15 de septiembre de 2019
  • Sábado, 14 de Septiembre
  • 26 de febrero de 2018

    Las plantas dejan atrás sus defensas obsoletas cuando les atacan herbívoros inmunes

    MADRID, 26 Feb. (EUROPA PRESS) -

    ¿Sabes qué hizo que los soldados dejaran de usar una malla y una armadura de acero? La evolución. Realmente, las armas hicieron que los ejércitos dejaran los guanteletes y las corazas de acero, ya que las balas que podían perforar rápidamente la armadura la hicieron obsoleta. Entonces, los ejércitos evolucionaron lejos de la armadura porque ya no funcionaba y no tenía sentido gastar los recursos en ella. "Adaptarse o morir", como dice el refrán.

    Ahora, una nueva investigación de la Academia de Ciencias Naturales de la Universidad de Drexel, en Filadelfia, Pensilvania, Estados Unidos, muestra que las plantas se adaptan de manera similar a las defensas obsoletas. El estudio, publicado en 'New Phytologist' y dirigido por Tatyana Livshultz, conservadora asistente de Botánica en la Academia y profesora asistente en la Facultad de Artes y Ciencias, encontró evidencia genética de que múltiples linajes de plantas, cuyos antepasados ??produjeron un químico que puede disuadir a los herbívoros, evolucionó para dejar de producirlo, potencialmente como respuesta a la inmunidad de un enemigo principal.

    Livshultz y su equipo rastrearon la evolución de un gen que está involucrado en la producción de una clase de químicos que son altamente tóxicos para humanos y otros mamíferos, llamados alcaloides pirrolizidínicos, en 'Apocynaceae', una familia de plantas con flores. Al rastrear el gen, pudieron descubrir cuándo se desarrolló por primera vez la producción de los productos químicos y cuántas veces se interrumpió.

    Después de identificar un solo origen del gen (y, por inferencia, los químicos) en el ancestro común más reciente de más del 75 por ciento de las especies actuales de 'Apocynaceae', los investigadores encontraron evidencia de que el gen se volvió no funcional (y los productos químicos se perdieron en la evolución) al menos cuatro veces diferentes entre los descendientes de esa planta.

    Buscando una correlación entre la distribución del gen en las plantas y las interacciones con los animales que no se inmutan por los alcaloides de defensa, Livshultz y su equipo encontraron una conexión significativa con las mariposas 'Danainae'.

    Casi todas las especies de 'Apocynaceae' que comen las larvas de 'Danainae' descienden de ese ancestro productor de alcaloides. Sabiendo que la mayoría de las especies de este linaje de mariposas en realidad buscan alcaloides de pirrolizidina, parece que algunas especies en esta rama de 'Apocynaceae' pueden haber dejado de producir los alcaloides porque en realidad atraían a las mariposas, no las rechazaban.

    "Los alcaloides de pirrolizidina son probablemente una defensa ineficaz contra 'Danainae'. Además, en realidad son beneficiosos para ellos, ya que toman estos productos químicos para su propia defensa contra sus depredadores", explica Livshultz. Estos hallazgos respaldan la hipótesis de "desescalada de defensa", que postula que los organismos evolucionarán para dejar de usar recursos valiosos en los mecanismos de defensa si ya no funcionan.

    DESVIAR RECURSOS A DEFENSAS QUE SÍ FUNCIONAN

    Un beneficio de la reducción de la defensa es potencialmente desviar recursos a las defensas que sí funcionan. "Las especies de 'Apocynaceae' de este linaje producen una serie de diferentes clases de químicos defensivos, que incluyen cardenólidos y otros tipos de alcaloides --explica Livshultz--. Se ha demostrado que los cardenólidos son, al menos en parte, defensas efectivas contra herbívoros adaptados como la mariposa monarca, la especie más conocida de 'Danainae' para los estadounidenses".

    ¿Por qué alguna especie de 'Apocynaceae' todavía produce alcaloides de pirrolizidina? "Quizás porque sufren más que otros insectos que son disuadidos por estos químicos", plantea Livshultz, quien junto a sus colegas probará la hipótesis reconstruyendo una historia muy detallada del patrón de retención y pérdida de alcaloides de pirrolizidina en este linaje y se preguntará si la explotación por 'Danainae' es un buen predictor de pérdida.

    Comprender mejor la dinámica de la disminución de la defensa es importante para comprender la coevolución, la teoría de que las especies asociadas manejan las adaptaciones de los demás. "La coevolución explica cómo las interacciones entre especies pueden impulsar el origen de la novedad y la diversidad", destaca Livshultz.

    Además, las implicaciones de estas teorías se extienden más allá de las plantas a los humanos. "Entender la evolución de las defensas vegetales es de importancia práctica para las personas, ya sea que nos centremos en la agricultura --los insectos herbívoros pueden causar reducciones del 15 por ciento en los rendimientos de los cultivos--; medicinas --los metabolitos secundarios de las plantas (los alcaloides pirrolizidínicos son una variedad) son una fuente importante de compuestos medicinales--, o en la protección del medio ambiente, como el desarrollo de estrategias de control de plantas invasoras", dice Livshultz.

    Para leer más