Algunos de estos problemas podrían evitarse si se promoviera el estudio científico de las interacciones entre las plantas y sus patógenos. Por ejemplo, conocer cómo una planta puede autodefenderse de un patógeno podría ayudar a controlarlo sin necesidad de recurrir a fumigaciones masivas. En este artículo nos referiremos a algunas estrategias defensivas propias de las plantas.


Mecanismos de defensa

Sólo algunos de los miles de patógenos de plantas tienen éxito en una especie determinada. Es decir, una planta es resistente a la gran mayoría de los patógenos. Los factores que contribuyen a esta resistencia son de índole diversa. La planta puede presentar barreras mecánicas a la penetración y establecimiento de patógenos, como son las cubiertas engrosadas de las hojas, o bien puede crear estas barreras como respuesta al ataque del patógeno, como es el caso de la deposición del súber (componente del corcho) y lignina (componente de la madera) en las paredes celulares

También la planta puede producir compuestos tóxicos para el patógeno, como son las fitoalexinas. Por ejemplo, cuando el hongo Monilinia fructicola inicia su crecimiento y desarrollo en una vaina de arveja, la planta sintetiza rápidamente un compuesto llamando pisatina, que es tóxico para el hongo. El parásito detiene entonces su desarrollo y sólo queda una pequeña lesión necrótica en la vaina. Las fitoalexinas son producidas por la planta en respuesta a patógenos y no patógenos. La pisatina producida bajo el estímulo de un organismo no patógeno para la arveja se acumula hasta niveles que les son tóxicos. Por otro lado los patógenos de arveja, o bien no estimulan una producción suficientemente alta de pisatina como para causar resistencia, o bien son relativamente insensibles a ella o son capaces de degradarle.

Otras plantas pueden responder a los parásitos como virus y bacterias con un aumento de los procesos oxidativos en las células afectadas, ocasionando la muerte tanto de la célula vegetal como del patógeno; el resto de la planta permanece normal. Otras especies pueden tener compuestos, que luego del proceso de infección, son hidrolizados (degradados) dando productos tóxicos. Este es el caso de los gucósidos cianogénicos en muchas especies. Por ejemplo, en el sorgo (gramínea de amplio uso) hay un compuesto llamado durrina que al ser hidrolizado produce ácido cianhídrico, tóxico y conocido inhibidor respiratorio. La durrina está ubicada en la epidermis de las hojas, que es uno de los primeros lugares atacados por diversos parásitos. La producción de ácido cianhídrico inhibiría el desarrollo del parásito, impidiendo su establecimiento en la planta.


Resistencia de cereales a pulgones

Los pulgones causan serios daños en las plantas no sólo porque succionan la savia y por las lesiones que causan por la introducción de su aparato succionador, sino porque pueden simultáneamente inocular virus de los que a menudo son portadores. Los pulgones de los cereales, por ejemplo, transmiten el virus del enanismo amarillo, causando grandes pérdidas agrícolas en Chile y en muchos otros países. Por ello, en nuestro laboratorio nos hemos interesado en estudiar las interacciones entre cereales, como el trigo y el centeno, y las poblaciones de pulgones que habitan en sus hojas. Hemos contado para nuestras investigaciones con el apoyo del Servicio de Desarrollo de la Universidad de Chile y del programa PNUD/UNESCO RLA 78/024.

En el trigo y en el centeno hay una familia de compuestos, todos ellos ácidos hidroxámicos (Figura 1), que están aparentemente involucrados en la resistencia de los cereales a diversos pulgones. En efecto, si se compara la resistencia de las plantas a los pulgones con su contenido en ácidos hidroxámicos, se observa que a mayor contenido de estos compuestos, menor es el crecimiento poblacional de pulgones en sus hojas (Figura 2). En otros experimentos, hemos demostrado que si se incorporan artificialmente estos compuestos a hojas de cereales que no los poseen, se aumenta claramente su resistencia a los insectos. Más aún, cuando estos ácidos hidroxámicos se agregan a dietas donde se alimentan pulgones, ellos provocan efectos tóxicos que se traducen en una disminución tanto de la sobrevivencia de los pulgones como de su tasa de reproducción (Figura 3).

Todos estos experimentos, hasta ahora realizados en invernadero, indican que los ácidos hidroxámicos son importantes factores naturales de resistencia de algunos cereales a pulgones Sin embargo, aún no hemos corroborado estos resultados con estudios de campo.

Debido a que estos compuestos tóxicos no se encuentran en el fruto del trigo o del centeno, no deberían esperarse efectos indeseables sobre el hombre. Sin embargo, no se conoce el efecto de los ácidos hidroxámicos de gramíneas sobre los animales que se alimentan principalmente del resto de los tejidos de esas plantas. Por ello es importante estudiar sus propiedades toxicológicas sobre una gama amplia de organismos.


Conclusión

En síntesis, es posible que seleccionando variedades de trigo y centeno que tengan un alto contenido de ácidos hidroxámicos cíclicos como los de la Figura 1 , se produzcan variedades tolerantes o resistentes a los pulgones. Sin embargo, antes de recomendar este procedimiento sería conveniente efectuar experimentos de campo y determinar los posibles efectos tóxicos de estos compuestos sobre insectos y animales. Por otra parte, se ha demostrado que los ácidos hidroxámicos también son dañinos para otros organismos que son patógenos vegetales. Por ello, es posible que constituyan un mecanismo defensivo contra varios tipos de hongos o insectos.



Referencias


V.H. Argandoña, J.G. Luza, H.M Niemeyer y L.J. Corcuera (1980). Role of hydroxamic acids in resistance of cereals to aphids, Phytochemistry 19, 1665-1668.

J.L. Ingham (1973) Disease resistance in higher plants. The concept of pre-infectional and post-infectional resistance, Phytopath. z. 78, 314-335.

D.A. Jones (1979) Chemical defense: primary or secondary function?, The American Naturalist 113, 445451.



Luis Corcuera P. y Hermann Niemeyer

Facultad de Ciencias
Universidad de Chile.