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CIENCIA
“CRY FOR HELP”,
el SOS de las plantas a sus microorganismos
POR ILEANA OLMOS ARRIAGA Y DR. MIGUEL BELTRÁN GARCÍA
na pregunta abierta sobre la ecología ambiental es cuáles son los mecanismos químicos en la raíz de las plantas que conducen al montaje de un microbioma funcional que les permita adaptarse al estrés. En especial, recientemente ha llamado la atención de los estudiosos de las plantas y sus enfermedades es cómo las plantas hacen llamadas de auxilio tipo “911” a sus principales guardianes del orden: las bacterias.
Los cultivos comerciales se ven constantemente afectados por microbios que causan enfermedades (conocidos como agentes fitopatógenos); estos afectan el rendimiento de la producción, al disminuir el crecimiento de las plantas, lo que en consecuencia afecta la producción de sus frutos o semillas. Los efectos del cambio climático y la utilización excesiva de sustancias químicas que controlan a dichos microbios han provocado que estos sean más agresivos y resistentes, por lo que los agricultores tienen cada vez menos herramientas para ejercer un control efectivo y evitar pérdidas en sus cosechas.
Las plantas se asocian con microorganismos simbióticos que les brindan servicios como la aportación de nutrientes (nitrógeno), suplemento de minerales (fosforo, hierro, zinc) y protección contra el estrés. El estudio de los microorganismos residentes de las plantas (microbioma) nos ha permitido entender su funcionamiento, además de la posibilidad de aplicar estos conocimientos en el desarrollo de una agricultura sostenible.
Sin embargo, aún sabemos poco sobre cómo las plantas modulan el reclutamiento de las especies microbianas. Los datos muestran que las plantas pueden seleccionar a sus
Umicroorganismos y los acumulan en las semillas, que sirven como vehículo de transferencia de una generación a otra. Las plantas producen alrededor de 200 mil moléculas denominadas metabolitos primarios y secundarios. Los metabolitos primarios son compuestos importantes para el crecimiento, el desarrollo y la reproducción de las plantas; los metabolitos secundarios varían dependiendo de la especie, pero involucran la producción de enzimas, sustancias volátiles y otros compuestos que colaboran con la adaptación al medio y la defensa. Gracias a estos metabolitos podemos conocer información importante sobre el estado de las plantas; en cierta manera, la secreción de metabolitos permite influir y manipular la fisiología de la planta vecina y el comportamiento de sus microorganismos.
LA HIPÓTESIS “CRY FOR HELP” Y LOS METABOLITOS ASOCIADOS En años recientes, los estudiosos de las plantas y sus microbios propusieron que cuando las plantas se sienten incómodas o agredidas ocurren cambios en su estado metabólico y en la expresión genética, liberando una cantidad suficiente de metabolitos, como los ácidos orgánicos, que influyen en la atracción y el reclutamiento de microorganismos especializados del suelo, y estos ayudan a la supervivencia bajo esa condición. Es preocupante que las prácticas agrícolas han disminuido la cantidad y variedad de microorganismos útiles en el suelo, por lo que, en situaciones de deterioro o sobrexplotación de los suelos con manejo intensivo de productos químicos, estos microorganismos desaparecen.
Las plantas liberan una pequeña fracción del carbono que fue fijado fotosintéticamente en forma de exudados, compuestos volátiles y no-volátiles, que incluyen azúcares y polisacáridos (arabinosa, fructuosa, glucosa, manosa, maltosa y oligosacáridos), aminoácidos (arginina, asparagina, cisteína y glutamina), ácidos orgánicos (ácido acético, ascórbico, benzoico y málico) y compuestos fenólicos, todos los cuales tienen funciones específicas.
Algunos de los metabolitos que producen las plantas son excretados por las raíces, y esto se considera crucial para la estructura y funcionalidad del microbioma asociado. Los metabolitos exudados varían dependiendo de la edad, la exposición al estrés y las interacciones con microorganismos tanto benéficos como patógenos, por lo que la química de la raíz impulsa el bienestar de la planta con todos sus microorganismos asociados.
ESTRÉS ABIÓTICO Y BIÓTICO El crecimiento de las plantas se altera cuando se ven expuestas a un exceso de intensidad luminosa (especialmente luz ultravioleta), partículas ambientales o químicas aplicadas, exceso de agua (lluvia) o suelos salinos. A esto le llamamos estrés abiótico.
Por otra parte, la presencia de virus, bacterias, hongos e insectos herbívoros también hace que las plantas modifiquen su crecimiento y sus funciones; a esto se le llama estrés biótico.
Estas agresiones favorecen la exudación de las moléculas, las cuales a su vez promueven el crecimiento o atraen bacterias que las plantas reconocen como útiles y las integran. Con este llamado de auxilio la planta busca establecer condiciones que le permitan sobrevivir.
