miércoles, 23 de diciembre de 2009

¿Cómo se defienden las plantas de sus atacantes?

Monotropsis odorata

Las plantas no pueden huir, ni morder, pero eso no significa que consientan alegremente que los animales y otros parásitos, como hongos o bacterias, las consuman.

Usan una sorprendente variedad de recursos defensivos, que incluyen sobornos a los atacantes, alianzas con otros organismos o complicadas respuestas celulares que guardan semejanzas con las del sistema inmunitario de los animales.

El principal mecanismo de defensa de las plantas es químico: las plantas suelen presentar una gran variedad de sustancias irritantes, repulsivas o venenosas para los herbívoros. La hiedra venenosa de Norteamérica, por ejemplo, produce violentas reacciones inflamatorias en la piel al más leve contacto. Algunas plantas han desarrollado el equivalente a los dientes venenosos de los animales: los pelos de las ortigas son diminutas agujas hipodérmicas de sílice que se rompen y se clavan en la piel al primer contacto e inyectan el contenido de una ampolla que presentan en la base (sustancias inductoras de la inflamación, como la histamina, que está involucrada en la respuesta alérgica). Por cierto, un truco para poder coger las ortigas es apretar los tallos con la yema de los dedos de plano (lo peor es un roce lateral).

Muchas plantas están armadas con feroces espinas, capaces de disuadir a la mayoría de sus posibles consumidores (aunque animales como la jirafa o el antílope gerenuk están especializados en hurgar entre las espinas de las acacias y coger las hojas con sus labios correosos). Las espinas suelen presentarse preferentemente en las plantas jóvenes y en las hojas más bajas de los árboles (por ejemplo, la encina o el acebo tienen varias clases de hojas, siendo las más espinosas las de las partes bajas). También plantas de una misma especie suelen presentar muchas más espinas en lugares donde el ganado es abundante que en otros lugares con escasez de él.

En lugares áridos, el porcentaje de plantas espinosas es mucho más elevado (pensemos por ejemplo en los cactus). En estos lugares la biomasa es escasa y cualquier fuente de alimento y de agua es muy codiciada por los animales, por lo que las plantas tienen mayor necesidad de defenderse de ellos. Además, el crecimiento vegetal es lento por la falta de agua y la planta no puede permitirse la regeneración de las partes consumidas por los animales. El desierto es un ambiente inhóspito donde todo es muy caro: las plantas son espinosas y los animales venenosos (los depredadores no pueden permitir que la única presa que consiguen morder en varios días se les escape).

Otras plantas, como las gramíneas, se han hecho resistentes a la depredación acumulando gran cantidad de sílice en sus hojas y tallos, que provoca un gran desgaste dentario en los herbívoros. También se han adaptado desarrollando la capacidad de crecer a partir de la base del tallo, en lugar de a partir de las zonas apicales, como la mayoría de las plantas. Así, pueden rebrotar aunque hayan sido cortadas. Algunas hierbas de otras familias acumulan cristales de oxalato, que pueden dañar los riñones de los animales.

Recientemente se ha comprobado que las plantas presentan una respuesta inmunitaria rudimentaria que actúa frente al ataque de hongos, por ejemplo. Existe una primera línea de defensa que consiste en la síntesis de proteínas que actúan contra los invasores, pero si esto falla se activa una segunda línea, que opera induciendo el suicidio de las células afectadas por la infección para salvaguardar el resto de la planta. También se han descrito casos de sustancias emitidas al ambiente por plantas atacadas por plagas, que podrían actuar alertando a plantas de la misma especie de las cercanías para que se preparen ante el ataque.

Las sustancias emitidas por plantas atacadas pueden reclutar a otros organismos para que las defiendan. Algunas plantas invadidas por orugas se defienden emitiendo sustancias volátiles atractivas para ciertas avispas parásitas que ponen sus huevos sobre las orugas. Otras plantas pagan a un ejército profesional extraordinariamente aguerrido y disciplinado: el de las hormigas. Varias especies de acacias ofrecen a las hormigas alojamiento en sus espinas huecas, sustancias azucaradas segregadas por sus hojas e incluso unos pegotes alimenticios que se presentan al final de cada división de la hoja. A cambio, las hormigas atacan a cualquier insecto que pretenda alimentarse de la planta, y también, a cualquier rama de un árbol vecino que se acerque demasiado a la acacia y a las plantitas de posibles competidores que se atrevan a germinar cerca de su tronco. Algunas especies de plantas que viven sobre los árboles tropicales, donde no hay suelo, fabrican auténticos hormigueros con varias cámaras en sus tallos ensanchados, donde alojan grandes colonias de hormigas, que protegen a las plantas y las nutren con sus desechos orgánicos.

Las agallas son una especie de soborno o tributo que muchas plantas ofrecen a ácaros o insectos atacantes. Las agallas son estructuras anormales de tejido vegetal que se desarrollan en respuesta a la picadura o presencia de un insecto. La planta genera un receptáculo, muchas veces con aspecto de fruto, rico en sustancias alimenticias, donde suelen desarrollarse las fases larvarias de los atacantes. El significado biológico de las agallas es un poco enigmático, ya que casi todas las ventajas parecen ser para el animal: sus larvas se desarrollan en un entorno confortable, protegido de depredadores y bien provistas de alimento. Parece que las plantas crean la agalla para que el ataque del insecto quede controlado y localizado en ella, sin que se extienda por otras partes de la planta y pueda ocasionar daños más graves. Esta interacción ecológica, que podemos observar fácilmente en los rosales o en robles y encinas, que presentan agallas muy llamativas, se suele dar entre grupos de plantas y animales muy específicos, lo que sugiere una historia evolutiva reciente y un alto grado de refinamiento y especialización.

