Glifosato y resistencia: Cómo las plantas enfrentan herbicidas e insectos

Las plantas que pueden resistir los efectos del glifosato también resisten el daño de los insectos herbívoros, según un estudio de la Universidad de Michigan.

Los investigadores de la U-M también encontraron lo contrario: las plantas tratadas con glifosato, y que son susceptibles a este, también son susceptibles al daño de los insectos. Esto sugiere que el glifosato puede alterar la coevolución de las plantas y sus insectos. Sus resultados están publicados en la revista New Phytologist.

"Cuando las personas piensan en los herbicidas y los estudian en plantas, piensan en la resistencia a los herbicidas. La resistencia es un gran problema, la tolerancia es un gran problema", dijo la autora principal Grace Zhang, estudiante de doctorado de la U-M que trabaja con Regina Baucom, profesora en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva. "Pero, más allá de eso, realmente no tenemos una idea clara de cómo impactan los herbicidas en la evolución de las plantas en general, y también cómo podrían afectar la forma en que las plantas interactúan con otros elementos en su entorno".

Para examinar los efectos del glifosato en Ipomoea purpurea, Zhang plantó 1,600 plantas en los Jardines Botánicos Matthaei de la U-M. Rociando la mitad de las plantas con glifosato, luego registró las características de crecimiento.

Estas características incluían la cantidad de daño que el glifosato causaba a las plantas. Zhang también registró el daño de insectos tanto en las plantas tratadas como en las plantas testigo, señalando los insectos herbívoros que mordisqueaban agujeros en el centro de las hojas, en los márgenes de las hojas, o raspaban células de la superficie de las hojas.

Zhang descubrió que el glifosato impacta el patrón de daño por herbivoría: las plantas tratadas con glifosato sufrían más daño de insectos en comparación con las plantas testigo. Las plantas tratadas con glifosato tenían mayores tasas de agujeros masticados en las hojas, así como mordidas alrededor del margen de las hojas. Sin embargo, hubo una menor proporción de hojas que mostraban daños en la superficie.

Pero los investigadores se sorprendieron al descubrir que las plantas resistentes al glifosato tenían menos daño por insectos, y las plantas sensibles al glifosato tenían más daño por insectos.

Los investigadores también midieron la aptitud de la planta, o su probabilidad de producir semillas. Descubrieron que había una selección positiva actuando sobre la resistencia al glifosato: es decir, las plantas que son más resistentes al glifosato tienden a ser más aptas y más propensas a producir semillas que aquellas que no lo son.

"Esto es realmente interesante porque las implicaciones son que hay una relación causal entre la resistencia al glifosato y la resistencia a la herbivoría", dijo Zhang. "Si se están seleccionando niveles más altos de resistencia al glifosato, entonces tal vez se arrastren niveles más altos de resistencia a la herbivoría junto con eso, cuando se trata de selección positiva".

"La teoría ecológica nos dice que es más probable que haya una compensación entre estos dos rasgos: una planta es más propensa a destinar más energía a protegerse contra uno de ellos en lugar del otro. Pero no vimos eso. Vimos lo opuesto", dijo Zhang.

Zhang y Baucom no saben por qué las plantas resistentes al glifosato también eran resistentes al daño de los insectos, pero tienen algunas hipótesis. El glifosato actúa atacando lo que se llama la vía del ácido shikímico en las plantas. La vía del ácido shikímico es un proceso metabólico responsable de producir corismato, un precursor de aminoácidos aromáticos como el triptófano y la fenilalanina. El ácido salicílico, el compuesto amargo del cual se deriva la aspirina, también es un producto de la vía del ácido shikímico. Las plantas usan estos compuestos como defensa contra la herbivoría. El glifosato detiene la producción de corismato, lo que interrumpe la cascada de defensa contra la herbivoría.

¿Y en cuanto a las plantas que son resistentes al glifosato? Los investigadores teorizan que algunas plantas de glorias de la mañana pueden tener múltiples genes trabajando juntos para formar rutas de desintoxicación que pueden desviar el glifosato. Desintoxicar el herbicida permite que la planta produzca la molécula precursora, el corismato, responsable de las defensas contra los insectos. Los científicos planean investigar esta línea de investigación en trabajos futuros.

"Pero realmente no han examinado esta cuestión desde un nivel más comunitario: ¿Cómo actúa el herbicida como un disruptor a este nivel? Así que en eso realmente queríamos centrarnos: ¿Cómo impacta este nuevo agente disruptivo, creado por el ser humano, una relación muy natural y de largo plazo entre las plantas y sus insectos?"