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Bioquímica vegetal

Mecanismos químicos de defensa en las plantas

Los vegetales poseen mecanismos de defensa que reflejan una gran diversidad bioquímica, resultado de interacciones complejas.

Ejemplar de una planta piperácea. [Cortesía de Jorge M. Vivanco, Eric Cosio, Víctor M. Loyola-Vargas y Héctor E. Flores]

Las plantas, organismos sésiles, están obligadas a discriminar entre los diferentes retos que les plantea su entorno y responder a ellos. Estas respuestas a su ambiente biótico y abiótico les permiten la mejor distribución de sus recursos para crecer, reproducirse y defenderse. No debe, pues, sorprendernos que gran parte de las reacciones de defensa se reflejen en una diversidad bioquímica que tiene muy pocos paralelos con otros grupos de organismos. De hecho, el repertorio bioquímico de las plantas es único.

La enorme diversidad fitoquímica y el largo tiempo de evolución de este metabolismo han resultado en interacciones de complejidad creciente. En el caso de las interacciones entre plantas e insectos, por ejemplo, ciertos compuestos con estructuras muy similares pueden ejercer actividades muy disímiles, desde insecticidas hasta repelentes o incluso atrayentes. Tamaña variedad de respuestas, resultado de una compleja coevolución, no solo resulta fascinante desde el punto de vista biológico, sino que también acarrea consecuencias económicas importantes.

La interacción con organismos microbianos, herbívoros y otras especies de plantas puede ser de carácter positivo, negativo o neutral. Depende, en cada caso, de una serie de vinculaciones complejas, sobre la mayoría de las cuales conocemos muy poco. Haremos aquí hincapié en las interacciones de carácter negativo, casi siempre asociadas a la supervivencia ante el ataque de predadores, parásitos o patógenos; comportan un marco de competencia interespecífica.

Aunque los mecanismos químicos involucrados en estos tres tipos de interacciones pueden ser de naturaleza similar, para su mejor comprensión las abordaremos por separado.

Interacciones entre plantas y microorganismos

La propuesta de una función defensiva para los compuestos fitoquímicos se avanzó hace un siglo. En 1905, Marshall Ward postuló que los «anticuerpos» y las toxinas producidas por la planta desempeñaban una función importante para frenar el proceso infeccioso. Estos compuestos defensivos podían encontrarse, preformados, antes de la infección o podían sintetizarse en respuesta a la misma y ser, por tanto, inducibles o subsiguientes a la infección.

En 1941, Müller y Börger refinaron la concepción de Ward. Bautizaron con el nombre de fitoalexinas a los compuestos químicos sintetizados por la planta en respuesta a una invasión microbiana. La primera fitoalexina fue aislada y caracterizada en 1960 por Cruickshank y Perrin. Al compuesto aislado, un isoflavonoide pterocarpano, se le denominó pisatina; se había aislado a partir de las vainas de guisante (Pisum sativum).

La investigación ulterior ha puesto de manifiesto la amplia diversidad de la naturaleza química de las fitoalexinas. Cubre prácticamente todo el espectro químico de los productos naturales que hallamos en los vegetales.

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