La comunicación entre las especies de los ecosistemas y el papel de los organismos del suelo (diálogos entre el suelo y el vuelo)

Los organismos de ¿distintas especies? que cohabitan en un ecosistema (plantas y  animales) se comunican entre sí, dejando grabados sus mensajes en otros entes vivos del suelo ¿?

 ¿Te imaginas a los insectos hablando mediante los tejidos de una planta y que dejen los mensajes registrados en los hongos del suelo, con vistas a que sus generaciones futuras tengan información del pobre vegetal?. Al parecer este alucinante y hermoso cuento no es una historia de ciencia ficción. Abajo os la muestro en dos versiones. La primera la firma un plumillas español (…), mientras que la segunda ha sido recogida de Sciencedaily. Veamos (…) larvas de escarabajos pueden comerse las raíces generando daños (stress) en la planta. Los estreses sufridos por el vegetal son transmitidos hasta las hojas (como ocurre siempre que sufren algún tipo de daño) alterando su fisiología. Estas últimas desprenden sustancias volátiles que son interceptadas por otros especies insectos (o sus orugas) que se alimentan del material foliar, informándoles que “se vayan a otro lado a comer (ya hay bastante comensales en el restaurante: no caben más: ¡¡¡¡fuera!!!!)  y/o advirtiéndoles que la planta desprenderá sustancias nocivas que afectaran negativamente a la ingesta (al salir de un restaurante una persona le comunica a otra pretende entrar que no lo haga, ya que la comida le ha sentado como un tiro en el estomago, aunque quizás sea mentira, ya que lo que desea el primero es no tener que competir para encontrar mesa y mantel).  Esos comilones de raíces dejan de paso un rastro o señal, aun no bien identificada,  pero que altera la composición de las comunidades de los hongos del suelo. Cuando generaciones siguientes de la especie vegetal crecen en el mismo sitio, retransmiten la misma consigna a los vástagos de las nuevas generaciones de insectos, ya sean los comedores de hojas o los que se alimentan de raíces. Según los investigadores este tipo de “correos edafológicos” (soil-mails) consistiría en (i) una pequeña centralita con cableado telefónico (la planta); (ii) usuarios a ambos lados de la misma (hojas y raíces); (iii) un contestador/grabador de mensajes (los hongos del suelo) y (iv) unas señales inalámbricas (los gases que desprenden las partes dañadas de la planta). Añadamos de paso que, a nuestro modo de ver, el meollo de este sistema de comunicación se encuentra vehiculado por la rizosfera, que es en donde deben encontrarse los hongos (inferencia por lo redactado en las notas de prensa), dando a si nuestra opinión al interrogante que se plantea en las notas de prensa. Lo que no se infiere de las noticias, como tampoco del abstract del trabajo original es si hablamos de la misma o distintas especies de insectos, lo cual también resulta ser de suma importancia.

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Larva de coleóptero del suelo. Fuente: The Olympia Rose Society

 Juan José Ibáñez

Desconozco se finalmente se corroborará o refutará tal hermosa historia que nos narra la comunicación entre especies tan dispares como plantas e insectos. Empero se me antoja lo suficientemente hermosa, como para desear la primera opción. Otra manera de entender el suelo como un “archivo de memoria”, ya que como os comunicamos en algunos post precedentes se habla del medio edáfico como archivo de memoria, en otros sentidos.

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Escarabajos alimentándose de raíces: Fuente: Feri-lome

 Descubierto el sistema de “mensajería” de los insectos

Los insectos son capaces de usar plantas como si fueran teléfonos y comunicarse, a través de ellas, con otros insectos. Un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores holandeses ha revelado que, por medio de esas mismas plantas, los insectos pueden ‘grabar mensajes’ en el terreno circundante.

FUENTE | ABC Periódico Electrónico S.A. 17/06/2012

Los mensajes que pueden después ser ‘escuchados’ por otros insectos. Los resultados de este sorprendente estudio se publicarán próximamente en la prestigiosa revista Ecology Letters.

Los investigadores, del Instituto Holandés de Ecología (NIOO-KNAW) y de la Universidad de Wageningen (WUR), descubrieron que este inimitable ‘servicio de mensajería funciona, entre otras, en la Senecio jacobaea, una planta silvestre muy común en toda Europa y conocida en España como Hierba de Santiago o Hierba cana. Según el estudio, los insectos consiguen almacenar sus mensajes gracias a los efectos que provocan en los hongos del subsuelo.

Hace ya unos años, los científicos del NIOO descubrieron que algunas clases de insectos herbívoros, tanto subterráneos como de superficie, eran capaces de comunicarse entre ellos utilizando las plantas como si fueran teléfonos. El sistema funciona como sigue: al ser devoradas sus raíces por algún insecto subterráneo, las plantas realizan sutiles cambios en la composición química de las hojas, que de esta forma emiten tenues señales al aire.

Esas señales sirven para ‘convencer’ a los insectos de superficie para que seleccionen otras plantas para alimentarse y así evitar la competencia, o escapar de las defensas venenosas generadas por la planta. Pero la cosa no acaba aquí.

El nuevo estudio muestra que los insectos son capaces de dejar mensajes que quedan ‘grabados’ en el suelo incluso después de haberse alimentado de la planta. Y que esos mensajes, que contienen detalles concretos sobre las plantas, pueden pasar a futuras plantas que crezcan en el mismo terreno y ser transmitidos después, por lo tanto, a otros insectos diferentes.

