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Las plantas carnívoras explotan sus defensas para alimentarse de insectos

La planta carnívora 'Dionaea muscipula', más conocida como venus atrapamoscas, emplea sistemas de defensa comunes de las plantas para evitar ser comidas a la hora de alimentarse de insectos, según revela un estudio publicado este miércoles en la edición digital de 'Genome Research'. En este trabajo, los autores caracterizaron la expresión génica, la secreción de proteínas y los cambios ultraestructurales durante la estimulación de esta planta.
La venus atrapamoscas reconoce a sus presas usando pelos que se activan mediante el tacto ubicados en la superficie interior de la trampa. Cuando se estimulan, estos pelos generan una señal eléctrica que se transmite a la planta y, tras el primer estímulo, la trampa se acuerda de la señal, pero no se cierra; sino que es después del segundo estímulo cuando la trampa se cierra de golpe. La presa capturada activará en repetidas ocasiones los pelos que conducen señales eléctricas repetitivas "recordadas" por la planta.
Hasta la fecha, no se han identificado genes específicos carnívoros en la venus atrapamoscas. Para entender las vías moleculares que intervienen en la alimentación del insecto, investigadores de Alemania y Arabia Saudita generaron perfiles de transcripción de todo el genoma de las trampas antes y durante la alimentación y en comparación a otros tejidos de la planta.
Las trampas no estimuladas tienen patrones de expresión de genes que se asemejan en gran medida a los de la base de una hoja, respaldando la suposición común de que las trampas son hojas modificadas. Sin embargo, las glándulas dentro de la trampa, que promueven la digestión de insectos, se asemejan más al patrón de expresión de las raíces, un tejido muy involucrado en la absorción de nutrientes.
DETECTAN ACTIVACIÓN EXCESIVA DE ENZIMAS DIGESTIVAS
Los científicos detectaron que las trampas estimuladas por insectos sobre-activaron enzimas implicadas en la digestión de las presas y también transportadores para la absorción de nutrientes. Mediante el seguimiento de los patrones de expresión de varias hidrolasas, determinaron que la expresión de hidrolasa se indujo dentro de 1-2 horas de estimulación táctil, y un segundo evento de estimulación (mecánica o química) amplificó adicionalmente la expresión de quitinasa, una enzima que digiere la quitina de los exoesqueletos de insectos.
"El contacto con la quitina normalmente significa peligro para una planta: esos insectos se comerán la planta", explica el autor Rainer Hedrich de la Universidad de Wurzburgo, en Alemania. Comparando los cambios de expresión génica global durante la captura y la digestión de insectos a la respuesta al estrés del organismo modelo, 'Arabidopsis', los investigadores encontraron varios puntos en común.
El ácido jasmónico (JA), que se produce por las plantas no carnívoras cuando son dañadas por los herbívoros, está regulado positivamente en las trampas estimuladas por insectos. "En la venus atrapamoscas, estos procesos defensivos han sido reprogramados durante la evolución. La planta ahora los usa para comer insectos", resume Hedrich. Las tramas estimuladas y no estimuladas trampas expresan el receptor-como-quinasas (RLKs), que se utiliza en la detección química en las plantas no carnívoras, lo que sugiere la venus atrapamoscas puede ser capaz de detectar cambios químicos relacionados con la captura de presas, además de la sensibilidad al tacto.