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Plant adaptations to unpredictable attack by dynamic insect communities

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Primero el pulgón, luego el escarabajo: el orden en que llegan las plagas supone una gran diferencia para los cultivos

La forma en que las plantas se defienden de un insecto herbívoro puede modificar su resistencia al siguiente. El proyecto MULTIATTACK estudió cómo las plantas se preparan para el futuro, lo que ofrece pistas importantes de cara a generar técnicas mejores de control de plagas y fitogenética.

Alimentos y recursos naturales
Investigación fundamental

Cada año, alrededor del 2,5 % de las cosechas de Europa se pierden a causa de insectos como pulgones, larvas de escarabajos y orugas. Esta cifra no hará sino crecer como resultado del cambio climático, en un momento en que los agricultores están bajo una presión cada vez mayor para reducir el uso de plaguicidas por motivos ambientales y ecológicos. El cultivo de plantas más resistentes a las plagas podría contribuir considerablemente a los objetivos medioambientales y de seguridad alimentaria de la Unión Europea. El proyecto MULTIATTACK, que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, investigó cómo las plantas organizan sus defensas contra sucesivos insectos herbívoros. «Trabajamos con la hipótesis de que las plantas se adaptan a órdenes comunes de llegada de herbívoros ambientales», explica el coordinador del proyecto Erik Poelman. «Si tú, como planta, respondes al primer atacante herbívoro, ¿cómo afectará eso a tu resistencia contra el segundo, tercer o cuarto atacante?».

Armas químicas

El ciclo de vida de las diferentes especies de insectos dicta cuándo pueden llegar para alimentarse de una planta durante la temporada de crecimiento. La presencia de algunos insectos en una planta también puede influir en la llegada de otros, que pueden percibir una oportunidad o desear evitar la competencia. Cuando un insecto herbívoro ataca una planta, esta puede reaccionar de varias formas. Al reconocer el tipo de daño que hace un herbívoro o los compuestos en su saliva, una planta puede adaptar la resistencia a ese tipo específico de atacante. Esto puede incluir la mejora de los procesos químicos secundarios que hacen que tenga un sabor desagradable o que atraiga a depredadores que ataquen a la plaga, o el crecimiento de pelos más defensivos o cutículas de hojas más gruesas. Estas adaptaciones le cuestan a la planta recursos valiosos, pero una defensa bien elegida contra una especie puede proteger contra la siguiente. Para conocer mejor esta estrategia, Poelman y su equipo en la Universidad de Wageningen expusieron plantas de «Brassica» como la mostaza y el repollo a diferentes secuencias de especies de plagas de insectos en condiciones de invernadero, y midieron cómo resistieron a diferentes combinaciones de ataques. Una segunda serie de experimentos llevados a cabo en el campo observó la llegada de diferentes insectos herbívoros cada semana y cómo esto conformó la población de insectos. El equipo descubrió que las plantas se adaptaban mejor a las secuencias más comunes de llegada de herbívoros. El herbívoro más reciente determina en gran medida con qué grado de éxito puede la planta preparar una resistencia contra el atacante actual. «Las plantas anticipan lo que sucederá en el futuro —afirma Poelman—. Creemos que las plantas son buenas gestoras del riesgo, jugadoras de juegos de estrategia, parecidas a los jugadores de Tetris. Pueden ajustar su estrategia al problema presente e incluir en la solución lo que puede deparar el futuro».

Nuevas especies

Poelman indica que futuras investigaciones examinarán si especies de plantas relacionadas anticipan secuencias similares de herbívoros y si las que evolucionaron bajo órdenes de llegada más impredecibles muestran más plasticidad en sus defensas. Los hallazgos sugieren que, al exponer las plantas a un insecto herbívoro, los agricultores pueden inducir resistencia a otros más dañinos en el futuro. «El mensaje de que es bueno permitir cierto nivel de herbivoría asusta un poco al agricultor —señala Poelman—. Es contradictorio». «Tendremos que empezar a pensar en la reproducción de cultivares capaces de lidiar con múltiples herbívoros —agrega—. Actualmente, en fitomejora, estos se abordan como problemas independientes y hemos demostrado que son problemas dependientes».

Palabras clave

MULTIATTACK, planta, «Brassica», insecto, herbívoro, plaguicidas, orden de plagas, estrategia de defensa, cría

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27 Mayo 2021