Lejos de estar indefensas, las plantas han adquirido todo tipo de formas extrañas y extravagantes de protegerse contra plagas y depredadores. Algunos, según un estudio del Journal of Chemical Ecology, liberan látex para atrapar insectos desprevenidos. Otros reclutan “guardaespaldas” para despachar enemigos en su nombre, según un estudio publicado en Scientific Reports. Los abetos, sin embargo, liberan compuestos antimicrobianos (glucósidos fenólicos) que inhiben el crecimiento de hongos patógenos.
Los investigadores que escriben en PNAS han demostrado que los escarabajos de la corteza del abeto (Ips typographus) pueden secuestrar estas defensas químicas para producir sus propias toxinas. Las toxinas sufren otra transformación gracias a Beauveria bassiana, un hongo que mata insectos y que es capaz de infectar (y matar) a los escarabajos eludiendo sus defensas.
“Hemos demostrado que un escarabajo de la corteza puede cooptar los compuestos defensivos de un árbol para crear defensas contra sus propios enemigos”, dijo en un comunicado el autor principal Jonathan Gershenzon, profesor del Instituto Max Planck de Ecología Química.
“Sin embargo, dado que uno de los enemigos, el hongo Beauveria bassiana, ha desarrollado la capacidad de desintoxicar estas defensas antimicrobianas, puede infectar con éxito a los escarabajos de la corteza y así ayudar al árbol en su lucha contra los escarabajos de la corteza”.
Leer más: El moho se alimenta de la radiación en las plantas nucleares abandonadas de Chernobyl
Los escarabajos explotan las defensas de los abetos
El escarabajo de la corteza del abeto euroasiático es un pequeño insecto marrón del tamaño de un guisante. La plaga se encuentra en toda Europa y el norte de Asia, y puede dañar gravemente los pinos si se deja que las infestaciones se pudran.
Se sabe que consumen grandes cantidades de tejido de abeto, que contiene altas concentraciones de compuestos microbianos, como estilbenos y flavonoides, que protegen al huésped contra hongos patógenos. Sin embargo, hasta ahora se desconocía si estos compuestos conferían a los escarabajos resistencia a los hongos.
Para averiguarlo, Gershenzon y el equipo de investigación emplearon varias técnicas de análisis químico, incluidas la espectrometría de masas y la resonancia magnética nuclear. Los resultados sugieren que el consumo de estos compuestos no sólo proporciona al escarabajo una defensa contra los hongos, sino que también se producen procesos adicionales después de la ingestión para aumentar la potencia de las toxinas, haciéndolas aún más efectivas para protegerse de los patógenos.
Esto se debe a que el escarabajo puede descomponer los compuestos derivados de plantas (glucósidos fenólicos) mediante un proceso mediado por agua llamado hidrólisis, separando así el componente más potente y sin azúcar de un glucósido (agluconas) del componente de azúcar.
El hongo explota las defensas de los escarabajos
Pero así como el escarabajo de la corteza del abeto es capaz de manipular los productos químicos producidos por los abetos, el hongo B. bassiana es capaz de explotar los que ingieren y convierten los escarabajos.
Al observar que B. bassiana había infectado y matado naturalmente a los escarabajos del abeto en el pasado, el equipo decidió investigar cómo ocurrió esto. Utilizando análisis adicionales y ensayos enzimáticos, los investigadores descubrieron un proceso de desintoxicación de dos pasos.
Paso uno: el azúcar se vuelve a unir a las agluconas (un proceso llamado glucosilación). Paso dos: se une un grupo metilo al azúcar (un proceso llamado metilación), produciendo un metilglicósido que no es tóxico para el hongo y es resistente a las enzimas del escarabajo, lo que le permite efectivamente eludir las defensas del insecto.
Los investigadores confirmaron el poder de B. bassiana para eliminar insectos al eliminar los genes que permiten el proceso de dos pasos, lo que demuestra que aquellos que habían sido modificados tuvieron menos éxito en infectar a los insectos.
Un control biológico contra los escarabajos de la corteza del abeto
Estos escarabajos no son los únicos insectos que se sabe que se “automedican” utilizando compuestos derivados de plantas: las polillas, las hormigas y las moscas de la fruta también lo hacen, según un estudio publicado en Science. Pero no se comprende tan bien cómo exactamente pueden hacerlo, según una investigación publicada en Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society.
Comprender los mecanismos subyacentes involucrados en la conversión de glucósidos fenólicos en agluconas por parte de los escarabajos de la corteza de abeto, y la posterior conversión de agluconas en metilglucósidos por parte de B. bassiana, puede respaldar la producción de controles biológicos más efectivos contra las infestaciones de escarabajos de la corteza de abeto, que están creciendo gracias al aumento de las temperaturas globales.
“Ahora que sabemos qué cepas del hongo toleran los compuestos fenólicos antimicrobianos del escarabajo de la corteza, podemos usar estas cepas para combatir los escarabajos de la corteza de manera más eficiente”, dijo en un comunicado el autor principal Ruo Sun, postdoctorado del Departamento de Bioquímica del Instituto Max Planck.
Leer más: El organismo más grande del mundo es un hongo de 35.000 toneladas, al menos por ahora
Fuentes del artículo
Nuestros redactores en Discovermagazine.com utilizan estudios revisados por pares y fuentes de alta calidad para nuestros artículos, y nuestros editores revisan la precisión científica y los estándares editoriales. Revise las fuentes utilizadas a continuación para este artículo: