plantas, herbívoros o depredadores de éstos. Pero, ¿cómo se comunican con todos ellos, e incluso entre ellas mismas? Lo hacen mediante pistas químicas o visuales. Durante mucho tiempo, la idea de comunicación química entre plantas y otros organismos fue considerada como algo bastante descabellado. Sin embargo, recientemente ha sido aceptada como fenómeno ecológico (Adler 2011).
Existen numerosos ejemplos interesantes del modo en que las plantas se comunican con los insectos. Por ejemplo, como autodefensa frente a los insectos que se alimentan de sus hojas, las plantas emiten una sustancia química volátil que atrae a otros insectos, depredadores de los que se alimentan de ellas. Mediante esta comunicación con los insectos, es posible que las plantas alerten de los peligros a otras plantas que se encuentren muy cercanas y a favor del viento. El Profesor de entomología Richard Karban, y otros investigadores de la Universidad de California, demostraron que una artemisa arrancada «le contó» su lesión a las plantas de tabaco silvestres que se encontraban cerca y en la misma dirección del viento y, aparentemente, éstas reaccionaron a fin de protegerse del peligro. Durante tres temporadas, los investigadores estuvieron cortando hojas de artemisa, a fin de imitar a los insectos que se alimentan de éstas. La artemisa cortada emitió sustancias químicas volátiles (jasmonato de metilo), las cuales fueron transportadas por el viento a las plantas más cercanas que se encontraban a favor de éste. Al parecer, las plantas de tabaco percibieron dichas sustancias químicas, o al menos aumentaron la producción de un agente defensivo que provocó que sus hojas tuvieran un sabor desagradable para los insectos. Estas plantas de tabaco que se encontraban a favor del viento experimentaron menos de la mitad de los daños en las hojas provocados por los saltamontes y los gusanos cortadores que las plantas de control (Anón.). En un caso práctico, una acacia, al sentirse observada o golpeada con una rama, reaccionó aumentando los niveles de tanino de sus hojas en cuestión de minutos. De manera sorprendente, los niveles de dicha sustancia química aumentaron después en los árboles cercanos y, debido al sabor amargo del tanino, las acacias espantaron a los curiosos, antes de que pudieran seguir provocando daños (Jacob 2001; Anón.).
Lo que resulta aún más sorprendente es el hecho de que las plantas puedan también comunicarse con los mamíferos. Un estudio llevado a cabo por el Profesor Steven Johnson y su equipo de investigación de la Universidad de KwaZulu-Natal, Sudáfrica, demostró la forma en que los polinizadores mamíferos terrestres se sienten atraídos por un «perfume» exclusivo de una planta parasitaria. Este aroma floral específico está formado por más de 30 componentes, en su mayoría cetonas, derivados de ácidos grasos, mono- y sesquiterpenoides. Las tres sustancias químicas aromáticas más abundantes fueron el 1-hexeno-3-uno, el 3-hexanona y butirato de etilo. Al examinar el impacto de estas sustancias químicas en ratones, se descubrió que dichos roedores, al igual que los seres humanos, encuentran agradable el olor de la 3-hexanona, molécula que, de forma rutinaria, se utiliza como saborizante artificial a fin de obtener un sabor dulce y afrutado, similar al de la uva. Además, la 3-hexanona se ha encontrado también en algunas flores polinizadas por los murciélagos, por lo que es posible que se trate de un atrayente general para los mamíferos. De una forma extraordinaria, las pistas aromáticas son de particular importancia para las plantas que son polinizadas por pequeños mamíferos terrestres, dado que, por lo general, estos animales aparecen de noche, cuando las pistas visuales resultan menos eficaces (Johnson y otros, 2011; Anón.).
Además de las plagas, las plantas han de lidiar con numerosos patógenos microbianos de su entorno natural, como es el caso de las bacterias, los hongos, los hongos oomicetos y los virus. Una respuesta adecuada a los patógenos puede activar los mecanismos de resistencia que permiten la supervivencia de las plantas. Las plantas pueden reconocer a los patógenos potenciales mediante la detección de patrones moleculares asociados a los mismos (PAMP, por sus siglas en inglés). Este reconocimiento activa un mecanismo de defensa. Una comunicación correctamente organizada entre los tejidos de las plantas invadidas por los patógenos y los no invadidos resulta esencial para la oportuna manifestación de los mecanismos que limitan la propagación sistémica de los patógenos (Shah 2009). El ácido salicílico, una importante señal móvil, es transportado desde el tejido infectado al resto de la planta. Activa la resistencia sistémica adquirida, la cual equivale a la respuesta de resistencia de «toda la planta» que tiene lugar después de una exposición previa y localizada a un patógeno. Las plantas no sólo informan de una invasión microbiana, sino que son capaces de hablar entre sí. Por ejemplo, las plantas de tabaco se advierten entre sí del ataque del virus del mosaico del tabaco, liberando salicilato de metilo, el cual es convertido a continuación en el ácido salicílico protector en las plantas no infectadas (Jacob 2001).