NARRACIÓN DEL SUFRIMIENTO

Se trata, además, de mensajes muy específicos y llenos de significado: las nuevas plantas pueden ‘contar’ cuánto sufrieron sus predecesoras a causa de las orugas que se comieron sus hojas. O de los insectos que devoraron sus raíces. Es decir, transmitir a otros insectos detalles sobre su sabor o grado de comestibilidad.

“Las nuevas plantas -explica Olga Kostenko, investigadora del NIOO y autora principal del estudio- decodifican un ‘mensaje de voz’ que llega del pasado y lo pasan a la siguiente generación de insectos herbívoros, sus enemigos. De esta forma, los insectos reviven el pasado”. Se ha comprobado que estos mensajes influyen de forma decisiva en el crecimiento y en la manera de comportarse de estos insectos. Las comunidades actuales de insectos resultan, de este modo, influenciadas por los mensajes dejados por las generaciones anteriores.

Para llegar a estas conclusiones, Kostenko y sus colegas cultivaron Hierba de Santiago en un invernadero y la dejaron a merced de orugas devoradoras de hojas y de larvas comedoras de raíces. Después hicieron crecer nuevas plantas en el mismo terreno y las expusieron, de nuevo, al ataque de las mismas clases de insectos.

“Lo que descubrimos -explica Kostenko- es que la composición de los hongos del terreno cambiaba de manera radical tanto si los insectos habían devorado raíces u hojas. Esos cambios en la comunidad de hongos, a su vez, afectaba al crecimiento y a la química de la siguiente hornada de plantas, y por lo tanto a los insectos de esas nuevas plantas“.

En otras palabras, el crecimiento y el sabor de las nuevas plantas crecidas en el mismo terreno reflejaban fielmente las condiciones en las que habían vivido las plantas anteriores. De esa forma, las nuevas plantas podían transmitir esos ‘mensajes’ grabados en el suelo a todos sus enemigos.

“¿Cuánto tiempo pueden permanecer esos mensajes en el terreno? -se pregunta Kostenko-. Eso es precisamente lo que me gustaría averiguar ahora. Estamos trabajando en ello, y también en la cuestión de cómo de extendido está este sistema en la Naturaleza”.

Autor: José Manuel Nieves

Noticia original en Inglés

Voicemail Discovered in Nature: Insects Receive Soil Messages from the Past

ScienceDaily (June 12, 2012) — Insects can use plants as ‘green phones’ for communication with other bugs. A new study now shows that through those same plants insects are also able to leavevoicemailmessages in the soil. Herbivorous insects store their voicemails via their effects on soil fungi. Researchers from the Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW) and Wageningen University (WUR) discovered this unique messaging service in the ragwort plant. The journal Ecology Letters will soon publish these results.

A few years ago, NIOO scientists discovered that soil-dwelling and above-ground insects are able to communicate with each other using the plant as a telephone. Insects eating plant roots change the chemical composition of the leaves, causing the plant to release volatile signals into the air. This can convince above-ground insects to select another food plant in order to avoid competition and to escape from poisonous defense compounds in the plant. But the impact doesn’t stop there.

The new research shows that insects leave a specific legacy that remains in the soil after they have fed on a plant. And future plants growing on that same spot can pick up these signals from the soil and pass them on to other insects. Those messages are really specific: the new plant can tell whether the former one was suffering from leaf-eating caterpillars or from root-eating insects. “The new plants are actually decoding a ‘voicemail’ message from the past to the next generation of plant-feeding insects, and their enemies,” recaps NIOO researcher and first author Olga Kostenko. “The insects are re-living the past.” This message from the past strongly influences the growth and possibly also the behavior of these bugs. Today’s insect community is influenced by the messages from past seasons.

Kostenko and her colleagues grew ragwort plants in a greenhouse and exposed them to leaf-eating caterpillars or root-feeding beetle larvae. Then they grew new plants in the same soil and exposed them to insects again. “What we discovered is that the composition of fungi in the soil changed greatly and depended on whether the insect had been feeding on roots or leaves,” explains Kostenko. “These changes in fungal community, in turn, affected the growth and chemistry of the next batch of plants and therefore the insects on those plants.” Growth and palatability of new plants in the same soil thus mirrored the condition of the previous plant. In this way, a new plant can pass down the soil legacy or message from the past to caterpillars and their enemies.

How long are these voicemail messages kept in the soil? That’s what I also would like to know!” adds Kostenko. “We’re working on this, and on the question of how widespread this phenomenon is in nature.”

The research project was financed by a personal innovation grant of the Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) to Martijn Bezemer from the NIOO.

Story Source:

The above story is reprinted from materials provided by Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW).

Journal Reference: Olga Kostenko, Tess F. J. Voorde, Patrick P. J. Mulder, Wim H. Putten, T. Martijn Bezemer. Legacy effects of aboveground-belowground interactions. Ecology Letters, 2012; DOI: 10.1111/j.1461-0248.2012.01801.x

Abstract

Root herbivory can greatly affect the performance of aboveground insects via changes in plant chemistry. These interactions have been studied extensively in experiments where aboveground and belowground insects were feeding on the same plant. However, little is known about how aboveground and belowground organisms interact when they feed on plant individuals that grow after each other in the same soil. We show that feeding by aboveground and belowground insect herbivores on ragwort (Jacobaea vulgaris) plants exert unique soil legacy effects, via herbivoe-induced changes in the composition of soil fungi. These changes in the soil biota induced by aboveground and belowground herbivores of preceding plants greatly influenced the pyrrolizidine alkaloid content, biomass and aboveground multitrophic interactions of succeeding plants. We conclude that plant-mediated interactions between aboveground and belowground insects are also important when they do not feed simultaneously on the same plant.

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