Miles de especies vegetales han adoptado un modo de vida «parásito»: viven a expensas de una planta hospedadora que les proporciona agua y nutrientes. La mayoría son inofensivas, pero unas pocas han evolucionado hasta convertirse en malas hierbas agrícolas graves que amenazan la seguridad alimentaria en algunas de las regiones más pobres del mundo.
Las plantas parásitas son engañosamente comunes; probablemente te hayas encontrado con los enredados tallos de la cuscuta, un parásito del tallo que infecta las ortigas, en algún seto de tu zona. Incluso la flor más grande del mundo, Rafflesia arnoldii, que se encuentra en las selvas tropicales del Sudeste Asiático, es un parásito que infecta y vive a expensas de las lianas tropicales.
Saquean las reservas
Lo que tienen en común todas las plantas parásitas es su capacidad para localizar una planta hospedadora —normalmente mediante el reconocimiento de sustancias químicas específicas— y formar un órgano llamado haustorio. Este órgano se abre paso hasta el tallo o la raíz de la planta hospedadora y permite al parásito extraer libremente nutrientes para impulsar su propio crecimiento y reproducción, saqueando las reservas de la hospedadora. Cuando la planta hospedadora es un cultivo agrícola importante, esto puede tener consecuencias devastadoras para el agricultor.
Quizá el ejemplo más notorio de mala hierba parásita en la agricultura sea Striga hermonthica —un parásito de la raíz que infecta todos los principales cultivos de cereales. Suele encontrarse en el África subsahariana; los agricultores la llaman «hierba bruja» porque provoca el encogimiento de la planta hospedadora, la deja atrofiada y reduce drásticamente el rendimiento. Como el parásito germina bajo tierra, el agricultor no tiene forma de saber si sus plantas están infectadas hasta que el parásito hace brotar delicadas flores moradas (e irónicamente hermosas). Para entonces, ya es demasiado tarde y la cosecha está perdida.
Peor aún, la tierra queda prácticamente inutilizable, ya que las semillas de Striga pueden permanecer latentes durante décadas y arruinar cualquier cosecha futura. Por ello, se considera que Striga hermonthica es la mayor limitación biológica para la producción de cereales en el África subsahariana, y causa pérdidas anuales de alrededor de US$10 mil millones.
Germinación suicida
Hay pocas formas de proteger los cultivos de parásitos como Striga. Sin embargo, un método consiste en inducir la «germinación suicida» de las semillas del parásito tratando el suelo con compuestos derivados de la planta hospedadora, lo que induce a las semillas a germinar. Sin una planta hospedadora, las semillas del parásito no pueden sobrevivir y mueren, lo que permite sembrar cultivos en el suelo.
Otra estrategia consiste en aplicar herbicidas a las semillas de cultivos resistentes a estos productos para impedir que el parásito se adhiera. Sin embargo, estos productos químicos son demasiado caros para los agricultores de subsistencia, que deben recurrir a opciones que requieren mucha mano de obra, como alternar cultivos con especies no hospedadoras y arrancar a mano los brotes del parásito que hayan emergido.
El control biológico podría ser una alternativa; la leguminosa Desmodium uncimatum, por ejemplo, parece suprimir las infestaciones de Striga . Curiosamente, Desmodium también repele otra plaga grave, la polilla barrenadora del tallo, lo que la convierte en un método de control natural muy atractivo.
Cultivar la solución
Hasta la fecha, el enfoque más eficaz ha sido utilizar cultivos naturalmente resistentes, seleccionados cuidadosamente mediante técnicas tradicionales de mejoramiento vegetal. En algunos casos, la planta hospedadora resistente produce niveles más bajos de estimulantes de la germinación; en otros, se impide físicamente que el parásito entre en el tallo o la raíz de la hospedadora.
Un problema de estos cultivares es que suelen encontrarse entre parientes silvestres de especies cultivadas que también tienen un bajo rendimiento. Con las técnicas tradicionales, puede llevar décadas incorporar rasgos de resistencia a los parásitos en plantas comerciales. Actualmente, la ingeniería genética no es una opción, ya que no se han identificado los genes que sustentan estos rasgos. Los grupos de investigación se centran actualmente en identificar estos genes de resistencia para poder utilizarlos en el desarrollo de «marcadores de ADN» que detecten pronto las plantas resistentes y aceleren así el proceso de mejoramiento.
Sin embargo, algunas de estas respuestas de resistencia sí se dan en cultivos comerciales; una dependencia excesiva de ellas ha provocado la evolución de parásitos más virulentos, y la identificación de nuevas fuentes de resistencia es una carrera constante contra el tiempo. Si se identifican suficientes genes de resistencia, los fitomejoradores esperan incorporarlos en un solo cultivo para proporcionar resistencia a largo plazo.
Control genético
Algunos grupos de investigación también han empezado a experimentar con la tecnología de «interferencia de ARN» (RNAi). Esta se basa en el uso de cadenas cortas de ácido ribonucleico —un material biológico de codificación muy similar al ADN— que pueden alterar la expresión de genes esenciales para el funcionamiento de las plantas parásitas. Si se modifica genéticamente la planta hospedadora para que exprese cadenas de RNAi dirigidas a los genes del parásito, este puede suprimirse sin ningún efecto perjudicial para la hospedadora. Esto ha dado resultado para proteger tomates, pero no para proteger los cultivos de cereales frente a Striga.
Además de ser plagas agrícolas enormes, las plantas parásitas son objeto de estudio para los investigadores porque aún hay mucho que desconocemos sobre este fascinante grupo de plantas. Por ejemplo, todavía no comprendemos del todo cómo los parásitos superan el sistema inmunitario de la planta hospedadora ni qué sustancias absorben exactamente de ella.
Mi propia investigación doctoral estudia qué vías de defensa podrían sustentar las respuestas de resistencia a Striga gesnerioides —una especie estrechamente emparentada con Striga hermonthica , pero que infecta el caupí. Está claro que, tanto en mi área de investigación como en el campo de las plantas parásitas en su conjunto, hay más que suficiente para inspirar a los científicos durante muchas décadas.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autora: Caroline Wood es estudiante de doctorado en Biología Vegetal en la University of Sheffield.
Imagen: Un trabajador seca granos de café. REUTERS/Ulises Rodriguez.
