LAS PLANTAS UTILIZAN EL RITMO CIRCADIANO PARA PREPARARSE PARA LA BATALLA CON LOS INSECTOS.

13 de Febrero de 2012.

Las plantas hacen los preparativos antes del amanecer para defenderse de las orugas hambrientas.

En un estudio de los fundamentos moleculares de la resistencia de las plantas a plagas, biólogos de la Universidad de Rice han demostrado que las plantas tanto anticipan los ataques durante el día de los insectos hambrientos como hacen preparativos sofisticados para defenderse.
"Cuando pasas junto a las plantas , no se ven como si estuvieran haciendo nada", dijo Janet Braam, un investigador del nuevo estudio. "Es interesante ver toda esta actividad bajo el nivel genético. Es como ver una fortaleza asediada en alerta total". 

Biólogos de la Universidad de Rice encontraron que las plantas con alteración de los relojes circadianos son incapaces de defenderse contra el comedor de hojas de col las orugas medidoras.
CRÉDITO: Tommy LaVergne / Universidad de Rice

Braam, profesora y directora del Departamento de Bioquímica y Biología Celular de Rice, dijo que los científicos han sabido por mucho tiempo que las plantas tienen un reloj interno que les permite medir el tiempo, independientemente de las condiciones de luz. Por ejemplo, algunas plantas que siguen al sol con sus hojas durante el día se sabe que "recomponen" sus hojas durante la noche y las mueven de nuevo hacia el este a la espera de la salida del sol.

En los últimos años, los científicos han comenzado a aplicar poderosas herramientas genéticas para el estudio de los ritmos circadianos de las plantas. Los investigadores han encontrado que hasta un tercio de los genes de Arabidopsis thaliana - una especie ampliamente estudiada en biología vegetal - se activan por el ciclo circadiano. El bioquímico Michael Covington descubrió que algunos de estos genes reguladores circadianos se conectaron también a las respuestas por heridas.
"Nos preguntamos si algunos de estos genes reguladores circadianos podrían permitir a las plantas anticiparse a los ataques de insectos, en buena parte de la misma manera que anticipan la salida del sol", dijo Covington.

Danielle Goodspeed,  diseñó un experimento interesante para responder a la pregunta. Ella usó ciclos de luz de 12 horas para arrastrar los relojes circadianos tanto de las plantas de Arabidopsis como el de los medidores del repollo, un tipo de oruga que se alimenta de Arabidopsis. La mitad de las plantas se colocaron con las orugas en forma de un ciclo regular día-noche, y la otra mitad fueron colocados en "fuera de fase" , en orugas cuyos relojes internos se configuraron en el modo de día durante las horas que las plantas estaban en el modo de noche.

"Hemos encontrado que las plantas cuyos relojes se encontraban en fase con los insectos son relativamente resistentes, mientras que las plantas cuyos relojes estaban fuera de fase fueron diezmadas por los insectos que se alimentan de ellos", dijo Goodspeed.
Wassim Chehab, docente de bioquímica y biología celular, ayudó a Goodspeed en el diseño un experimento de seguimiento para entender cómo las plantas utilizan sus relojes internos para resistir los ataques de insectos. Chehab y Goodspeed examinaron la acumulación de la hormona jasmonato, que utilizan las plantas para regular la producción de metabolitos que interfieren con la digestión del insecto.

Ellos encontraron que la Arabidopsis usa su reloj circadiano para aumentar la producción de jasmonato durante el día, cuando los insectos como los medidores del repollo la mayoría se alimentan. También encontraron que las plantas utilizan sus relojes internos para regular la producción de otras defensas químicas, incluyendo aquellas que las protegen contra las infecciones bacterianas.

"Las defensas de jasmonato es empleada en prácticamente todas las plantas, incluidos los tomates, el arroz y el maíz", dijo Chehab. "La comprensión de cómo las plantas regulan estas hormonas podría ser importante para entender por qué algunas plagas son más perjudiciales que otras, y que podría ayudar a sugerir nuevas estrategias para la resistencia a los insectos."

Fuente:  NSF, U. de Rice.