Mecanismos de respuesta a patógenos de plantas
Aunque las plantas sean seres vivos que no pueden huir, no significa que no hagan todo lo posible para que sus depredadores no se los coman. Los insectos son uno de los principales enemigos de las plantas. Las larvas de muchos insectos son depositadas por sus progenitores sobre las hojas de las plantas para que se las coman, con increíble voracidad, al nacer. Para luchar contra esto las plantas han desarrollado varias estrategias que de las que puedes leer más aquí.
Estas estrategias incluyen la producción de metabolitos para atraer depredadores de las larvas, crear sustancias tóxicas para las orugas y otras tácticas similares. Todas ellas vienen controladas por las rutas de señalización del ácido jasmómino (JA) o del ácido salicílico (SA), dos tipos de fitohormonas. Ambas moléculas son producidas ante como respuesta ante un tipo de ataque (o daño) en los tejidos vegetales. Ambas rutas son mutuamente excluyentes, de tal forma que la activación de una de ellas inhibe a la otra.
El jasmonato (JA) estimula la producción temprana de un gran número de proteínas de defensa (de manera similar a lo que ocurre en el sistema inmune de animales). Inhibe el crecimiento o estimula la maduración de los frutos. La producción de ácido salicílico regula varias vías metabólicas en los vegetales, como la germinación, la apertura estomática, la producción de jasmonato, la producción de otros metabolitos secundarios tóxicos para los seres vivos, como los glicosinolatos o el agua oxigenada y su almacenamiento en zonas concretas de las hojas, la síntesis de proteínas relacionadas con la defensa a patógenos (PR) o la activación de la muerte celular. La síntesis de JA inhibe la producción de receptores de SA y de la propia fitohormona.
Además de estas dos rutas de señalización, las plantas también utilizan otras moléculas para defenderse de los patógenos. Entre ellas se encuentran las fitoalexinas, que son metabolitos secundarios producidos por las plantas en respuesta a la infección por patógenos. Las fitoalexinas tienen propiedades antimicrobianas y su producción es inducida por la infección, el daño físico, la exposición a ciertos tipos de luz y la exposición a ciertos productos químicos.
Las células de la epidermis de las plantas (en hojas, tallo o raíz) tienen receptores a moléculas propias de los patógenos. Los genes que codifican estas proteínas de membrana están controlados por ácido salicílico. Los receptores reconocen moléculas denominadas MAMP o PAMP (patrones moleculares asociados a patógenos) de bacterias, hongos o herbívoros. Cuando una planta activa los genes de respuesta su resistencia natural a otros tipos de patógenos también aumenta. Al detectar a un insecto comiendo una de sus hojas las plantas activan sus rutas del jasmonato que ayudan en la protección frente a hongos, virus y baterías (que podrían entrar por la herida). Cuando los receptores se activan se empieza a sintetizar ácido jasmónico en la planta. De esta manera el crecimiento se detiene, pudiendo dedicar más energía a la defensa.
El SA se expresa de forma local y colabora en la resistencia sistemática adquirida de la planta (SAR). Además activa los sistemas de protección en el resto de la planta. El SA interviene en la defensa a organismos biotrofos o hemibriotrofos, que se infiltran dentro de los tejidos vivos para aprovecharse de su metabolismo, normalmente virus, hongos y bacterias. El JA forma parte de las rutas de respuesta a organismos capaces de hacer necrosis en los tejidos vegetales o que se comen las hojas, independientemente si son herbívoros, insectos o bacterias.
Es importante destacar que, aunque las plantas tienen mecanismos de defensa muy efectivos, los patógenos también evolucionan y desarrollan estrategias para superar estas defensas. Por ejemplo, algunos patógenos producen moléculas que imitan las señales de las plantas, lo que les permite evadir la detección y la respuesta defensiva de la planta. Otros patógenos pueden incluso manipular el sistema de defensa de la planta para su propio beneficio. Por lo tanto, la interacción entre las plantas y los patógenos es un proceso dinámico y en constante evolución.