A diferencia de las interacciones patogénicas perjudiciales, entre algunos microorganismos y plantas existen también interacciones simbióticas y beneficiosas. La creación de dicha simbiosis (que significa literalmente «convivencia» en griego) es compleja. Para que tengan lugar infecciones exitosas, resulta de vital importancia un diálogo molecular entre compañeros (Vadassery y Oelmüller 2009). Dentro de este tipo de interacciones, la simbiosis entre las legumbres y los rizobios es de particular importancia en la agricultura, ya que mediante la formación de la simbiosis, el nitrógeno atmosférico puede ser utilizado para mantener el crecimiento de los cultivos de leguminosas, como la soja, el guisante y la alubia, los cuales ocupan entre un 12 % y un 15 % de la tierra apta para el cultivo en todo el mundo (Sugiyama, Shitan y Yazaki 2007). Los rizobios son bacterias del suelo que fijan nitrógeno (diazótrofos), una vez establecidos en el interior de los nódulos de las raíces de legumbres como la alfalfa, el trébol, los guisantes, las alubias, las lentejas, los altramuces, los mezquites, las algarrobas, la soja y los cacahuetes.
Los rizobios necesitan una planta hospedadora, dado que no pueden fijar nitrógeno de forma independiente (Anón.). Las raíces de las plantas segregan moléculas de señalización (p. ej., los flavonoides) a fin de atraer a los rizobios. Cuando los rizobios perciben estas sustancias químicas, se establecen en forma de colonia alrededor de los tejidos de las raíces de la planta leguminosa hospedadora, por lo que podemos decir que la infección rizobiana en legumbres es una invasión por invitación (Murray 2011). Los rizobios que se adhieren segregan factores Nod, los cuales son percibidos por la planta, lo que da comienzo a una serie de sucesos que provocan la formación de nódulos, en los que los rizobios fijan nitrógeno. De ahí que los rizobios logren que la legumbre sea independiente del nitrógeno del suelo y que ésta proporcione nutrientes a las bacterias. Además, la planta leguminosa suministra un importante compuesto de nitrogenasa, que es la enzima clave para la fijación del nitrógeno. Todo esto ocurre gracias a la comunicación entre la planta y las bacterias.
Las plantas tienen mucho interés en ser colonizadas por hongos micorrízicos. Aparte de proporcionarles nutrientes, como son el fósforo y el nitrógeno, los hongos protegen a las plantas frente a enfermedades, parásitos y otros tipos de amenazas. Cuando son colonizadas, las plantas pueden crecer hasta un 40 % más. En experimentos de laboratorio, ¡las zanahorias que fueron colonizadas crecieron 20 veces más que las que no lo fueron! De hecho, son tan buenos «amigos» que los hongos no pueden vivir sin las plantas, y de un 80 a un 90 % de todas las plantas de la tierra están de alguna forma asociadas con hongos micorrízicos. El origen de esta increíble amistad es la comunicación (Montreal 2012).
Hemos visto que las plantas pueden hablar con los microorganismos, las plagas y los mamíferos pero, ¿se comunican con las personas? ¿Son criaturas inteligentes que puedan comunicarse con nosotros? En 1848, el doctor Gustav Theodor Fechner, un profesor alemán, sugirió que las plantas son capaces de percibir emociones, y que es posible fomentar un crecimiento saludable mediante la conversación, la atención y el afecto. Un científico hindú, Sir Jagdish Chandra Bose, llevó a cabo una serie de experimentos en 1900, en los que descubrió que las plantas crecen más rápido con música agradable y más lentamente entre sonidos estridentes y desagradables (Sir Patrick Geddes y Geddes 1920).
