Estudio: Aumento de temperaturas y picaduras de insectos empeoran productividad de plantas

Los modelos recientes nos dicen que, a medida que nuestro clima aumenta las temperaturas, los herbívoros y las plagas causarán un mayor daño a las plantas y por ende, a los cultivos agrícolas.

En este sentido, un estudio predijo que el rendimiento del cultivo perdido por los insectos aumenta de 10 a 25 por ciento por cada aumento de 1 grado Celsius.

Al respecto, los científicos de la Universidad Estatal de Michigan creen que estos modelos están incompletos y que podemos estar subestimando las pérdidas.

Ello, a raíz de un nuevo estudio que realizaron el que mostró que las plantas de tomate infestadas, en sus esfuerzos por combatir las orugas, no se adaptan bien al aumento de las temperaturas.

Lo anterior se considera una espada de doble filo; que estaría empeorando la productividad de estas plantas.

Según el estudio, hay dos factores en juego. El primero es el aumento de las temperaturas. El metabolismo de los insectos se acelera con el calor y comen más.

Además, las temperaturas más cálidas podrían abrir una gama más amplia de hábitats hospitalarios a los insectos.

Segundo, y esto es lo que ignoran los modelos actuales, es cómo reaccionan las plantas infestadas al calor.

"Sabemos que existen restricciones que impiden que las plantas lidien con dos tensiones simultáneamente", explicó el profesor, Gregg Howe.

Agregó que"en este caso, se sabe poco acerca de cómo las plantas enfrentan el aumento de la temperatura y el ataque de insectos al mismo tiempo; por lo que queríamos intentar llenar ese vacío".

Amenazas en las plantas

Las plantas tienen sistemas para hacer frente a diferentes amenazas; como por ejemplo, un ataque de orugas.

Cuando una oruga muerde una hoja, la planta produce una hormona, llamada Jasmonate, o JA. JA. Esta hormona le dice a la planta que produzca rápidamente compuestos de defensa para frustrar a la oruga.

En cuanto a las temperaturas demasiado altas, los cultivos sobrecalentados tienen otra bolsa de trucos para refrescarse.

Obviamente, no pueden correr por la acogedora sombra debajo de un árbol. También "sudan" al abrir sus estomas, similares a los poros de la piel, para que el agua se evapore y enfríe las hojas.

Nathan Havko, investigador postdoctoral en el laboratorio Howe, tuvo un gran avance cuando cultivó plantas de tomate en cámaras de crecimiento caliente, a 38 grados centígrados.

"Me sorprendió cuando abrí las puertas de la cámara de crecimiento donde los dos conjuntos de plantas crecían a temperaturas 'normales' y 'altas'", dijo Howe. "Las orugas en el espacio más cálido eran mucho más grandes; casi habían borrado la planta".

"Cuando las temperaturas son más altas, una planta de tomate herida produce aún más JA, lo que lleva a una respuesta de defensa más fuerte", puntualizó Havko.

"De alguna manera, eso no disuade a las orugas. Además, descubrimos que JA bloquea la capacidad de la planta para enfriarse, no puede levantar sus hojas o sudar".

Quizás, las plantas cierran sus poros para dejar de perder agua de los sitios heridos, pero terminan sufriendo el equivalente a un golpe de calor.

Incluso es posible que las orugas sean astutas y causen daños adicionales para mantener cerrados los poros de las hojas y elevar las temperaturas de las hojas, lo que acelerará el crecimiento y desarrollo del insecto.

Consecuencias de las altas temperaturas 

"Vemos que la fotosíntesis, que es la forma en que los cultivos producen biomasa, se ve fuertemente afectada en estas plantas", dijo Havko.

"Los recursos para producir biomasa están ahí, pero de alguna manera no se usan adecuadamente y la productividad del cultivo disminuye".

Hay muchas preguntas abiertas por resolver, pero, a partir de ahora, el estudio sugiere que cuando las temperaturas globales aumentan, las plantas se ven perjudicadas en sus mecanismos de defensa.

"Creo que todavía tenemos que apreciar las compensaciones inesperadas entre las respuestas de defensa y la productividad de la planta, especialmente cuando hay otros tipos de estrés ambiental", comentó Howe.

"Activar la respuesta de defensa puede hacer más daño que bien, si las plantas enfrentan altas temperaturas u otras tensiones".

Cabe destacar que este estudio se publicó en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

El equipo de investigación del laboratorio Howe incluye a Michael Das, George Kapali, Nathan Havko y Gregg Howe. La investigación sobre la fotosíntesis se realizó con el apoyo de Alan McClain y Thomas Sharkey del laboratorio de Sharkey.

Revísala aquí.