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Decodificando el aroma de una planta


Los reinos de plantas y animales son ricos en olores que funcionan como módulos clave de comunicación.


por el Centro Nacional de Ciencias Biológicas


Específicamente, las interacciones entre plantas e insectos vienen con una gran cantidad de intercambios de olores. Mientras que algunos olores ayudan a atraer polinizadores, otros actúan como señales de defensa. Los últimos productos químicos se usan típicamente para proteger contra los insectos que infestan las plantas.

¿Han aprendido los herbívoros a oler estos químicos y contrarrestarlos? Esta es una pregunta que ha mantenido ocupados a los investigadores del laboratorio de Ecología Química del Centro Nacional de Ciencias Biológicas (NCBS-TIFR) durante algún tiempo. Un estudio reciente dirigido por el Dr. Radhika Venkatesan ha identificado que los herbívoros son capaces de decodificar el aroma de una planta y usar estas señales para aumentar su inmunidad. Estos hallazgos han sido publicados en el Journal of Chemical Ecology .

Las plantas, cuando son atacadas por herbívoros, son conocidas por liberar químicos como un mecanismo de defensa indirecta y también como una señal de advertencia para los individuos vecinos. Estos productos químicos son altamente volátiles y, por lo tanto, se conocen como volátiles vegetales inducidos por herbívoros . Una de las funciones importantes de estos químicos volátiles es reclutar guardaespaldas o enemigos naturales de los herbívoros que pueden eliminar el insecto de la planta. Por ejemplo, las avispas parasitoides que son atraídas por ciertos volátiles de las plantas parasitan las larvas de los herbívoros y finalmente las matan. Esta interacción trófica, mediada por productos químicos volátiles, reúne a la planta, al herbívoro atacante y al protector de la planta parasitoide.

Los investigadores de NCBS persiguieron un ángulo único en esta relación trófica preguntando si los herbívoros podían detectar estos volátiles de las plantas y prepararse para un ataque inminente por parte de los guardaespaldas de las plantas (parasitoides).

«Sentimos que si los volátiles pueden atraer a los parasitoides, estando cerca de ellos, los herbívoros también deberían poder percibirlos y reaccionar», dice Enakshi Ghosh, al recordar su entrada en este proyecto.

Para sus investigaciones, Ghosh utilizó el gusano común, una plaga voraz de más de 120 plantas agrícolas como sistema de estudio. En el laboratorio, crió las larvas de gusanos cortadores en plantas de ricino y probó para ver si las larvas reaccionaban a varios encuentros volátiles de plantas. Específicamente, ella quería saber si la exposición a los volátiles de las plantas desencadenaba una respuesta inmune en las larvas de gusanos cortadores. Para esto, miró las células inmunes de insectos (hemocitos), cuyo número se sabe que aumenta durante una reacción inmune.

Curiosamente, tres de las seis plantas volátiles analizadas mostraron un aumento en los hemocitos de las larvas de gusanos cortadores, un claro signo de respuesta inmune. Entre los volátiles probados, (E) -β-ocimene, un vegetal volátil inducido por herbívoros que se sabe que atrae parasitoides parece desencadenar la respuesta inmune máxima.

Luego, Ghosh quería probar para ver si esta reacción inmune aumentada también se traducía en protección contra los ataques parasitoides. De hecho, las avispas parasitoides hembras adultas que normalmente ponían huevos en las larvas (y finalmente las mataban), parecían evitar este comportamiento de puesta de huevos cuando se encontraban con larvas expuestas a (E) -β-ocimeno. Del mismo modo, las larvas expuestas a los volátiles de las plantas sobrevivieron a un ataque de la bacteria Bacillus thuringenesis , mucho mejor que aquellas sin exposición previa al olor.

Esta inmunidad, sin embargo, viene con una trampa. Al igual que los humanos tienen varias células inmunes (células B y células T); Los insectos también tienen una variedad de células inmunes, cada una de las cuales desempeña una función diferente. El estudio encontró que solo un aumento en una combinación específica de estos hemocitos de insectos podría ayudar a las larvas a contrarrestar los ataques parasitoides.

Estos hallazgos convencieron a los autores de que la oruga herbívora podría decodificar este aroma de la planta, que anteriormente se consideraba una ruta de comunicación secreta entre las plantas y sus parasitoides guardaespaldas. De hecho, las larvas de insectos estaban utilizando estas señales volátiles de la planta para aumentar su respuesta inmune en previsión de un ataque parasitoide.

«Toda esta parte del ‘cebado basado en señales’ fue una gran sorpresa. Será interesante ver si este fenómeno existe en todos los herbívoros, o si es específico de nuestro modelo de insectos. Además, los parasitoides pueden modularse para mejorar su éxito. contra los herbívoros? Estas son las ideas y preguntas que el equipo del Dr. Venkatesan se está preparando para responder en un futuro próximo.


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