Un estudio de la U-M encuentra que las plantas enredaderas “glorias de la mañana”, que pueden resistir herbicidas, también pueden defenderse de los insectos masticadores.
Las plantas de enredadera “glorias de la mañana” que pueden resistir los efectos del glifosato también resisten el daño de los insectos herbívoros, según un estudio de la Universidad de Michigan.
Los investigadores de la U-M también encontraron lo contrario: las plantas tratadas con glifosato, el ingrediente activo del herbicida RoundUp, y que son susceptibles a este, también son susceptibles al daño de los insectos. Esto sugiere que el glifosato, un herbicida que los humanos han introducido en el medio ambiente, puede alterar la coevolución de las plantas y sus insectos herbívoros. Sus resultados están publicados en la revista
New Phytologist.
Grace Zhang
“Cuando las personas piensan en los herbicidas y los estudian en plantas, piensan en la resistencia a los herbicidas. La resistencia es un gran problema, la tolerancia es un gran problema”, dijo la autora principal
Grace Zhang, estudiante de doctorado de la U-M que trabaja con
Regina Baucom, profesora en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva. “Pero, más allá de eso, realmente no tenemos una idea clara de cómo impactan los herbicidas en la evolución de las plantas en general, y también cómo podrían afectar la forma en que las plantas interactúan con otros elementos en su entorno”.
Regina Baucom
Para examinar los efectos del glifosato en Ipomoea purpurea, la gloria de la mañana común, Zhang plantó 1,600 plantas en los Jardines Botánicos Matthaei de la U-M. Rociando la mitad de las plantas con glifosato, luego registró las características de crecimiento.
Estas características incluían la cantidad de daño que el glifosato causaba a las plantas. Zhang también registró el daño de insectos tanto en las plantas tratadas como en las plantas de control, señalando los insectos herbívoros que mordisqueaban agujeros en el centro de las hojas, en los márgenes de las hojas, o raspaban células de la superficie de las hojas.
Zhang descubrió que el glifosato impacta el patrón de daño por herbivoría: las plantas tratadas con glifosato sufrían más daño de insectos en comparación con las plantas de control. Las plantas tratadas con glifosato tenían mayores tasas de agujeros masticados en las hojas, así como mordidas alrededor del margen de las hojas. Sin embargo, hubo una menor proporción de hojas que mostraban daños en la superficie.
Grace Zhang, estudiante de doctorado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Michigan, rastreó diferentes tipos de daños por masticación de insectos en hojas de gloria de la mañana después de ser tratadas con glifosato, el ingrediente activo en el herbicida RoundUp. Ejemplos de tipos de daños por masticación (a) agujeros, (b) margen y (c) superficie están rodeados en naranja. (d), (e) y (f) son ejemplos de hojas tratadas con pérdida de tejido debido tanto a la herbivoría de insectos (círculos verdes) como al daño por glifosato (círculos rojos). Imagen cortesía: Grace Zhang, Regina Baucom, Universidad de Michigan.
Pero los investigadores se sorprendieron al descubrir que las plantas resistentes al glifosato tenían menos daño por insectos, y las plantas sensibles al glifosato tenían más daño por insectos.
Los investigadores también midieron la aptitud de la planta, o su probabilidad de producir semillas. Descubrieron que había una selección positiva actuando sobre la resistencia al glifosato: es decir, las plantas que son más resistentes al glifosato tienden a ser más aptas y más propensas a producir semillas que aquellas que no lo son.
“Esto es realmente interesante porque las implicaciones son que hay una relación causal entre la resistencia al glifosato y la resistencia a la herbivoría”, dijo Zhang. “Si se están seleccionando niveles más altos de resistencia al glifosato, entonces tal vez se arrastren niveles más altos de resistencia a la herbivoría junto con eso, cuando se trata de selección positiva”.
“La teoría ecológica nos dice que es más probable que haya una compensación entre estos dos rasgos: una planta es más propensa a destinar más energía a protegerse contra uno de ellos en lugar del otro. Pero no vimos eso. Vimos lo opuesto”, dijo Zhang.
La Sección A de esta figura muestra que las plantas tratadas con glifosato, el ingrediente activo en el herbicida RoundUp, experimentan niveles más altos de herbivoría por insectos que las plantas de control, según un estudio de la Universidad de Michigan. Cada punto en el gráfico representa una planta individual. La Sección B muestra que las plantas tratadas con glifosato experimentan más casos de alimentación por agujeros y en los márgenes. La cantidad de casos de alimentación superficial es menor en las plantas tratadas en comparación con las plantas de control. Imagen cortesía: Grace Zhang, Regina Baucom, Universidad de Michigan.
Zhang y Baucom no saben por qué las plantas resistentes al glifosato también eran resistentes al daño de los insectos, pero tienen algunas hipótesis. El glifosato actúa atacando lo que se llama la vía del ácido shikímico en las plantas. La vía del ácido shikímico es un proceso metabólico responsable de producir corismato, un precursor de aminoácidos aromáticos como el triptófano y la fenilalanina. El ácido salicílico, el compuesto amargo del cual se deriva la aspirina, también es un producto de la vía del ácido shikímico. Las plantas usan estos compuestos como defensa contra la herbivoría. El glifosato detiene la producción de corismato, lo que interrumpe la cascada de defensa contra la herbivoría.
¿Y en cuanto a las plantas que son resistentes al glifosato? Los investigadores teorizan que algunas plantas de glorias de la mañana pueden tener múltiples genes trabajando juntos para formar rutas de desintoxicación que pueden desviar el glifosato. Desintoxicar el herbicida permite que la planta produzca la molécula precursora, el corismato, responsable de las defensas contra los insectos. Los científicos planean investigar esta línea de investigación en trabajos futuros.
“Pero realmente no han examinado esta cuestión desde un nivel más comunitario: ¿Cómo actúa el herbicida como un disruptor a este nivel? Así que en eso realmente queríamos centrarnos: ¿Cómo impacta este nuevo agente disruptivo, creado por el ser humano, una relación muy natural y de largo plazo entre las plantas y sus insectos?”
Escrito por Morgan Sherburne de Michigan News, adaptado al español por Juan Ochoa de Michigan News.
