Las plantas no pueden huir, pero se defienden
Los científicos intentan interceptar y modificar la comunicación entre vegetales y depredadores
Las plantas no pueden huir de los problemas, pero tampoco se quedan paralizadas ante ellos. Reclutan guardaespaldas entre estamentos superiores de la cadena alimenticia para matar a quienes se las comen. Ahora, los investigadores esperan interceptar estas líneas de comunicación para proteger las cosechas amenazadas por los insectos. Este método plantea una posibilidad de controlar las plagas que sería menos nociva para las personas y el medio ambiente que los pesticidas químicos que se utilizan habitualmente. Y al modificar los vínculos existentes entre las plantas y los depredadores se excluye a los insectos herbívoros del ciclo evolutivo, de forma que éstos no tienen muchas posibilidades de desarrollar medidas en contra de dichas estrategias.
De momento, el interés de la industria por esta estrategia es limitado. No hay productos químicos maravillosos o variedades modificadas genéticamente en el horizonte; en parte porque es difícil modificar conjuntamente la ecología. 'No se trata de un producto que se pueda vender', afirma Consuelo De Moraes, del Centro de Entomología Médica, Agrícola y Veterinaria (Cmave) en Florida, perteneciente al Departamento de Agricultura de EE UU.
Para manipular las relaciones existentes entre las especies hace falta comprender el sistema ecológico. Por ejemplo, al reprimir una plaga podría desatarse otra. También es un peligro llamar al lobo. 'No queremos cometer el error de atraer un parasitoide sin contar con un anfitrión', dice De Moraes. Los parasitoides aprenden la asociación que existe entre las señales químicas que las plantas emiten y sus anfitriones; si se rompe el vínculo podrían dejar de responder ante la señal. Sin embargo, ya se ha utilizado el conocimiento de las defensas naturales de las plantas para diseñar ecosistemas agrícolas resistentes a las plagas para los agricultores de los países en vías de desarrollo.
Se sabe que las plantas que son atacadas por animales herbívoros producen sustancias químicas orgánicas volátiles para atraer a los depredadores de los herbívoros o a los parasitoides, los insectos que matan a otros insectos poniendo huevos en su interior. Más que la lesión física, son los componentes que se encuentran en la saliva de los herbívoros los que producen la respuesta.
Una opción para controlar las plagas consiste en incrementar esta respuesta, aumentando el volumen de la señal, o reduciendo el umbral en el que la planta la produce. 'Es posible desarrollar variedades de cosechas que tengan una respuesta más fuerte', afirma James Tumlinson, del Cmave. 'Aún no hemos llegado hasta ahí, pero ésa es la dirección en la que nos encaminaremos en los próximos años'.
Materias primas
Las materias primas ya están ahí. El equipo del Cmave ha descubierto una cepa de algodón silvestre que crece en Florida y que produce entre cinco y diez veces más sustancias que atraen a los parasitoides que las variedades cultivadas. Una opción consiste en el cultivo convencional de las plantas, fomentando sus respuestas ante los insectos. Pero John Pickett, del Instituto para la Investigación de las Cosechas Cultivables de Rothamsted (Reino Unido), cree que cultivadores de plantas están dejando de lado esta posibilidad al intentar hacer que las plantas sean permanentemente resistentes a las plagas.
Cultivadores e investigadores están colaborando en Holanda. Marcel Dicke, de la Universidad de Wageningen, trabaja con las empresas agrícolas Prego Rijsenhout y Terra Nigra, y con la Fundación Holandesa de Tecnología, para desarrollar variedades de la margarita Gerbera que sean más resistentes a los acáridos que se las comen, y más atractivas para otros acáridos que comen a los acáridos que se comen la Gerbera. Lamentablemente, afirma Dicke, hacer de una vez una selección para varias características es desalentador para las compañías agrícolas, que 'están más interesadas en los métodos más sencillos'.
Las técnicas moleculares podrían simplificar las cosas. Cabría acelerar el proceso de selección filtrando cultivos de plantas en busca de las enzimas que se sabe que ayudan a fabricar las sustancias volátiles. Así podrían saltarse muchas laboriosas pruebas de invernadero y de campo que implican la exposición a las plagas.
Pero, según Dicke, 'prácticamente no sabemos nada' de los genes implicados en las sustancias volátiles de las plantas inducidas por los herbívoros. Por eso, tanto en Wageningen como en otras partes se está estudiando la genética de defensa del modelo de la planta Arabidopsis, en espera de aplicar sus conocimientos a las cosechas. Dicke considera que la perspectiva más prometedora combina el cultivo convencional de plantas con marcadores moleculares, evitando con ello la controversia que rodea a la modificación genética.