Por otro lado, según la Real Sociedad de Horticultura (Reino Unido), hablar con las plantas las ayuda a crecer, sobre todo si la que lo hace es una mujer. Aunque exista un gran número de experimentos divisivos llevados a cabo con plantas a fin de descubrir si son capaces de hablar con los seres humanos, aún no existe ningún descubrimiento serio en torno a este asunto. Aunque los biólogos especializados en plantas desconozcan actualmente la forma de hablar con ellas, se esfuerzan por comprender cómo se comunican con otros organismos a fin de utilizar este nuevo y emocionante lenguaje para mejorar su resistencia frente a las plagas y los patógenos. En lugar de hacer uso de pesticidas químicos en los cultivos, son preferibles las vías de comunicación y la defensa de las plantas mediante ingeniería genética.
La comunicación de las plantas con otros seres vivos es un asunto muy complejo, dado que éstas pueden disponer de una red de contacto con un gran número de criaturas distintas. Transmiten información a las demás y a otros tipos de organismos que hablan otros idiomas. ¿Cómo han adquirido estas sorprendentes habilidades de comunicación? Hasta las criaturas más avanzadas, los seres humanos, tienen problemas a la hora de comunicarse. ¿Cómo pueden las plantas disponer de sólidos sistemas de comunicación en un entorno tan heterogéneo?
La próxima vez que oigáis un extraño susurro entre las plantas de vuestros jardines, mantened la distancia, porque es probable que estén discutiendo. Las plantas también hablan y reaccionan a los ataques, del mismo modo en que lo hacemos nosotros, por lo que tened cuidado y no les hagáis daño, pues es probable incluso que os insulten y os griten (Anón.).
Safiye Arslan es una investigadora asociada del área de biología molecular de Nevada.
Referencias
Adler, Frederick R. 2011. Plant signalling: the opportunities and dangers of chemical communication. Biology Letters.
Anon. Do plants talk? What are the chances it's a boy?http://www.usatoday.com/tech/columnist/aprilholladay/2006-07-24-plant-talk-baby-boys_x.htm.
Anon. jacobson's organ and the remarkable nature of smell.http://books.google.com/books/about/Jacobson_s_Organ_and_the_Remarkable_Natu.html?id=liKKQgAACAAJ.
Anon. BBC - Earth News -http://news.bbc.co.uk/earth/hi/earth_news/newsid_9376000/9376474.stm.
Anon. What is Rhizobia. http://www.bionewsonline.com/y/what_is_rhizobia.htm.
Anon. Biotechnology: Plantlinguistic: -http://bioinformations4all.blogspot.com/2009/08/plantlinguistic-plants-communicate-with.html.
Jacob, Tim. 2001. «The science and myths of smell.»http://www.nature.com/embor/journal/v2/n10/full/embor301.html.
Johnson, Steven D, Priscilla M Burgoyne, Lawrence D Harder, Stefan Dötterl, and Proc R Soc. 2011. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3119003&tool=pmcentrez&rendertype=abstract.
Montréal, Jardin botanique de. 2012. "Chatting with a plant's best friend - Science +" (June 3). http://www.aucoeurdelarbre.ca/en/thematics-texts/thematics-texts-details.php?id=8.
Murray, Jeremy D. 2011. «Invasion by invitation: rhizobial infection in legumes.»Molecular plantmicrobe interactions MPMI 24 (6): 631-639.
Shah, Jyoti. 2009. «Plants under attack: systemic signals in defence.» Current Opinion in Plant Biology 12 (4): 459-464.
Sir Patrick Geddes, and Sir Patrick Geddes. 1920. The life and work of Sir Jagadis C. Bose. Longmans, Green. http://books.google.com/books?id=EPtCAAAAIAAJ&pg=PA97&q="continuous"#v=twopage.
Sugiyama, Akifumi, Nobukazu Shitan, and Kazufumi Yazaki. 2007. Plant physiology 144 (4) (August): 2000-8. doi:10.1104/pp.107.096727.http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1949875&tool=pmcentrez&rendertype=abstract.
Vadassery, Jyothilakshmi, and Ralf Oelmüller. 2009. «Calcium signaling in pathogenic and beneficial plant microbe interactions: what can we learn from the interaction between Piriformospora indica and Arabidopsis thaliana.» Plant signaling & behavior 4 (11) (November): 1024-7. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2819509&tool=pmcentrez&rendertype=abstract.
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