36.8
Defensas contra patógenos y herbívoros
Las plantas no pueden huir de los atacantes,
como los animales que se alimentan de plantas o los patógenos.
Sin embargo, el mundo que nos rodea es verde.
¿Qué mecanismos de defensa desarrollaron las plantas
para combatir estos ataques?
Las capas resistentes de la epidermis y otras defensas
estructurales, como pelos y espinas, disuaden
a los animales que se alimentan de plantas, conocidos como herbívoros.
Cuando los patógenos como las bacterias superan
las defensas estructurales, las plantas recurren
a otra línea de defensa.
Los receptores unidos a la membrana reconocen patrones moleculares
que señalan la presencia de un patógeno.
Por ejemplo, las plantas reconocen la proteína flagelina,
que es específica de las bacterias.
El reconocimiento de flagelina desencadena una señalización
a signaling cascade in plant cells,
en cascada en las células vegetales que lleva a diversas
respuestas inmunes, como el cierre de estomas,
la producción de productos químicos antimicrobianos y el fortalecimiento
de la pared celular.
Algunos patógenos desarrollaron la capacidad
de superar estos mecanismos generales de defensa
de las plantas mediante la inyección de moléculas efectoras que
perturban la respuesta inmune.
Para contrarrestar esto, algunas especies de plantas
desarrollaron proteínas de resistencia que detectan las moléculas efectoras
de una manera altamente específica.
Las proteínas de resistencia inducen una señalización en cascada
que a menudo resulta en la expresión de genes relacionados
con la patogénesis.
La detección de efectores patógenos o señales de daño tisular
también puede inducir una rápida muerte celular programada,
también llamada respuesta hipersensible,
cerca del área de infección.
La respuesta hipersensible limita con rapidez la propagación
del patógeno al iniciar cambios estructurales
en la pared celular e inducir la resistencia
sistémica adquirida.
La resistencia adquirida sistémica es una defensa a largo plazo contra
los patógenos en partes de la planta que están distantes del sitio
de la infección.
El ataque de herbívoros a menudo induce defensas químicas
de las plantas que perturban el sistema digestivo o afectan
de manera negativa la piel del herbívoro.
Como estrategia de defensa indirecta, las plantas pueden liberar volátiles
que atraen a un parásito que finalmente mata
al herbívoro.
Las plantas presentan una rica fuente de nutrientes para muchos organismos, lo que las convierte en un objetivo para herbívoros y agentes infecciosos. Las plantas, aunque carecen de un sistema inmunológico adecuado, han desarrollado una serie de defensas constitutivas e inducibles para defenderse de estos ataques.
Las defensas mecánicas forman la primera línea de defensa de las plantas. La gruesa barrera formada por la corteza protege a las plantas de los herbívoros. Las cáscaras duras, las ramas modificadas como espinas y las hojas modificadas como espinas también pueden disuadir a los herbívoros de aprovecharse de las plantas. Otras barreras físicas como la cutícula cerosa, la epidermis, la pared celular y los tricomas pueden ayudar a resistir la invasión de varios patógenos.
Las plantas también recurren a la producción de compuestos químicos o orgánicos en forma de metabolitos secundarios como terpenos, fenólicos, glucósidos y alcaloides, para defenderse tanto de herbívoros como de patógenos. Muchos metabolitos secundarios son tóxicos y letales para otros organismos. Algunos metabolitos específicos pueden repeler a los depredadores con olores nocivos, sabores repelentes o características alergénicas.
Las plantas también producen proteínas y enzimas que inhiben específicamente las proteínas patógenas o las enzimas patógenas bloqueando los sitios activos o alterando las conformaciones de las enzimas. Proteínas como defensinas, lectinas, inhibidores de amilasa e inhibidores de proteinasa se producen en cantidades significativas durante el ataque de patógenos y se activan para inhibir la invasión de forma eficaz.
Además, las plantas también pueden desarrollar un mecanismo de resistencia sistémica adquirida (SAR) tras una exposición previa y localizada a un patógeno, análogo al sistema inmunológico innato de los animales. Este mecanismo permite a las plantas detectar la presencia de patógenos y activar respuestas de defensa ante los ataques de patógenos.
Las plantas no pueden huir de los atacantes,
como los animales que se alimentan de plantas o los patógenos.
Sin embargo, el mundo que nos rodea es verde.
¿Qué mecanismos de defensa desarrollaron las plantas
para combatir estos ataques?
Las capas resistentes de la epidermis y otras defensas
estructurales, como pelos y espinas, disuaden
a los animales que se alimentan de plantas, conocidos como herbívoros.
Cuando los patógenos como las bacterias superan
las defensas estructurales, las plantas recurren
a otra línea de defensa.
Los receptores unidos a la membrana reconocen patrones moleculares
que señalan la presencia de un patógeno.
Por ejemplo, las plantas reconocen la proteína flagelina,
que es específica de las bacterias.
El reconocimiento de flagelina desencadena una señalización
a signaling cascade in plant cells,
en cascada en las células vegetales que lleva a diversas
respuestas inmunes, como el cierre de estomas,
la producción de productos químicos antimicrobianos y el fortalecimiento
de la pared celular.
Algunos patógenos desarrollaron la capacidad
de superar estos mecanismos generales de defensa
de las plantas mediante la inyección de moléculas efectoras que
perturban la respuesta inmune.
Para contrarrestar esto, algunas especies de plantas
desarrollaron proteínas de resistencia que detectan las moléculas efectoras
de una manera altamente específica.
Las proteínas de resistencia inducen una señalización en cascada
que a menudo resulta en la expresión de genes relacionados
con la patogénesis.
La detección de efectores patógenos o señales de daño tisular
también puede inducir una rápida muerte celular programada,
también llamada respuesta hipersensible,
cerca del área de infección.
La respuesta hipersensible limita con rapidez la propagación
del patógeno al iniciar cambios estructurales
en la pared celular e inducir la resistencia
sistémica adquirida.
La resistencia adquirida sistémica es una defensa a largo plazo contra
los patógenos en partes de la planta que están distantes del sitio
de la infección.
El ataque de herbívoros a menudo induce defensas químicas
de las plantas que perturban el sistema digestivo o afectan
de manera negativa la piel del herbívoro.
Como estrategia de defensa indirecta, las plantas pueden liberar volátiles
que atraen a un parásito que finalmente mata
al herbívoro.
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