Ian Baldwin, del Instituto Max Planck para Ecología Química en Jena (Alemania), cree que otro de los motivos para que la industria se muestre reacia a explorar las interacciones entre plantas y depredadores es que la mayor parte de la investigación se ha hecho sólo en laboratorio. 'Si yo me dedicara a cultivar semillas, lo que pediría es que me demostraran que el sistema funciona en el campo', afirma Baldwin. Puede que sus últimos experimentos supongan un avance para convencer a los cultivadores.
Alarma
A partir de los estudios del tabaco silvestre que crece en Utah, se calcula que los elementos de atracción y los repelentes reducen las poblaciones de herbívoros aproximadamente en un 90%. El depredador más importante es un insecto con una dieta muy amplia. Baldwin afirma que es buena señal que un depredador generalizado responda ante las señales de alarma de las plantas, y ante los componentes exclusivos de la mezcla volátil que los investigadores han verificado. Esto demuestra que puede que no sea necesario comprender todos los detalles ecológicos de cada sistema englobado por la planta, el herbívoro y el depredador, para hacer uso de la comunicación existente entre la planta y el depredador.
En lugar de esperar hasta que las plagas se conviertan en un problema e intentar resolverlo después rociándolas, puede que sea más inteligente diseñar ecosistemas agrícolas que puedan valérselas por sí solos. Una colaboración entre el Centro Internacional de Fisiología y Ecología de los Insectos de Mbita Point, en Kenia, y Rothamsted ya lo ha conseguido, y con un considerable éxito, en África oriental.
Las poblaciones de plagas siempre son altas en los trópicos. La agricultura africana está lista para recibir soluciones ecológicas. Los investigadores cultivaron una mezcla de plantas que bautizaron como de empujar y tirar. Alrededor de los campos de maíz y sorgo sembraron especies que gustan a las mariposas, y así las sacaron de la cosecha. Entre las cosechas cultivaron especies que repelen a los insectos o que atraen a sus depredadores, incluyendo una planta, la hierba de melaza, o Melinis minutiflora, que libera constantemente sustancias que atraen a los parasitoides. En principio, la especie 'intercosecha' es útil, como el pasto para el ganado o las legumbres que devuelven nitrógeno al suelo.
Se pusieron en marcha las pruebas de Kenia, la plantación de empujar y tirar ha avanzado 'magníficamente', según Picket. El Gobierno de Uganda está dispuesto a fomentarla, Malawi está interesado, y los agricultores etíopes la han asumido espontáneamente. También hay interés en Suramérica, China e India.
El anuncio de los mensajes químicos
Si las señales químicas de las plantas fueran anuncios, parecen estar dirigidos a determinados mercados. El estudio publicado en Nature demuestra que cuando las orugas atacan, las plantas de tabaco emiten una señal química de ocupado para evitar que otras mariposas hembras pongan sus huevos en ellas. Las plantas sólo envían la señal al abrigo de la oscuridad, cuando las hembras vuelan en busca de un lugar donde poner sus huevos, según han descubierto Consuelo de Moraes y sus colegas del Cmave. Durante el día liberan un cóctel químico muy distinto. Para la mariposa hembra el identificar una planta que ya tenga orugas tiene varias ventajas. Puede evitar la competencia para su vástago, y alejarse de las plantas asediadas que ya habrán movilizado las defensas químicas que las hacen menos sabrosas. Los investigadores han recogido e identificado las sustancias químicas que liberan las plantas del tabaco infectadas por el gusano Heliothis virescens. Para asegurarse de que las mariposas no identificaban por la vista las plantas dañadas, el equipo verificó su respuesta ante las mezclas sintéticas de las sustancias químicas liberadas por la noche, descubriendo que tenían el mismo efecto repelente. ¿Se podrían usar estas sustancias químicas para alejar a las mariposas de los cultivos? Los científicos tienen sus dudas. 'Los repelentes sólo funcionan si las mariposas tienen un lugar adonde ir', dice James Tumlinson, químico del Cmave. Los expertos en control de plagas y los agricultores tienen que estudiar el panorama completo, ya que una mezcla diversa de plantas puede alejar a las mariposas de los cultivos, y también proporcionar un hábitat para los enemigos naturales de los insectos. Además, si una mariposa hembra se enfrenta a un campo de tabaco de 405 metros cuadrados con olor a repelente, puede acabar perdiendo la sensibilidad a la señal y poner los huevos en cualquier parte.
