Comunicación entre plantas: Secretos bajo tierra y mensajes en el aire
Las plantas, a menudo consideradas organismos pasivos y silenciosos, esconden una red de comunicación sorprendentemente activa y sofisticada. Aunque carecen de sistema nervioso, han desarrollado mecanismos para intercambiar información vital a través de compuestos volátiles y redes subterráneas. Este artículo explora dos de los principales sistemas de comunicación entre plantas: los compuestos orgánicos volátiles (VOCs, por sus siglas en inglés) y las redes micorrícicas.
Mensajes en el aire: los compuestos orgánicos volátiles
Los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) son moléculas químicas emitidas por las plantas al ambiente. Estas sustancias desempeñan un papel clave (descrito desde 1983) en la comunicación planta-planta al alertar a las vecinas de posibles amenazas, como herbívoros o patógenos. Por ejemplo, cuando una planta es atacada por insectos, libera VOCs que pueden ser detectados por otras plantas cercanas, preparándolas para activar sus mecanismos de defensa antes de ser atacadas. Los VOCs emitidos son una mezcla de distintas sustancias que pueden variar tanto cuantitativa como cualitativamente en función del estímulo desencadenante.
Un caso emblemático es el del maíz (Zea mays). Cuando es dañado por orugas, emite una mezcla específica de VOCs que no solo activa genes de defensa en plantas vecinas, sino que también atrae depredadores naturales de las orugas, como avispas parasitoides. Este sistema de «alarma química» no solo mejora la supervivencia de la planta emisora, sino también la de toda la comunidad vegetal.
El alcance y la precisión de los VOCs varían dependiendo de factores como la especie, el tipo de amenaza y las condiciones ambientales (pero puede alcanzar varios cientos de metros en algunos casos). Además, investigaciones recientes han demostrado que las plantas genéticamente relacionadas responden de manera más eficaz a las señales químicas de sus familiares, lo que sugiere un nivel de reconocimiento específico dentro de la comunidad vegetal.
Por último no hay que perder de vista que además de las plantas, estos VOCs pueden ser sintetizas por otros organismos de su ambiente (como los microorganismos).
Químicamente hablando, estos VOCs pueden sintetizarse a partir de varias rutas metabólicas y pertenecen a distintas clases entre las que podemos mencionar: terpenoides, benzenoides, fenilpropanoides o moléculas derivadas de ácidos grasos entre otras.
Redes ocultas: la comunicación a través de micorrizas
Bajo el suelo, un vasto y complejo sistema de interconexiones fúngicas, conocido como red micorrícica, conecta las raíces de diferentes plantas. Estas asociaciones simbióticas entre hongos y raíces permiten a las plantas intercambiar nutrientes, agua y, lo que es más sorprendente, información. En entradas anteriores de este blog hemos desarrollado el tema de las micorrizas en mayor profundidad.
Los hongos micorrícicos actúan como «cables biológicos» que transportan señales químicas de una planta a otra. Por ejemplo, cuando una planta sufre un ataque de patógenos o herbívoros, puede enviar señales a través de la red micorrícica para advertir a sus vecinas. Estas plantas receptoras pueden entonces activar sus propios mecanismos de defensa de manera preventiva.
Un ejemplo notable se ha observado en leguminosas, donde plantas conectadas por redes micorrícicas muestran una mayor resistencia a los ataques de insectos en comparación con plantas no conectadas. Además, estudios recientes han revelado que las redes micorrícicas no sólo facilitan la transferencia de señales de peligro, sino también de compuestos beneficiosos, como antioxidantes o nutrientes clave, promoviendo la cooperación en la comunidad vegetal.
La interacción entre VOCs y micorrizas
Aunque los VOCs y las redes micorrícicas son mecanismos distintos, en muchos casos trabajan de manera complementaria. Por ejemplo, una planta que emite VOCs al ser atacada también puede enviar señales a través de la red micorrícica, maximizando el alcance de su «mensaje». Este tipo de interacción multiplica las probabilidades de que las plantas vecinas detecten y respondan rápidamente a la amenaza.
Además, las condiciones ambientales y el contexto ecológico pueden influir en qué sistema de comunicación predomina. En ecosistemas densos donde las redes micorrícicas están bien desarrolladas, estas suelen ser el medio principal de comunicación. Sin embargo, en entornos abiertos o menos conectados, los VOCs juegan un papel más destacado.
Implicaciones ecológicas y futuras investigaciones
La comunicación entre plantas es esencial para la estabilidad de los ecosistemas. Comprender cómo las plantas intercambian información podría tener aplicaciones importantes en agricultura, como el desarrollo de cultivos más resilientes a plagas o el diseño de estrategias para mejorar la cooperación entre especies.
En definitiva, las plantas son mucho más que seres inmóviles. Su capacidad para comunicarse mediante VOCs y redes micorrícicas pone de manifiesto una inteligencia colectiva que las convierte en participantes activas de los ecosistemas. Estos sistemas no solo refuerzan su capacidad de supervivencia, sino que también subrayan la complejidad de la vida vegetal.
Material complementario: listado de VOCs (extraído de Brosset & Blande, 2021)
Bibliografía
- “Mycorrhizal Networks: Common Goods of Plants Shared under Unequal Terms of Trade”. Walder et al., 2012. www.plantphysiol.org/cgi/doi/10.1104/pp.112.195727
- “The role of volatiles in plant communication”. Bouwmeester et al., 2019. https://doi.org/10.1111/tpj.14496
- “Volatile-mediated plant–plant interactions: volatile organic compounds as modulators of receiver plant defence, growth, and reproduction”. Brosset & Blande, 2021. https://doi.org/10.1093/jxb/erab487
- “Volatile-mediated plant–plant communication and higher-level ecological dynamics”. Kessler et al., 2023. https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.04.025
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