EJEMPLOS DEL “LLAMADO DE AUXILIO” Diversas publicaciones han reportado moléculas y condiciones que muestran un incremento en la producción de ácidos orgánicos. Por ejemplo, en plantas de soya, la privación de fósforo induce la producción de ácidos tipo cítrico o málico. También se ha reportado la exudación de ácidos orgánicos a la rizosfera como estrategia de supervivencia en plantas para la adquisición de nutrientes cuando están en suelos contaminados por metales pesados; en este caso, se busca el enriquecimiento de bacterias que poseen maquinaria enzimática capaz de degradar el contaminante, disminuyendo la concentración local y desintoxicando la raíz y la rizosfera.
Otro caso se observó en plantas de pepino con raíces infectadas por Fusarium oxysporum (hongo patógeno causante de enfermedades en varias especies vegetales); en estos casos, aumenta el triptófano y disminuye la exudación de rafinosa, mejorando la capacidad de colonización de Bacillus amyloliquefa-
Diversos grupos de investigación en el mundo ven en el “cry for help” una explicación de por qué algunas plantas sobreviven a situaciones adversas.
ciens (bacteria benéfica también conocida como control biológico) y contrarrestando la proliferación del patógeno.
En plantas de tomate se demostró que aumenta la producción de un ácido graso, la oxilipina, cuando la planta se expuso a estrés biótico; el compuesto actuó como quimioatrayente del hongo Trichoderma harzianum, que se utiliza ampliamente como control biológico. Los benzoxazinoides son una clase de metabolitos secundarios defensivos, comúnmente liberados por las raíces del maíz tras ataques de herbívoros; estos pueden reclutar la bacteria benéfica Pseudomonas putida. También se demostró que las mismas bacterias desencadenan una resistencia sistémica inducida contra Colletotrichum graminicola.
Los diversos grupos de investigación en el mundo ven en el “cry for help” una explicación de por qué algunas plantas sobreviven a situaciones donde la gran mayoría en una misma plantación muere, en especial en cultivos donde no existe una diversidad genética, considerados actualmente como monocultivos.
Más allá de identificar las bacterias y los hongos reclutados y determinar sus funciones, consideramos que reconocer las moléculas exudadas nos permitirá establecer condiciones de manejo fitosanitario ante enfermedades, usando sustancias naturales de las propias plantas, que son menos agresivas que los productos químicos que se usan en la agricultura extensiva.
Como siempre hemos manifestado, las relaciones plantas-microbios y humanos-microbios son una caja negra que la naturaleza nos presenta. Entender cada una de sus partes en este gran rompecabezas nos brindará información para practicar una agricultura sostenible que alimente a la población y cree mercados, pero que también sea respetuosa con el ambiente y la salud de las personas.
Se requiere paciencia y tiempo para entender, en un sentido holístico, los fenómenos que se asocian con la supervivencia y la productividad de las plantas.
ALMA MATER 40
Por Martha Ivette Flores Aceves
Psicóloga de la Dirección de Asistencia Social UAG
EL CÁNCER DE MAMA: PERSPECTIVA PSICOLÓGICA
Cada mes de octubre se busca hacer conciencia sobre el cáncer de mama. Pero es igualmente importante que se conozcan las implicaciones psicológicas de un diagnóstico positivo y de transitar por esta enfermedad. La Organización Mundial de la Salud lo reconoce como el tipo de cáncer más común en el mundo.
Un diagnóstico positivo suele acompañarse de angustia, culpas, enojo, tristeza y desinformación sobre el tratamiento a seguir y cómo será la recuperación. El cáncer de mama suele detectarse de manera repentina, porque aún no es común la cultura de la prevención y el autocuidado. Generalmente, cuando una persona se entera de que tiene cáncer de mama, no le da tiempo de asimilar tantas cosas que están sucediendo, porque todo ocurre muy rápido. El paciente aún no conoce su situación actual cuando ya debe afrontar un tratamiento que suele ser invasivo. Cada paso del proceso de la enfermedad suele acarrear incertidumbre y desconcierto.
Cuando hablamos sobre la terapia del cáncer, difícilmente pensamos en el tratamiento de la salud mental. Claro, pasa algo importante en el cuerpo, pero también suceden muchas cosas en el psiquismo, en la mente. Las implicaciones mentales del cáncer se derivan del impacto de los cambios en el cuerpo, la percepción de la feminidad en el caso de las mujeres, los miedos al porvenir y la idea de la muerte, entre otras. Por eso es importante dar lugar en psicoterapia a estos pensamientos y emociones, de manera que no queden atorados en el cuerpo y en la fantasía, provocando mayor angustia e incluso desesperanza.
Es esencial seguir haciendo conciencia de la existencia del cáncer de mama, fomentar la cultura de la prevención, hacer chequeos frecuentes y acercarse a preguntar, porque si se detecta a tiempo el pronóstico es más favorable. Estar enfermo puede venir acompañado del deseo de soledad y aislamiento por la desesperación e impotencia, pero junto con el tratamiento médico está la posibilidad de acercarse a un profesional de la salud mental para dar espacio también a las emociones y los pensamientos que despierta transitar por esta enfermedad, para luego también recibir ayuda de los seres queridos, buscar redes de apoyo y afrontar cada paso en compañía.
