Las orugas recurren al canibalismo: Estudio

Un gusano soldado en una planta de tomateDR. BRIAN CONNOLLYCuando las plantas son atacadas, por ejemplo, por una oruga hambrienta, muchas de ellas activan defensas que hacen que su follaje sea menos sabroso, menos nutritivo o tóxico. Pero hasta ahora, los científicos no estaban seguros de cuáles eran las consecuencias de estas defensas de las plantas para la oruga. En un artículo publicado hoy (10 de julio) en Nature Ecology & Evolución, los investigadores han demostrado que las protecciones de una planta de tomate (Solanum lycopersicum) pueden estimular las orugas del gusano cogollero (Spodoptera exigua) para canibalizar a otras orugas.

“Hemos sabido durante mucho tiempo que los herbívoros comen otros insectos, pero hasta ahora las personas que estudian herbívoros han ignorado eso porque’mucho más fácil poner herbívoros en una papelera ordenada en la que solo comen plantas” dice el ecologista de la Universidad Estatal de Michigan William Wetzel, quien no participó en el estudio. “Y esto es algo de…

John Orrock, ecologista de la Universidad de Wisconsin, Madison, suele estudiar cómo se comportan los animales cuando corren el riesgo de ser atacados, pero quedó intrigado por la capacidad de las plantas también hay que responder a las amenazas. Las plantas no son meros espectadores, dice.

Una de las reacciones de las plantas es producir sustancias químicas de sabor desagradable, y Orrock tenía curiosidad por saber cómo afectaban a los herbívoros. Una vez que la planta cambia su química, se nos ocurrió que la planta podría volverse tan desagradable que un elemento mejor en el menú podría ser una oruga, dice.

Orrock y sus colegas activaron las defensas de las plantas de tomate rociándolas con concentraciones crecientes de metil jasmonatea versión de una sustancia química que liberan las plantas cuando son atacadas y que desencadena respuestas posteriores, como una mayor producción de metabolitos tóxicos. Luego, los autores colocaron orugas de gusano soldado en las plantas. En las plantas que recibieron dosis más altas del aerosol inductor de defensa, las orugas comenzaron a comerse a otras orugas antes, lo que condujo a mayores tasas de canibalismo.

Estas plantas también perdieron menos follaje frente a los animales. Es el momento en que ocurre [el canibalismo] lo que más importa desde la perspectiva de las plantas. Mientras [las orugas] se comen entre sí, reducen el número disponible para comerse la planta, explica Orrock.

Sabemos relativamente poco sobre los mecanismos ecológicos o de comportamiento que permiten que estas defensas inducidas sean efectivas, dice Richard Karban, ecologista de la Universidad de California, Davis, que no participó en el trabajo. Este es un estudio emocionante porque presenta un mecanismo de comportamiento novedoso para explicar cómo podrían funcionar las defensas inducidas.

Para estar seguro de que el canibalismo es lo que mató a las orugas, y no solo la mala calidad alimento vegetal, los autores habían evaluado previamente la supervivencia de orugas individuales en plantas tratadas y de control durante los mismos períodos de tiempo y no encontraron diferencias. Y demostraron en el estudio que las orugas de las plantas altamente defendidas crecían menos que las de las plantas de control, a menos que los investigadores les dieran de comer orugas recién congeladas, y entonces crecían tan bien como las orugas de las plantas de control.

Las orugas cuyos tractos digestivos son agradables y están llenos de otras orugas tienen menos probabilidades de comer tanto material vegetal, por lo que la planta también se beneficia desde esa perspectiva, dice Orrock.

Este trabajo es un gran paso adelante en nuestra comprensión de la complejidad de las interacciones planta-herbívoro, dice Wetzel. Cómo estas interacciones podrían afectar la reproducción en los herbívoros e impactar en su descendencia son direcciones interesantes para futuras investigaciones, agrega.

Karban plantea la posibilidad de que suceda mucho más con los herbívoros cuando las plantas se ponen a la defensiva. Esta es una nueva respuesta de comportamiento a los cambios inducidos en las plantas, dice. ¿Hay otras respuestas de comportamiento que los herbívoros hacen cuando sus plantas cambian? Puede haber otros mecanismos novedosos por ahí.

La idea de que los cambios en la química de las plantas y, por lo tanto, la resistencia de las plantas pueden cambiar la probabilidad de canibalismo es muy original, dice Andre Kessler, ecólogo químico de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, que no participó en el estudio. Pero advierte que los resultados no son del todo convincentes. Desde el punto de vista de la planta, lo que me gustaría ver es un daño real por parte de los herbívoros en lugar de una aplicación de jasmonato. ¿Sucede lo mismo cuando tengo una oruga alimentándose de la planta primero y luego coloco orugas en esa planta ya dañada?

Orrock reconoce que el trabajo futuro debe explorar qué tan relevantes son estos hallazgos más allá de la cuidadosa entorno de laboratorio controlado. Se están realizando experimentos de seguimiento para abordar la cuestión de cómo se desarrolla esta dinámica cuando los herbívoros pueden moverse entre múltiples plantas. Si el movimiento impide esta dinámica o la atenúa, entonces puede ser menos importante en el mundo real, dice. Ahora que hemos demostrado que puede suceder, debemos averiguar con qué frecuencia sucede.

J. Orrock et al., Las defensas inducidas en las plantas reducen la herbivoría aumentando el canibalismo, Nature Ecology & Evolution, doi:10.1038/s41559-017-0231-6, 2017.

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