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14 septiembre, 2023

Un verdadero ‘WhatsApp vegetal’: descubren cómo un hongo conecta las raíces de plantas vecinas

Las plantas no pueden salir corriendo o quitarse de encima a los herbívoros y patógenos que las atacan. Sin embargo, son capaces de sobrevivir frente a la gran cantidad de peligros a los que se enfrentan. ¿Cómo lo hacen? Una de sus principales estrategias defensivas consiste en producir y acumular en sus órganos compuestos químicos tóxicos para sus atacantes: insecticidas, antifúngicos, antibacterianos, etc.

Por Jorge Poveda Arias*

Aunque estos compuestos químicos tóxicos son muy efectivos, requieren tiempo para poder sintetizarse y acumularse. Si una oruga comienza a comerse una hoja, la planta no puede defenderse antes de que el animal se la termine (no le da tiempo). Por esta razón, es muy importante la comunicación que existe dentro de la planta y con sus plantas vecinas.

En el caso concreto de la oruga, cuando muerde una hoja, la planta envía una señal química por todo su cuerpo, avisando al resto de hojas del ataque, para que comiencen a sintetizar y acumular compuestos insecticidas. De esta forma, la oruga solo podrá comerse una hoja.

Además, las plantas no se quedan la información del peligro para sí mismas, sino que envían señales químicas a todas las plantas cercanas. Esto lo hacen mediante la producción de compuestos químicos volátiles (como los del olor de las flores), que son percibidos por las otras plantas, provocando en ellas la activación de sus defensas contra las orugas. Este mecanismo biológico de comunicación vegetal por volátiles fue descrito por primera vez hace exactamente cuarenta años, en sauces y en chopos.

Las plantas se comunican entre ellas para avisar de la presencia de amenazas.
Tomas Vynikal / Shutterstock

 

Mensajes bajo tierra

Pero las plantas van más allá y han desarrollado muchas otras estrategias para poder comunicarse entre ellas. ¿Qué pasa si la comunicación por compuestos volátiles no funciona porque hay mucho viento? Entonces las plantas se comunican a través de las raíces, mediante la denominada “comunicación por cable” vegetal.

Seguramente nos suene el concepto de “internet de los bosques”, del que se ha hablado mucho en los últimos años. Bajo el suelo de los bosques existe una gran red de micelio de hongos micorrícicos (como la trufa) que conecta a las raíces de los árboles entre sí. Esta red fúngica consiste en hilos microscópicos que crecen por el suelo a la vez que viven dentro de las raíces vegetales. Sería algo así como tener dos ordenadores conectados entre sí mediante un cable y enviándose información a través de él.

Gracias a esta enorme red fúngica que existe bajo el suelo, se cree que un árbol atacado por una oruga puede avisar del ataque a otro árbol, a cientos de metros de distancia, para que su vecino comience a preparar sus defensas.

Hongo sobre una placa de Petri.
Hongo Trichoderma hamatum.
Jorge Poveda Arias, CC BY-NC-SA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A pesar de que estas redes fúngicas han sido ampliamente estudiadas entre árboles y mediante hongos micorrícicos, no se ha investigado su existencia con otros grupos de hongos, como los endófitos (endo=dentro y fito=planta; que viven dentro de las plantas). Dentro de los hongos endófitos, destaca el género Trichoderma, por ser muy utilizado en agricultura como agente de control biológico.

Un hongo guardián

Estructuras productoras de esporas del hongo _Trichoderma harzianum_.
Estructuras productoras de esporas del hongo Trichoderma harzianum.
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos / Wikimedia Commons

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trichoderma coloniza las raíces de las plantas y también el suelo de su alrededor (espacio denominado rizosfera) protegiendo a su compañera vegetal del ataque de insectos y patógenos. En este sentido, es capaz de “atrapar” y “comerse” a estos enemigos, de producir compuestos tóxicos para ellos e incluso de avisar a la planta que coloniza para que active sus defensas, antes de ser atacada.

Por eso Trichoderma se usa en agricultura para combatir a los enemigos de los cultivos, aplicándose mediante formulados comerciales de esporas (en forma de polvo) directamente al suelo o al riego, pero también cubriendo las semillas.

En un trabajo recientemente publicado en la revista Plant Science, investigadores de la Universidad de Valladolid y de la Misión Biológica de Galicia (CSIC) hemos descrito por primera vez cómo Trichoderma es capaz de realizar una “comunicación por cable” vegetal entre plantas vecinas, cuando una de ellas es atacada por un patógeno en las hojas.

Planta pequeña en el suelo de tierra.
Planta de Arabidopsis thaliana.
Jorge Poveda Arias, CC BY-NC-SA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para este estudio, utilizamos una planta modelo en investigación, denominada Arabidopsis thaliana, y la especie Trichoderma hamatum, aislada de raíces de berza (muy conocida actualmente con el nombre “kale” en los supermercados) en la provincia de Pontevedra.

En primer lugar, conseguimos que Trichoderma colonizara las raíces de dos plantas vecinas separadas espacialmente, además de todo el suelo que había entre ellas. Tras infectar las hojas con un patógeno llamado Sclerotinia sclerotiorum, un hongo que forma manchas negras de tejido muerto, pudimos comprobar cómo Trichoderma es capaz de enviar una señal de una planta a otra a través de sus raíces. De esta forma, cuando una planta es atacada en sus hojas, avisa a su vecina mediante las raíces y Trichoderma para que active sus defensas contra el patógeno, haciéndola totalmente inmune a su posterior ataque.

El trabajo realizado supone un gran avance en el conocimiento de la biología de Trichoderma, lo cual amplía sus aplicaciones y beneficios para los cultivos.The Conversation

 

*Jorge Poveda Arias, Profesor Ayudante Doctor. Departamento de Producción Vegetal y Recursos Forestales. Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias de Palencia, Universidad de Valladolid
*The Conversation