En un engaño que probablemente ha evolucionado a lo largo de miles de años, una oruga que se alimenta de hojas de maíz induce a la planta a desactivar sus defensas contra los depredadores de insectos, lo que permite que la oruga coma más y crezca más rápido, según los ecologistas químicos de Penn StateFacultad de Ciencias Agrícolas.
El hallazgo es una revelación más sobre la miríada de señales químicas que pasan entre plantas e insectos que los científicos en Penn State y en todo el mundo han estado descubriendo en los últimos años. En este caso, el agente del engaño son las heces de la oruga, o"frass"
Las plantas están bajo amenaza constante de ataque de insectos herbívoros. Se sabe que casi 400,000 especies de insectos que se alimentan de plantas viven en 300,000 especies de plantas. Cuando estos herbívoros se alimentan de las plantas, no solo causan daño mecánico sino que a menudo depositan sustancias que pueden manipular elrespuesta de la planta a la herbivoría. Estas sustancias son análogas a los compuestos asociados a microbios que afectan las respuestas de la planta a hongos o bacterias patógenas.
Las larvas de gusanos del ejército de otoño son alimentadores voraces de las hojas en los espirales confinados de las plantas de maíz y, por necesidad, los insectos defecan cerca de las grietas donde las hojas se encuentran con los tallos. En estas estructuras se acumulan grandes cantidades de frasa y pueden permanecer allí durante mucho tiempoperíodo de tiempo.
"Sería una desventaja para el insecto depositar señales que podrían mejorar las defensas de las plantas contra él, por lo que investigamos qué compuestos químicos en la hierba estaban señalando a la planta", dijo Dawn Luthe, profesor de biología del estrés de la planta.
"Resulta que el rocío de la oruga engaña a la planta al sentir que está siendo atacada por hongos patógenos y monta una defensa contra ellos, suprimiendo así las defensas de la planta contra los herbívoros. Las plantas no pueden defenderse contra los patógenos y los atacantes de insectos simultáneamente -deben encender su camino para defenderse de los herbívoros o su camino para defenderse de los patógenos ".
La investigación, publicada recientemente en el Revista de Ecología Química , puede conducir al aislamiento de componentes específicos del excremento que se pueden incorporar en un compuesto para rociar en los cultivos. Tal pesticida orgánico y ecológicamente sostenible podría mejorar las defensas de las plantas contra los patógenos, dijo Luthe. O tal vez las plantas pueden ser genéticamentemodificado para incorporar las proteínas del frass para aumentar la resistencia nativa de un cultivo a los patógenos.
Caterpillar frass está compuesto de moléculas derivadas de la planta huésped, el insecto mismo y los microbios asociados, y por lo tanto proporciona señales abundantes que pueden alterar las respuestas de defensa de las plantas, explicó el investigador principal Swayamjit Ray, estudiante de doctorado en biología vegetal intercolegialprograma en Penn State. Señaló que las proteínas de la oruga de la oruga del gusano del ejército caído inicialmente indujeron genes de defensa sensibles a heridas en el maíz; sin embargo, un gen de defensa relacionado con la patogénesis fue inducido poco después.
Los investigadores informan que la activación de las defensas de los patógenos por las proteínas de la hierba se correlacionó con un mayor crecimiento de herbívoros y una menor prevalencia de patógenos fúngicos con el tiempo. Estas respuestas difieren de la respuesta típica de la planta a las secreciones orales de la oruga del gusano ejército de otoño, y los resultados allanan elforma de identificación de una molécula de proteína a partir de la excreción de un herbívoro que provoca respuestas de defensa de patógenos mientras suprime las defensas de herbívoros en las plantas.
Para probar su hipótesis, los investigadores aplicaron extracto de frass a las hojas de las plantas de maíz y compararon el crecimiento de las orugas de gusanos del ejército que se alimentaron de las hojas con el crecimiento de las orugas que se alimentaron de las hojas no tratadas. También midieron el rendimiento de un patógeno fúngicoen respuesta al tratamiento con frass de las hojas de maíz. Inocularon las hojas con esporas de un hongo que causa el tizón de las hojas en el maíz Cochliobolus heterostrophus.
"La planta percibe que está siendo atacada por un patógeno y no un insecto, por lo que activa sus defensas contra los patógenos, dejando a la oruga libre para seguir alimentándose de la planta. Es una estrategia ecológica que se ha perfeccionado durante milesde años de evolución ", dijo Ray.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Jeff Mulhollem. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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