Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/435/14
México, D.F., 17 de diciembre de 2014

• Las orugas de la mariposa monarca al alimentarse de las hojas de algunas plantas secuestran los alcaloides que éstas producen y los almacenan principalmente en sus alas, lo que protege a estas mariposas de muchos depredadores, sostiene la investigadora Ana Luisa Anaya Lang

La presencia de la planta Commelina diffusa es muy útil en los cafetales de manejo tradicional pues inhibe el crecimiento de otras hierbas que pueden competir por los nutrientes del suelo.
Foto: Conabio.
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La producción de diversos compuestos químicos por parte de diversos organismos y su liberación al ambiente, determinan las relaciones químicas entre unos y otros. Estos compuestos reciben el nombre de metabolitos secundarios, los que a su vez son llamados infoquímicos, aleloquímicos, alelopáticos, feromonas o semioquímicos, dependiendo del papel ecológico que desempeñen.

Durante la evolución, la selección natural ha posibilitado que algunos metabolitos secundarios cambien su función alelopática: se transforman de toxinas o repelentes en atrayentes o defensas para los herbívoros. Los animales del tercer eslabón trófico (carnívoros), pueden adaptarse a las toxinas que los herbívoros acumularon, así se convierten en especialistas y conforman cadenas tróficas complejas donde los metabolitos secundarios desempeñan un papel primordial, explicó la doctora Ana Luisa Anaya Lang, del Instituto de Ecología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Un ejemplo de lo anterior son las orugas de la mariposa monarca Danaus plexippus que al alimentarse de las hojas de algunas plantas como Asclepias curassavica y Asclepias cordifolia, secuestran los alcaloides (compuestos químicos con propiedades farmacológicas en bajas concentraciones) que éstas producen y los almacenan principalmente en sus alas, lo que protege a estas mariposas de muchos depredadores.

El hecho de que un metabolito secundario o alelopático afecte la germinación, el crecimiento, el desarrollo o la salud de una planta, animal o microorganismo, habla de un efecto específico sobre diversos procesos celulares como la respiración, la fotosíntesis, la división celular, la estructura cromosómica, entre otros.

De esta manera, es necesario estudiar los efectos alelopáticos directamente en las células, para identificar cuáles son los procesos fisiológicos y bioquímicos afectados, y conocer el fundamento de los mecanismos de acción de los alelopáticos a nivel celular.

El café bajo la sombra

Uno de los proyectos en los que la investigadora ha participado se llevó acabo en Coatepec y Huatusco, en el estado de Veracruz, en diversos tipos de cafetales; uno de ellos fue en un cafetal con manejo tradicional, el cual se caracteriza por la presencia de árboles de sombra, lo que contribuye a que la estructura de este tipo de agroecosistema se asemeje al bosque templado de montaña.

La primera etapa de esta investigación consistió en buscar el potencial alelopático entre las principales especies vegetales del lugar y en las plantas de café. Para ello se probaron lixiviados acuosos de las hojas –que se obtuvieron al remojarlas durante tres horas en agua para que liberaran los compuestos que contienen– de dos árboles de sombra, Inga sp. y Leucaena pulverulenta (de la familia de las leguminosas) y bajo los cuales crecían las plantas del café o cafetos, y se encontró que inhibieron el crecimiento de plantas herbáceas como Rumex sp. y Mimosa pudica.

Durante este estudio se observó que en el suelo del cafetal crecía una hierba llamada Commelina diffusa que no permitía que otras hierbas crecieran junto a ella, lo cual no sucedía en los cafetales que estaban expuestos al sol. Además, cuando la Commelina estaba crecida, los agricultores la cortaban, la secaban y la ponían alrededor del café, y esta cobertura vegetal muerta también evitaba el crcimiento de otras plantas que podían competir con los cafetos por los nutrientes del suelo.

En una etapa más avanzada del proyecto se estudió la diversidad de los hongos endófitos de las plantas del café y de las comunidades que estos hongos forman en sus hojas, así como las interacciones in vitro que algunos de estos endófitos establecían con algunos de los principales hongos patógenos que dañan a las plantas del café.

Los hongos endófitos habitan en las plantas sin causar algún síntoma de enfermedad, y tienen una relación estrecha con su planta hospedera, ya que los hongos de este tipo producen metabolitos secundarios que pueden modificar, por ejemplo, los mecanismos de defensa de la planta y así asegurar la supervivencia de la planta y, por lo tanto, de ellos mismos.

Los resultados de la investigación de la alelopatía en los cafetos, mostró que la mayor diversidad de hongos endófitos se encontraba en las hojas de aquellos que crecían bajo un manejo tradicional. “Un resultado interesante consistió en que la mayoría de los hongos endófitos de las hojas de la planta del café crecieron más rápido en un medio de cultivo al que se le agregó el extracto acuoso (solución a base de agua) de las hojas del café”, añadió la especialista integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

Proyectos en curso

Actualmente, la investigadora participa con el doctor Guillermo Delgado, del Instituto de Química de la UNAM y también miembro de la AMC, en la búsqueda de alelopáticos que pueden ser utilizados para neutralizar la resistencia a los antibióticos, fungicidas o herbicidas, de aquellos microorganismos patógenos que la han desarrollado.

Esto podría lograrse si se encuentra una combinación de alelopáticos con antibióticos que tengan un efecto letal sobre los patógenos resistentes; estas mezclas podrían investigarse como posibles precursores de nuevos fármacos contra estos patógenos, ya que la resistencia de éstos generalmente se desarrolla contra un solo producto, y es más difícil que la puedan desarrollar contra una mezcla. “Desde luego, se requieren estudios toxicológicos y farmacológicos muy cuidadosos para llegar a producir un nuevo fármaco de esta naturaleza”, resaltó la investigadora.

Noemí Rodríguez González.