Un biólogo evolutivo ha descubierto una nueva interacción trófica: el primer ejemplo de una planta parásita atacando a un insecto parásito en una planta huésped compartida. El hallazgo se detalla esta semana en Current Biology y podría señalar nuevos métodos para controlar las plagas agrícolas ytal vez luchando contra el cáncer.
A principios de esta primavera, el biólogo evolutivo de la Universidad de Rice, Scott Egan, se paró en un parche de hábitat de matorrales de robles vivos en el sur de Florida y escaneó los árboles en busca de algo que nunca había visto fuera de su laboratorio: una enredadera de color naranja tenue que se enrosca alrededor de tallos hinchadoso crecimientos del tamaño de un guisante en el envés de las hojas de roble.
Egan necesitaba confirmación visual de algo que él y sus alumnos notaron en el laboratorio unos meses antes: amor de vid, una planta parásita, prendiéndose y alimentándose no del árbol en sí, sino de los crecimientos parecidos a tumores producidos por sus insectos favoritos, avispas de la hiel.
"Fui a lugares donde sabía que estaban mis agallas y las vides, y simplemente borré mis ojos a través de las copas de los árboles", dijo Egan, recreando el momento en que escaneó el bosque ". Y,una vez que lo has visto, no puedes no verlo. Estoy como, 'Oh. Está en todas partes. No puedo encontrarlo, en esta rama, o en esta o esta ".
Para Egan, que ha pasado 17 años estudiando insectos formadores de agallas y registrado miles de millas recolectando muestras de bosques de roble en una docena de estados de EE. UU., Fue una revelación.
"Nunca había visto esto", dijo Egan. "Pero el hecho de que nadie, hasta donde sabemos, haya documentado esto fue increíble porque los biólogos han estudiado cada uno de estos - las vides y los insectos - paramás de un siglo "
En lenguaje ecológico, el hallazgo fue una nueva interacción trófica entre dos especies, lo que significa que una se alimentaba de la otra. "Básicamente, tienes una planta parásita atacando a un insecto parásito dentro de otro huésped, un huésped que comparten", dijo.dijo.
El nuevo descubrimiento es el tema de un artículo esta semana en Biología actual . Egan, profesor asistente de biociencias en Rice, dijo que el hallazgo es emocionante porque muestra un nuevo aspecto de la naturaleza que no se había notado previamente y porque podría ofrecer pistas sobre formas de controlar las plagas agrícolas y tal vez incluso combatir el cáncer.
"Las agallas son como tumores en muchos sentidos", dijo Egan. "Las avispas las inducen a crecer en el sitio donde ponen sus huevos, pero las agallas son parte del árbol. Las células allí tienen el mismo ADN que cualquier otrocélula en el árbol. Han sido reprogramados para crecer y comportarse de una manera que en última instancia es perjudicial para el árbol.
"Si podemos descubrir cómo las vides identifican las agallas, cómo se concentran en ellas, podría proporcionar nuevas pistas para atacar y combatir el cáncer", dijo.
Las avispas formadoras de agallas se encuentran entre las 13,000 especies de insectos en todo el mundo que utilizan la bioquímica para engañar a los árboles y otras plantas para que cultiven sus viveros. Una especie que es nativa de Texas y Florida es Belonocnema treatae , - también llamado B. treatae - que pone sus huevos solo en la parte inferior de las hojas de roble recién crecidas. Una mezcla de veneno y proteínas colocadas con el huevo hace que el árbol crezca una esfera lisa de material marrón duro alrededorEncerrado dentro de esta cripta, la avispa larval se alimenta de un flujo constante de nutrientes extraídos directamente de la red vascular del árbol, y emerge cuando está maduro.
En el otoño de 2017, el coautor del estudio Glen Hood, investigador postdoctoral de la Academia Rice que trabajaba en el laboratorio de Egan, había pasado tres largos días recolectando muestras en una ruta de 1,000 millas que atravesaba Florida.
"En cada sitio, encuentra nuestros formadores de agallas, recoge el follaje con nuestras avispas de agallas en ellos y los sella en grandes bolsas de plástico de 1 galón", dijo Egan. "Hay hasta cinco bolsas para cada sitio. Entoncesél regresa con un montón de bolsas, y reunimos a todos en el laboratorio para que se sienten alrededor de las mesas y revisen cada bolsa a mano, dividiendo las agallas de las hojas, tallos y otro material. Lleva todo el día ".
El estudiante de posgrado Linyi Zhang y un grupo de estudiantes universitarios fueron los primeros en notar el extraño giro en forma de S de las vides de amor, o Cassytha filiformis , creciendo alrededor y entre B. treatae agallas en la parte inferior de una hoja. Zhang trajo la muestra a Egan, pero no estaba convencido.
"Ella dijo: 'Oye, creo que la vid está unida a la hiel'", recordó Egan. "Lo miré y dije: 'No. No interactúan. Eso es solo una fruta o semilla de la planta parásita, 'pero ella no se rindió, así que lo miramos más de cerca bajo el microscopio y le dije:' ¿No? ¡Esto no puede ser! '
"Lo corté por la mitad, y justo en el centro había una avispa adulta completamente madura pero momificada", dijo Egan.
El grupo reunió todo el material que acababa de clasificar y lo revisó de nuevo. Los biólogos encontraron varias muestras más, y en los meses posteriores, Egan, Hood, Zhang y el coautor Mattheau Comerford, otro Ph.D.estudiante, han encontrado docenas más, incluidos ejemplos de las enredaderas que atacan a otras especies de avispas formadoras de agallas. De 51 muestras disecadas de B. treatae agallas atacadas por enredaderas de amor, 23 contenían un adulto desecado y momificado. En contraste, solo dos delas 101 agallas no atacadas por las vides contenían avispas muertas.
"Los ataques también están asociados con diferentes tamaños de agallas", dijo Egan. "Encontramos las enredaderas unidas a agallas que eran ligeramente más grandes que el promedio. Eso significa que la enredadera solo está atacando agallas más grandes o la enredadera está induciendo las agallasque ataca para crecer, quizás para extraer más energía de ellos "
Egan dijo que el descubrimiento de la nueva interacción trófica es emocionante porque muestra un aspecto de la naturaleza que no se había notado previamente y porque es posible que ocurran interacciones similares entre muchas otras especies.
"Esta es la primera vez que alguien descubre una planta parásita y una avispa biliar parásita que interactúa en una planta huésped compartida", dijo Egan. "Esto podría ser único, pero los biólogos han catalogado más de 1.300 especies de avispas ymás de 4.000 especies de plantas parásitas, por lo que esto podría ser la punta del iceberg ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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