En Malawi, África sudoriental, esta plaga amenaza el suministro de alimentos de miles de personas. El insecto no debe confundirse con la mosca blanca de invernadero Trialeurodes vaporariorum, que se encuentra con más frecuencia en Europa. Crédito:Daniel G. Vassão
Al atacar a las crucíferas, la mosca blanca chupa-savia Bemisia tabaci puede activar las defensas químicas de estas plantas. En un nuevo estudio, un equipo internacional de investigadores demostró que la plaga es capaz de hacer inofensivas una gran proporción de las toxinas de las plantas al unirles el exceso de azúcar. La mosca blanca despliega así un mecanismo de desintoxicación completamente nuevo y hasta ahora no descrito para desactivar las defensas de las plantas. lo que podría explicar el éxito de esta importante plaga agrícola. El estudio se publica en Biología química de la naturaleza .
Plaga de cultivo temida en todo el mundo de cientos de especies de plantas
Las moscas blancas son una familia de insectos chupadores de savia que se alimentan del floema de las plantas que contiene azúcar. La mosca blanca de la hoja plateada Bemisia tabaci está particularmente extendida en todo el mundo y es muy temida como plaga agrícola. Estrictamente hablando, no es una sola especie, pero un complejo de unas dos docenas de especies apenas distinguibles.
El daño real a las plantas ocurre cuando los insectos excretan melaza dulce, que hace que los hongos colonicen las plantas, y de la variedad de virus vegetales transmitidos por los insectos. Para los investigadores que estudian los mecanismos de desintoxicación de las plagas de las plantas, Bemisia tabaci es un sistema de estudio particularmente interesante.
"Esta plaga es quizás una de, si no la mayoria, exitoso insecto que alimenta el floema en el mundo, encontrado en cientos de diferentes especies de plantas hasta la fecha. Encuentra un paisaje variable de compuestos de defensa química en su dieta, "dice Michael Easson, uno de los dos primeros autores del estudio, quien es investigador doctoral en el Instituto Max Planck de Ecología Química. Por esta razón, se asoció con un equipo de investigación internacional, en el que la Universidad Hebrea de Jerusalén juega un papel clave, para averiguar qué hace que Bemisia tabaci sea una plaga de insectos tan exitosa y cómo se ocupa de la defensa química de sus plantas alimenticias.
El equipo que rodea al líder del grupo del proyecto Daniel Vassão en el Departamento de Bioquímica del Instituto Max Planck ha estado estudiando los mecanismos de desintoxicación en diferentes herbívoros durante varios años. De particular interés es cómo los insectos desactivan la llamada bomba de aceite de mostaza de las crucíferas:este mecanismo de defensa vegetal consta de dos componentes, glucosinolatos y la enzima mirosinasa, que se almacenan en diferentes células vegetales.
Si el tejido vegetal es dañado por herbívoros, la enzima escinde los azúcares de glucosa de los glucosinolatos y se forman aceites de mostaza tóxicos. Dado que los insectos chupadores de savia no mastican el tejido de las hojas y solo causan daños menores en los tejidos con sus estiletes, las piezas bucales estrechas que utilizan para beber floema, Anteriormente se suponía que este mecanismo de defensa desempeñaba un papel menor en la protección de las plantas contra la mosca blanca o los pulgones. Sin embargo, Investigaciones recientes han demostrado que no solo los insectos masticadores sino también chupadores pueden activar la bomba de aceite de mostaza.
La protoxina (glucosinolato) se inactiva cuando se le une un grupo de glucosa adicional. En comparación, la protoxina se convierte en una toxina activa (aceite de mostaza) en herbívoros no adaptados Crédito:Kimberly Falk
Una nueva vía de desintoxicación
Los científicos utilizaron la planta modelo Arabidopsis thaliana, una planta crucífera cuya defensa también se basa en glucosinolatos para estudiar con más detalle el metabolismo de la mosca blanca. Analizaron especialmente la melaza, la secreción que contiene azúcar de muchos insectos chupadores de savia, mediante análisis químicos y marcaje isotópico de compuestos químicos individuales. Los investigadores se sorprendieron de que el mecanismo de defensa de Arabidopsis thaliana fuera realmente activado por la mosca blanca cuando encontraron aceites de mostaza tóxicos. Sin embargo, También descubrieron que la vía bioquímica que conduce a la desintoxicación es un tipo de reacción completamente nuevo en el que el azúcar del floema se utiliza para desactivar las toxinas de las plantas. "Esta reacción no les cuesta nada a estos insectos, ya que este azúcar tiene tal excedente y tiene que ser secretado como melaza de todos modos, "dice el líder del estudio Daniel Vassão.
El proceso de desintoxicación se basa en una reacción simple en la que el azúcar en forma de grupo glucosa se une a otro azúcar que ya forma parte del glucosinolato. Los investigadores demostraron que el nuevo producto químico resultante no puede ser activado por la enzima vegetal, probablemente porque es demasiado voluminoso.
Para esta nueva vía de glucosilación, los investigadores pudieron identificar enzimas en Bemisia tabaci que catalizan la reacción química. Se sorprendieron de la diversidad de herramientas de desintoxicación de este insecto. Aunque se enfocaron en una sola clase de defensas vegetales, los glucosinolatos, ya han encontrado al menos tres vías independientes para la desintoxicación. "Será interesante ver qué tan generales son estas vías de desintoxicación y si la mosca blanca también tiene vías de desintoxicación específicas para otros compuestos defensivos de las plantas en su repertorio, y qué enzimas controlan estos procesos, "dice Vassão.