Otra estrategia que usan las plantas para defenderse de sus enemigos es el engaño. Ciertas mariposas no ponen sus huevos en una hoja de una planta que ya tenga otros huevos de la especie. Algunas plantas crean manchas o bultitos amarillos en sus hojas que parecen huevos, con lo que disuaden a las mariposas de depositarlos en ellas. Recientmente se ha descubierto en los bosques de Ecuador que otra planta se “hace la enferma”, para resultar menos atractiva para sus insectos depredadores. Despoja a algunas de las células de sus hojas de clorofila para crear patrones similares a los surcos de una larva que va consumiendo la hoja por dentro. Los insectos no ponen sus huevos en estas hojas porque creen que la mayoría de los recursos ya han sido consumidos por las supuestas larvas y sus larvas tendrán que entrar en competencia con éstas. El experimento de dibujar manchas en las hojas con lápiz corrector blanco dió el mismo resultado de disuadir a los insectos fitófagos, lo que sugiere que las plantas encuentran una ventaja en esta estrategia, a pesar de perder parte de su capacidad fotosintética.

El camuflaje es una táctica ampliamente usada por los animales para evitar a sus depredadores, pero no solemos asociarlo a las plantas, que normalmente constituyen el fondo del paisaje.

En un nuevo estudio, Matthew Klooster de la Universidad de Harvard y sus colegas investigaron si las brácteas desecadas en una rara planta de bosque, Monotropsis odorata, podrían tener una función de camuflaje.

La Monotropsis odorata depende exclusivamente de un hongo micorrizal, que se asocia con sus raíces, para todos los recursos que necesita. Debido a que esta planta no necesita la pigmentación fotosintética (coloración verde) para producir su propia energía, es libre de adoptar coloraciones muy diversas.

Utilizando una gran población de Monotropsis odorata, Klooster y sus colegas eliminaron las brácteas desecadas de algunas de esas plantas. Las brácteas son de un color marrón que se asemeja al de la hojarasca. Los investigadores descubrieron que las brácteas de esas plantas funcionan como camuflaje, haciendo que el vegetal sea confundido con su entorno. Además, demostraron experimentalmente que este camuflaje realmente sí puede ocultar a la planta de sus depredadores, y aumentar así sus posibilidades de reproducción. Las plantas con brácteas intactas sufrieron sólo una cuarta parte de los daños causados por los herbívoros y produjeron un porcentaje mayor de frutos maduros en comparación con las plantas a las que las brácteas les fueron retiradas.

Para saber más:

Podéis leer este interesante artículo de Ek del Val y Rodolfo Dirzo sobre las asociaciones entre plantas y hormigas: "Mirmecofilia: las plantas con ejército propio".

15 comentarios:

  1. Antonio, Fascinante el tema, especialmente me ha llamado la atención esta Monotropsis odorata, .Pero me da la impresión que muchos de los estudios sobre el tema están enfocados a la patología en plantas con interés agrícola y económico y no tanto en estudios fundamentales, bueno al menos en nuestro país.
    Un saludo, y FELICES FIESTAS,

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  2. Querido Antonio:
    Estudios muy interesantes para una humilde amante de la Naturaleza.
    El artículo anterior es sorprendete. No sabía que nuestra longevidad con respecto al sexo masculina se debiera a tan variadas razones.
    Gracias por instruirnos.
    Un saludo.

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  3. Hola, Bibiano y María Antonia:

    Gracias por vuestros comentarios.

    Coincido contigo, Bibiano, en que hacen falta más estudios de biología fundamental de las plantas. Cada vez más se descubre en ellas que no son tan aburridas como se pensaba y que tienen en común muchas cosas con los animales.

    Gracias, también, Bibiano, por haberme hecho conocer, a través de tu blog, Mirando Plantas, entre otras muchas cosas, el blog La Sierra de Córdoba en Cabriñana, que, María Antonia, no sé si conoces, pero que te recomiendo, ya que su autora, Pilar, es una gran amante simultáneamente de la buena poesía y de la naturaleza, y que conjuga muy bien las imágenes y los versos de autores famosos.

    Veo que todos coincidimos en nuestro amor por la naturaleza y la literatura. A mí me gusta escribir artículos de divulgación biológica porque, aunque sea a un nivel modesto y más bien periodístico, puedo conjugar ambas pasiones, que poseo desde la infancia.

    Cordiales saludos a los dos.

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  4. significa esto que el camuflaje en las plantas predomina mas que en los animales

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  5. belleza d plantas que se saben deender gracias a DIOS que hizo casi perfecta ala naturaleza CUIDEMOSLA

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  6. que bueno tu comentario gracias a el pudimos hacer la tarea con mi hijo

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  7. hay muy buena informacion aqui
    gracias esto trae mucha ayuda

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  8. gracias por la investigacion

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  9. Gracias me ha servido mucho. Ademas me parece muy hermosa la naturaleza que se sepa defender.... Otra vez MUCHAS GRACIAS. :D

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