En todo el mundo, los agricultores están enfrascados en una carrera armamentista contra las plagas y los patógenos. Durante décadas, los pesticidas han sido su arma más poderosa, permitiéndoles cultivar alimentos suficientes para alimentar a miles de millones de personas. Pero a medida que las plagas evolucionan, estos productos químicos se vuelven menos efectivos. También tienen un alto costo: dañan los ecosistemas, contaminan el agua y plantean riesgos para la salud humana.
Ahora, un grupo de científicos cree haber encontrado una forma diferente de ayudar a los cultivos a defenderse. Y no implica rociar más productos químicos. En cambio, están recurriendo a algo mucho más natural: los propios sistemas inmunológicos de las plantas.
En un estudio publicado en Frontiers in Science, investigadores de Francia de la Universidad de Neuchâtel exploran cómo la “resistencia inducida” -una especie de preparación inmunológica para las plantas- podría reconfigurar el futuro de la agricultura. El proceso, que es similar a cómo funcionan las vacunas en los humanos, ayuda a las plantas a defenderse activando sus mecanismos de defensa naturales. Con el tiempo, podría reducir drásticamente la necesidad de pesticidas y, al mismo tiempo, hacer que los cultivos sean más resistentes en un entorno en constante cambio.
“Si bien la resistencia inducida se ha estudiado durante décadas, su explotación en la protección de cultivos recién ha comenzado a ganar impulso recientemente”, dijo la profesora Brigitte Mauch-Mani, autora principal del estudio. “Abogamos por un enfoque holístico para la protección de cultivos, que combina múltiples estrategias para ofrecer soluciones personalizadas. La resistencia inducida se encuentra en el corazón de ese enfoque integrado”.
La memoria de una planta
La idea detrás de la resistencia inducida (RI) es simple y poderosa. Cuando una planta se encuentra con una amenaza leve, como un insecto que mordisquea sus hojas o un patógeno que ataca sus células, no solo intenta defenderse del ataque inmediato. Lo recuerda.
El sistema de defensa de la planta se “prepara”, lo que significa que puede responder más rápido y con más fuerza la próxima vez que se enfrenta al mismo enemigo. En esencia, la planta ha aprendido a protegerse de manera más eficiente, tal como lo haría el sistema inmunológico de una persona después de recibir una vacuna.
“Básicamente, la RI (también conocida como vacunación de plantas) está poniendo a las plantas en alerta máxima”, dijo Mauch-Mani a ZME Science en un correo electrónico.
“Gracias a la resistencia inducida, las plantas tienen una notable capacidad de ‘aprender’ de estos encuentros”, añadió. “Utilizan sus propias capacidades de defensa para reaccionar más rápido y con más fuerza que antes”.
La resistencia inducida funciona de forma muy similar al sistema inmunológico de una planta. Funciona a través de vías de señalización complejas, donde ciertos compuestos, como el ácido jasmónico y el ácido salicílico, desempeñan un papel central. Estos productos químicos ayudan a orquestar la respuesta de la planta, iniciando la producción de proteínas defensivas, fortaleciendo las paredes celulares e incluso liberando compuestos que pueden inhibir o matar directamente a los organismos invasores. Una vez preparada, la planta puede permanecer en un estado elevado de defensa durante mucho tiempo.
“Dado que la resistencia inducida utiliza las propias capacidades de defensa de las plantas, reduce la necesidad de un aporte de pesticidas potencialmente dañinos. Además, las plagas y los patógenos tienen menos probabilidades de desarrollar resistencia a la resistencia inducida que a los pesticidas, lo que conduce a una protección estable a largo plazo”, dijo Mauch-Mani.
De hecho, algunas plantas incluso transmiten esta “preparación” a la siguiente generación. Los científicos sospechan que esta memoria puede transmitirse a través de mecanismos epigenéticos, cambios que no alteran el ADN de una planta, pero le permiten adaptarse en función de experiencias pasadas.
Un equilibrio delicado
Pero a pesar de todas sus promesas, la resistencia inducida conlleva desafíos. Uno de los mayores es encontrar el equilibrio adecuado entre crecimiento y defensa. Cuando el sistema inmunológico de una planta se activa a toda marcha, desvía energía que de otro modo podría destinarse a crecer más alto o producir frutos. Demasiada defensa puede dar lugar a plantas atrofiadas, como descubrieron Mauch-Mani y sus colegas.
“En colaboración con colegas, generamos Arabidopsis transgénica que producía constitutivamente ácido salicílico (un buen inductor de IR). Las plantas eran resistentes a cualquier patógeno y plaga que encontraran. Los colegas bromeaban diciendo que en realidad no era resistencia; ¡las plantas eran demasiado pequeñas para comer!”, dijo Mauch-Mani.
Este equilibrio entre resistencia y crecimiento es un obstáculo que los científicos están trabajando para superar. Y luego está la cuestión de qué tan bien funciona la resistencia inducida en condiciones del mundo real. Si bien ha demostrado ser prometedor en entornos controlados, la variabilidad de los campos agrícolas (con sus fluctuaciones de temperaturas, condiciones del suelo y vida microbiana) podría complicar las cosas. Pero Mauch-Mani confía en que con más investigaciones, estos obstáculos se podrán superar.
“Necesitamos entender cómo los factores ambientales influyen en la resistencia inducida”, dijo. “Esto nos ayudará a desarrollar estrategias que la hagan lo más efectiva posible en diferentes condiciones”.
De la granja a la mesa
Hay otra razón para estar entusiasmados con este descubrimiento: podría hacer que nuestra comida sea más saludable. Cuando las plantas activan sus defensas, no solo ahuyentan a las plagas. También producen compuestos que son beneficiosos para los humanos: sustancias como los polifenoles y los flavonoides, que son conocidos por sus propiedades antioxidantes.
“La inducción de las defensas de las plantas con frecuencia da como resultado niveles más altos de estos compuestos bioactivos en frutas, verduras y hierbas”, explicó Mauch-Mani. “Estos compuestos tienen efectos protectores sobre las células humanas y podrían mejorar la calidad nutricional de nuestros alimentos”.
En otras palabras, la resistencia inducida no solo hace que las plantas sean más resistentes, sino que podría hacer que los alimentos que producen sean más saludables y nutritivos. Imagine un futuro en el que menos pesticidas signifiquen no solo un medio ambiente más limpio, sino también mejores alimentos para todos.
Sin embargo, llegar allí no será fácil. Los investigadores enfatizan que la resistencia inducida no es una solución mágica. Para transformar verdaderamente la agricultura, debe ser parte de una estrategia más amplia, que incluya técnicas como el manejo integrado de plagas (MIP), que utiliza a los depredadores naturales de las plagas para mantenerlas bajo control. Juntos, estos enfoques podrían reducir la dependencia de los productos químicos y crear un sistema agrícola más sostenible. Mauch-Mani señala que para integrar con éxito la resistencia inducida en las prácticas agrícolas será necesaria una amplia colaboración entre todas las partes interesadas.
“Por eso creemos en la importancia de los extensionistas que pueden “traducir” los resultados científicos para que sean utilizables para los agricultores, pero también para traducir las necesidades de los agricultores para que nosotros, como científicos, las comprendamos y podamos trabajar para lograrlas”, dijo Mauch-Mani.
Si tiene éxito, este podría ser el comienzo de una nueva era en la agricultura: una en la que los cultivos se defiendan por sí solos, los alimentos sean más saludables y el planeta sea un poco más verde.
Fuente: ZME Science.
