No sólo los humanos tenemos la capacidad de comunicarnos. La abeja reina emite feromonas para controlar a sus obreras y las hembras de ratón pueden sufrir un aborto sólo oliendo los compuestos producidos por un macho que no la haya fecundado. También las plantas, que se comunican mediante señales químicas que se difunden en su entorno y las ayudan a interactuar entre sí y con los seres vivos que las rodean, incluyendo los microorganismos.
La comunicación vegetal es un hecho. Las plantas emiten compuestos orgánicos volátiles (COVs) que les sirven para atraer polinizadores, para disfrutar de protección contra ciertos estreses ambientales o para repeler herbívoros. Investigadores del Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) estudian la estrecha relación que existe entre estos compuestos y los microorganismos que habitan la planta. "Conocer la microbiota que vive en las plantas y su interacción con los COVs puede ayudar a comprender mejor la contribución que estas emisiones hacen a la composición de la atmósfera e, incluso, los efectos en el clima que se pueden derivar" explica Gerard Farré-Armengol, autor principal de un estudio reciente.
Las plantas no utilizan los COVs sólo para su propio beneficio, sino que estas sustancias también las ayudan a relacionarse con las bacterias y hongos que cubren su superficie. Las partes aéreas de la planta, que componen la filosfera, son colonizadas principalmente por bacterias y en menor cantidad por hongos, como también ocurre en las raíces. "Puede haber 10 millones de bacterias por centímetro cuadrado de hoja. Si imaginamos la cantidad de bacterias que tiene cada planta, y al mismo tiempo, la inmensidad de superficies vegetales que hay en el planeta, podemos hacernos una idea de cuán importantes son estos microorganismos", valora el Dr. Farré-Armengol.
Los COVs emitidos por la planta determinan qué microbiota podrá vivir en la filosfera: aquellos microorganismos que sean capaces de alimentarse de los mismos compuestos orgánicos volátiles y también aquellos que sean resistentes a determinados COVs con efectos antimicrobianos. De hecho, en cada tejido de la planta puede ser que proliferen diferentes tipos de microorganismos, como ocurre en los humanos. El tipo de bacterias de la piel no coincide con el del intestino, como tampoco coincide la microbiota de las flores y las hojas.
A su vez, la microbiota puede producir sus propios COVs, que se mezclan con los de la planta. Por ejemplo, los microorganismos de las flores y frutos afectarán el aroma que emiten éstos. Además, las moléculas gaseosas liberadas por los hongos y las bacterias pueden mejorar el crecimiento de la planta, su resistencia ante situaciones de estrés y prevenir el ataque de microorganismos patógenos.
Control de COVs en agricultura
Teniendo en cuenta la importancia de la microbiota de las partes aéreas de la planta, ¿qué pasaría si se fumiga un terreno y se destruye todo este microambiente? "Si aplicamos pesticidas en cultivos para que no haya infecciones de microbios, no sólo eliminaremos los microorganismos infecciosos. También mataremos aquellos que están de forma natural en la planta y que le modifican o participan en características tan importantes como el olor de las flores. Así, la respuesta de los polinizadores puede ser también diferente y terminar afectando la producción de los cultivos de forma negativa", responde el investigador del CISC en el CREAF Gerard Farré-Armengol.
El futuro de la agricultura pasa por encontrar pesticidas que eliminen hongos o bacterias patógenas, pero no los integrantes de la filosfera. De esta manera los compuestos orgánicos volátiles no se verían alterados y la polinización o herbivoría sería la natural. El resultado, una producción mejorada.
El reino animal, también
Científicos del Centro Oceanográfico de Baleares del IEO, en colaboración con el Laboratori d´Investigacions Marines i Aqüicultura (LIMIA) del Govern de les Illes Balears y el Institut Mediterrani d´Estudis Avançats (CSIC-UIB IMEDEA), han realizado un novedoso experimento en el que han observado el comportamiento de juveniles de tordo (Symphodus ocellatus), un pez muy abundante en aguas costeras del Mediterráneo, ante diferentes estímulos olfativos. Este trabajo, publicado en la revista Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, supone la primera descripción del uso de quimio-receptores en una especie mediterránea en la selección de masas de agua en función del olor que desprenden.
En total se testaron las respuestas de los peces frente a cinco masas de agua con distintos olores: un agua control sin olor, un agua con olor a Posidonia oceanica, otra con aroma a algas, agua con fragancia a depredador y una última con olor a ejemplares de la misma especie. Aunque los peces no demostraron preferencias claras por ninguna masa de agua en cuanto al tiempo que permanecían en cada una de ellas, sí que se observaron diferencias claras en su comportamiento. Los peces se movían más rápido y con movimientos más bruscos en las masas de agua que contenían información química del hábitat de Posidonia oceanica, algas y depredador y más despacio en el agua que contenía la información química de los individuos de la misma especie.
"Es posible que los olores de Posidonia, algas y depredador provocaran un comportamiento más activo, relacionado con la búsqueda de la comida y la huida del depredador, respectivamente", explica Adam Gouraguine, investigador predoctoral de la Universidad de Essex en el Centro Oceanográfico de Baleares del IEO y primer autor del trabajo. "En el caso del agua con la información química de la misma especie, es posible que los individuos se sintieran más tranquilos mostrando un movimiento más lento", añade el científico.
Para llevar a cabo el experimento se ha utilizado un sistema de selección de flujo que tiene la capacidad de hacer pasar hacia un compartimento de dimensiones reducidas dos masas de agua de diferentes propiedades químicas sin que éstas se mezclen. El aparato utilizado en el experimento de selección de masas de agua está equipado con una cámara de vídeo que permite garbar y seguir el movimiento del pez dentro del compartimento de selección. El análisis consistió en testar las respuestas de cada pez dentro del compartimento tanto en el tiempo residencial en cada masa de agua, como en la velocidad y el número de movimientos bruscos.
Existen numerosos estudios sobre la detección olfativa de los compuestos químicos por parte de diferentes especies de peces, pero todavía no está clara la importancia que tiene la detección olfativa de estos compuestos en la selección de hábitats en el medio marino.
Este trabajo supone una contribución significativa al estudio de la selección de masas de agua por parte de peces, ya que aporta una nueva metodología de análisis. Aparte del análisis convencional que se basa en el tiempo pasado en cada masa de agua como el indicador principal de la preferencia, en este estudio también se analizaron las velocidades y el número de movimientos bruscos de cada pez. De este modo los científicos han podido demostrar que los juveniles de Symphodus ocellatus son capaces de detectar y reaccionar frente la información química presente en el mar, aunque la respuesta de comportamiento es compleja y no se refleja solo en los tiempos residenciales, tal como se ha visto en los estudios previos de las especies tropicales. "Por lo tanto, es imprescindible incluir el análisis de velocidad en los futuros estudios con el fin de estudiar la selección del hábitat utilizando este tipo de metodología", concluye Gouraguine.
