Si su cosecha de frijoles, cuidadosamente cuidada, alguna vez es atacada por orugas, debe saber que no está totalmente indefensa.
De hecho, es posible que una caballería de avispas masticadoras de orugas ya esté en camino.
Las plantas de frijol tienen una capacidad notable para convocar avispas de la nada cuando las orugas atacan, y ahora los científicos han descubierto exactamente cómo lo hacen.
Los humanos hemos cultivado la especie de planta de frijol común, Phaseolus vulgaris, para brindarnos variedades muy queridas, como frijoles rojos, frijoles negros, frijoles pintos, frijoles blancos y más.
Si cultivó frijoles en su jardín o los guardó en su despensa, lo más probable es que fueran una variedad de P. vulgaris.
Son las fascinantes habilidades de P. vulgaris para invocar avispas las que la inmunóloga de plantas Natalia Guayazán Palacios y sus colegas han desentrañado en un estudio reciente.
Ahora, antes de empezar a imaginar una planta ‘gritando’ pidiendo ayuda, es imposible decir si la planta realmente tiene la intención de que lleguen las avispas (todavía no estamos seguros de que las plantas puedan tener la intención de algo, aunque botánicos, neurólogos y filósofos están trabajando arduamente para debatir esta idea).
El llamado “grito” es en realidad una emisión de sustancias químicas volátiles, y la respuesta de la avispa a estos olores puede parecerse más a un feliz accidente que se ha reforzado continuamente a lo largo de la larga historia de las interacciones entre plantas y artrópodos.
Las avispas, con sus sistemas nerviosos centrales capaces de aprender, pueden haber llegado a asociar el olor específico de una planta bajo el ataque de una oruga con una oportunidad potencial para darse un festín, creando un circuito de retroalimentación en la selección natural que beneficia tanto a la avispa como a la planta.
Durante muchas generaciones, las plantas de frijol que emitían ciertas combinaciones de volátiles cuando una larva era devorada (del tipo que las avispas pueden detectar y responder fácilmente) pueden haber disfrutado de una mejor protección contra sus depredadores pupales.
Esto podría haberles dado una mejor oportunidad de producir frijoles que sobrevivieran para hacer lo mismo.
El nuevo estudio revela la vía inmunológica de la planta de frijol para producir este “perfume” específico, el aroma que las avispas leen como: “Es hora de crujir la oruga”.
Todo gira en torno a un receptor incrustado en la superficie de las hojas de la planta.
Los receptores biológicos son proteínas capaces de recibir y transferir información dentro de un sistema biológico (una planta de frijol, por ejemplo).
El estudio encontró que las plantas de frijol común tienen receptores que reconocen y reaccionan a la inceptina, un péptido que se encuentra comúnmente en la “saliva” de las orugas.
Cuando las orugas mastican las hojas de una planta de frijol, los receptores inceptina de la planta se activan, lo que desencadena una ola de respuestas inmunológicas en la planta, que la ayudan a hacer más que solo curar sus heridas.
“El reconocimiento de Inceptin no sólo amplifica la respuesta a la herida, sino que activa una vía inmune específica de los herbívoros para desencadenar la emisión de una mezcla volátil distintiva que recluta avispas depredadoras para eliminar eficazmente las orugas de las plantas”, escriben Guayazán Palacios y su equipo.
En 2023 y 2024, hubo mucha actividad de avispas en un conjunto de campos de frijoles en Oaxaca, México.
Los investigadores cultivaron estas plantas de frijol en pares: una planta con receptores de inceptina completamente funcionales y otra planta a la que le faltaba el gen necesario para que se formaran los receptores de inceptina.
A un grupo de pares de plantas se les rociaron las hojas con saliva de oruga; otro fue tratado con una forma pura del péptido inceptina In11; y otro fue herido con una hoja de afeitar y limpiado con agua.
Luego, los investigadores fijaron orugas muertas del gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) a las plantas y esperaron a ver qué hacían las avispas.
Al probar estos tratamientos en plantas que crecían una al lado de la otra, experimentando las mismas condiciones todas excepto una, pudieron ver la diferencia que realmente hacen los receptores de inceptina al hacer frente a un ataque simulado de oruga.
Aunque no faltaban avispas en las cercanías, las plantas que carecían de receptores de inceptina estaban en grave desventaja.
Tuvieron un 40 por ciento menos de avispas que acudieron en su ayuda, tanto cuando fueron tratados con saliva de oruga como cuando fueron rociados con inceptina pura.
Curiosamente, no hubo diferencia en las visitas de avispas cuando las plantas fueron heridas con una navaja.
Estos resultados indican que son las señales químicas en el aliento de una oruga -no el daño físico que infligen sus mandíbulas- las que activan los receptores de inceptina para comenzar a “publicitar” orugas frescas en el menú de las avispas.
Guayazán Palacios y su equipo también demostraron en experimentos de laboratorio que los receptores de inceptina de las plantas son un desencadenante directo de la mezcla específica de volátiles que atrae a las avispas hambrientas.
Sin los genes para los receptores de inceptina, las plantas “no emitieron la típica mezcla de volátiles inducida por herbívoros que normalmente se induce con el tratamiento con In11, sino que emitieron volátiles que las plantas de frijol liberan después de una sola herida”, informa el equipo.
Por el contrario, las plantas sensibles a la inceptina emitieron la “mezcla característica de volátiles” cuando fueron tratadas con In11 puro o con saliva de gusano cogollero.
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Este descubrimiento podría ayudar en el desarrollo de soluciones libres de pesticidas para proteger los cultivos de las orugas y nos brinda una mejor comprensión de lo que realmente sucede en una interacción ecológica compleja de tres especies.
Entonces, la próxima vez, antes de tomar el spray para orugas, ¿has considerado darles una oportunidad a las avispas?
La investigación se publica en Science Advances.