Día a día, las plantas entran en un estado de defensa, preparándose para enfrentar el ataque de los insectos hambrientos que intentarán alimentarse de ellas.
Al igual que muchos seres vivos, ya es sabido que las plantas tienen un reloj interno que no depende únicamente de la luz solar. Este reloj interno, llamado ritmo circadiano, va sincronizado con la duración del día de 24 horas y les permite regular algunos mecanismos independientemente de condiciones de luz. Las hojas siguen el camino del sol, y por la noche reinician las posiciones y vuelven a mirar hacia el este para esperar el siguiente día.
Los científicos han estado interesados en averiguar que otros procesos biológicos están regulados por este ritmo circadiano de las plantas, y en un estudio genético se descubrió que hasta una tercera parte del material genético de la planta Arabidopsis (un género de plantas herbáceas de la familia de las brasicáceas, que han sido objeto de intenso estudio en época reciente como modelos para la investigación fitobiológica) está hecho para responder al reloj interno de la planta.
Un estudio para la resistencia contra las plagas conducido por biólogos de la Universidad Rice mostraron que las plantas utilizan su ritmo circadiano para anticipar los ataques diurnos de insectos hambrientos y hacen sofisticadas preparaciones para repelerlos. Uno podría pensar que las plantas solo están ahí todo el día sin hacer nada, cuando la realidad es que llevan a cabo complejos procesos para sobrevivir.
Para comprobar esto Danielle Goodspeed, una estudiante graduada en bioquímica y biología celular, diseñó un experimento. Preparó los relojes biológicos de plantas Arabidopsis y gusanos de lechugas que comen Arabidopsis. La mitad de las plantas fueron colocadas con gusanos con el ciclo regular de día-noche, mientras que la otra mitad fue colocada fuera de fase, los gusanos estaban en modo diurno mientras que las plantas estaban en modo nocturno y viceversa.
“Encontramos que las plantas cuyos relojes estaban en fase con los insectos eran relativamente resistentes, mientras que las plantas cuyos relojes estaban desfasados fueron acababas por los insectos que se alimentaban de ellas”, dijo Goodspeed.
Un experimento posterior encontró que las plantas incrementan la producción de una hormona llamada Jasmonate durante el día, que es cuando los gusanos por lo general se alimentan. Esta hormona es usada por las plantas para regular la producción de metabolitos que interfieren con la digestión de los insectos.
“La defensa de Jasmonate es empleada por virtualmente todas las plantas, incluidos los tomates, el arroz y el maíz”, dijo Chehab, quien diseñó el experimento subsecuente. “Entender como regulan las plantas estas hormonas podría ser importante para entender por que algunas pestes son más dañinas que otras, y podría ayudar a encontrar nuevas estrategias para la resistencia contra los insectos”.
La investigación fue patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia y la Universidad Rice en los Estados Unidos. El estudio aparecerá esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Imagen
Alton N. Sparks, Jr., University of Georgia, United States. Creative Commons Attribution 3.0 Unported
Más información
Video en Youtube sobre el estudio (en inglés)
http://www.media.rice.edu/ (en inglés)