Resulta increíble imaginar que una planta, organismo incapaz de desplazarse sea capaz de tomar una decisión de vida o muerte. Por un lado, invertir energía para poder llevar a cabo la consolidación de su crecimiento y desarrollo, y por otro, luchar contra sus innumerables enemigos para mantenerse con vida.

Quizás sea una simple frase para nosotros, pero no así para las plantas, ya que cuando un patógeno (bacterias, hongos, virus, insectos y herbívoros) o un tipo de estrés abiótico (alta o baja temperatura, inundación, sequía, alta irradiación solar, entre otros) las arremeten, éstas comprometen su crecimiento e incluso su reproducción.

Todos sabemos que las plantas son el sustento de la vida en nuestro planeta, sin ellas, los ecosistemas llegarían al colapso, no tendríamos alimento, peor aún peor, no tendríamos oxígeno. Situadas en la base de la cadena trófica, incapaces de desplazarse como nosotros, tienen la capacidad de tomar decisiones de vida o muerte.

En esta encrucijada, las plantas tienen la posibilidad de invertir su energía en crecer o defenderse, cuando una vía se activa, la otra se desactiva y viceversa, entonces ante este dilema…

 

¡Qué difícil decision! ¿Vivir o morir?

Investigadores del Sainsbury Laboratory (Reino Unido) han determinado que en esta encrucijada, la balanza se inclina hacia el crecimiento, ignorando el ataque de patógenos. Esta decisión contradictoria no tiene sentido, seguir creciendo, perder la batalla y morir después, claro que suena lógico cuando la decision es vivir o morir.

Como respuesta de defensa a sus muchos enemigos, las plantas cuentan con un arsenal de sustancias químicas como ácidos fenólicos, taninos, flavonoides, terpenos, alcaloides entre muchas más, que refuerzan las barreras físicas y químicas de la planta, con las que matan a su agresor, transforman el alimento en una amarga ilusión e incluso atraen depredadores de sus atacantes.

Pero esto no es así de simple ¡Oh, no! Las plantas además producen proteínas de defensa que le ayudan a reforzar las paredes celulares o que pueden matar atacantes como algunos hongos patógenos. Como podemos ver, defenderse es una tarea laboriosa para un organismo sésil, la fabricación de este arsenal de sustancias, implica un elevado costo energético y nutricional.

Es por eso la pregunta ¿Primero crezco y luego me defiendo?

Resulta increíblemente interesante que una planta, durante esta decision, pueda primero, invertir energía para llevar a cabo las funciones vitales de las que depende su crecimiento y reproducción, y segundo, luchar contra sus innumerables enemigos para mantenerse con vida.

Aunque la mayoría de los animales, desde el insecto más pequeño hasta el mamífero más grande se alimentan de ellas, a las plantas se les de poca importancia ya que las consideran organismos aburridos, que solo sirven para alimentar a los animales, incluidos nosotros.

Mientras escribía este artículo, recordé mi primera clase de Biogeografía, un área de la biología que estudia la distribución de los seres vivos sobre la tierra y los procesos que la han originado. Después de la habitual presentación ante el grupo, el profesor preguntó a cada uno de los presentes hacia qué área de estudio enfocaríamos nuestra carrera, de inmediato noté la preferencia que éste tenía hacía el reino animal, especialmente hacia los peces. Como era de esperar, los que antecedieron a mí interrogatorio, enfocaron su atención al estudio de los animales, pero cuando hubo llegado mi turno, el profesor me miró e hizo la pregunta de rutina y al escuchar mi respuesta hizo una segunda pregunta “¿Por qué te gustan las plantas, no hacen nada, ni siquiera se mueven? Y en efecto las plantas son organismos carentes de extremidades por lo que están impedidas de desplazarse como nosotros y los demás animales, punto en el que coincidí con él. Aunque, los interesados en las plantas, bien sabemos que las plantas si tienen movimientos.

Sin embargo, el que no tengan la capacidad de desplazarse como nosotros, no quiere decir que no se muevan, es bien sabido que las plantas presentan diferentes tipos de movimientos como los tropismos y las nastias, que las hacen crecer hacia la luz del sol o trepar en árboles o cercas, solo como un ejemplo. El saber del poco interés por estos increíbles organismos, me llevó a dedicarme al estudio de las plantas e investigar su superioridad que tienen ante nosotros:

Sin ellas no existiría la vida en la tierra ya que son las productoras del oxígeno que respiramos, y además son la fuente directa de alimento para los herbívoros e indirecta para todos los organismos heterótrofos, situación nada favorable para ellas, ya que las hace susceptibles al ataque de innumerables enemigos, desde animales como insectos, aves y mamíferos, organismos microscópicos como como hongos, virus y bacterias, que proliferan en su interior; pero además, hasta entre ellas mismas compiten por espacio y alimento, limitando así su desarrollo.

Planteado el panorama de esta manera, la planta ha de tomar una difícil decisión, destinar sus recursos para crecer o defenderse, ¿crezco y luego me defiendo o me defiendo y luego crezco? ¿Difícil decisión no?

En esta encrucijada, las plantas tienen la posibilidad de invertir su energía en crecer o defenderse, desafortunadamente para ellas, crecimiento y defensa son acciones que se contrarrestan, cuando una de estas acciones se activa, la otra se desactiva, entonces ¿Qué hacer ante tal situación?

Cuando las plantas se ven afectadas por un enemigo o ante una condición extrema, éstas aumentan la producción de hormonas vegetales (fitohormonas o reguladores del crecimiento vegetal), que disparan una serie de respuestas celulares de defensa, destinadas a hacerle la vida más complicada a su agressor. Estos mecanismos análogos les permiten crecer y desarrollarse, ignorando el ataque de enemigos o en la competencias con sus congéneres.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan (Estados Unidos de América) del MSU-DOE Plant Research Laboratory, recientemente descubrieron que cuando una planta es sometida a condiciones extremas, la planta puede morir ya que hay un agotamiento del carbono, lo que también  lleva a la pérdida en la producción de semillas, evitando su reproducción. Sin embargo, cada vez más hay nuevos conocimientos sobre los procesos metabólicos que inducen a una compensación del crecimiento o de defensa.

 

«De manera que tomar la decisión de defenderse o crecer no es cosa fácil y es una tarea complicada para un organismo sésil, y que algunos creen que no hace nada ¿o no?»

 

 

Qiang G., Yuki Y., Major I.T., Wang K., Sugimoto K., Kapali G., Havko N.E.,  Benning C. y Howe G.A. (2018). JAZ repressors of metabolic defense promote growth and reproductive fitness in Arabidopsis. PNAS, 115(45):E10768-E10777; https://doi.org/10.1073/pnas.1811828115

 

Camarena-Gutiérrez G. y de la Torre-Almaráz R. (2007). Resistencia sistémica adquirida en plantas: estado actual. Revista Chapingo. Serie Ciencias Forestales y del Ambiente,13(2),157-162.  https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=629/62913209

 

Sanzón-Gómez D. y Zavaleta-Mejía E. (2011). Respuesta de hipersensibilidad, una muerte celular programada para defenderse del ataque por fitopatógenos. Revista Mexicana de Fitopatología, 29(2),154-164.

https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=612/61222864007

Ana Maria Huerta Olalde, maestra en ciencias biológicas, estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, Opción Investigaciones Químico Biológicas, laboratorio de Biotecnología Vegetal del Instituto de Investigaciones Químico Biológicas, de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.