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Idesia (Arica)

versión On-line ISSN 0718-3429

Idesia vol.38 no.1 Arica mar. 2020

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292020000100003 

EDITORIAL

Los metabolitos secundarios de las plantas y potencial uso en el manejo de plagas agrícolas en agroecosistemas desérticos

Tommy Christian Rioja Soto1 

1Facultad de Recursos Naturales Renovables. Universidad Arturo Prat Iquique, Chile trioja@unap.cl

En su evolución las plantas han desarrollado diversos mecanismos de defensas para afrontar los efectos de estreses, tanto bióticos como abióticos. Su plasticidad fenotípica y la presión de selección han provocado una constante lucha química hacia herbívoros, microorganismos, nematodos, y ácaros; asimismo, las defensas de las plantas se han adecuado a los continuos estreses abióticos como sequía, salinidad, radiación ultravioleta, temperatura, inundaciones, y concentraciones de CO2. Por lo tanto, la evolución y micro-evoluciones de las plantas dentro del contexto defensivo, se encuentran en estrecha relación con el medio ambiente que las rodea.

Aunque muchos no acepten el concepto, las plantas "hablan" e "informan" al medio ambiente de su estado clínico, indicando de manera específica si están siendo atacadas por insectos, ácaros, nematodos, microorganismos, o afectadas por algún estrés abiótico. Al respecto, dicho "lenguaje químico" ocurre a través de la producción constitutiva de metabolitos secundarios, y la posterior emisión de los Compuestos Volátiles Orgánicos Biogénicos (CVOB) hacia la atmosfera. Después de ocurrida la herbivoría, y la detección a nivel de membrana plasmática de moléculas presentes en la saliva de insectos y ácaros (elicitores y efectores), se activan diversos mecanismos defensivos específicos a nivel fisiológico y genético en las plantas, con influjos de Ca+, depolarización de la membrana plasmática, oxidaciones y producción de especies de oxígeno reactivos, cambios en los niveles del ácido jasmónico (AJ), ácido salicílico (AS) y etileno (ET), principalmente. Así, los niveles basales de los metabolitos secundarios son incrementados, y por consiguiente, sus emisiones cambian cualitativa y cuantitativamente. Dichas emisiones pasan a denominarse Compuestos Volátiles Orgánicos Inducidos por Herbívoros (CVOIH), los cuales atraen enemigos naturales de las plagas, como depredadores y parasitoides, originándose así, interacciones tri-tróficas en los agroecosistemas. Con respecto a esto, en Norte América y Europa se utilizan dispensadores de liberación lenta en base a alomonas y sinomonas, como metil salicitato (MeSA), metil jasmonato (MeJA) y terpenoides, para repeler plagas y atraer enemigos naturales en cultivos orgánicos y de producción limpia. Por lo tanto, el metabolismo secundario de las plantas presenta características ideales para la generación de nuevas técnicas y productos alternativos a pesticidas de amplio espectro y tóxicos para trabajadores, consumidores y el medio ambiente.

Generalmente, las plantas que crecen en ambientes desérticos desarrollan defensas adicionales para atenuar los efectos de altas temperaturas, rayos ultravioleta, sequía y salinidad. En relación a esto, existe escasa información relacionada a dichos fenómenos, los cuales tienen una potencialidad inconmensurable para ser investigada dentro del contexto de la innovación y generación de nuevos productos biotecnológicos de origen natural, provenientes de agroecosistemas del norte de Chile.

Los recursos genéticos vegetales y animales, microfauna del suelo, ecología química y ecotipos presentes en los valles y el altiplano de la Región de Arica y Parinacota, han sido escasamente investigados; lo mismo ha ocurrido en los valles y oasis de la Región de Tarapacá. Esto representa un gran desafío y oportunidad para el estudio de los agroecosistemas desérticos en dichas regiones, los cuales pueden ser catalogados como verdaderos laboratorios con gran potencial para el desarrollo de nuevas estrategias y tecnologías sostenibles, para el manejo de plagas agrícolas en zonas semi-desérticas y desérticas de Chile y el mundo.

Por otro lado, el cambio climático y el constante aumento de las concentraciones de CO2 a nivel mundial, que actualmente sobrepasan las 415 partes por millón (ppm), afectarán considerablemente las producciones agrícolas, indispensables para la alimentación humana. Al respecto, los incrementos en CO2, la sequía y las altas temperaturas provocarán: el reseteo de las interacciones tróficas entre especies, el silenciamiento de los genes asociados a las defensas de las plantas (i.e. altas concentraciones de CO2 reprimen la señalización de la fitohormona de defensa AJ), disminución de la tolerancia y/o resistencia de las plantas (i.e. plantas con estrés hídrico acumulan AJ, afectando la expresión de los genes de defensa asociados al AS, incrementando la susceptibilidad hacia insectos hemípteros y ácaros fitófagos), la extinción de algunas especies vegetales, incrementos en el fitness, reproducción y población de artrópodos plaga por mayor disponibilidad de biomasa vegetal (i.e. plantas con metabolismo C3 incrementan su biomasa en ambientes ricos en CO2), y cambios en la producción y emisión de los CVO y CVOIH hacia el medio ambiente.

Por lo tanto, las condiciones extremas del norte de Chile, son ideales para estudiar los potenciales escenarios que se visualizan en el ámbito fitosanitario agrícola mundial, cuyo objetivo principal deberá ser el diseño de nuevas estrategias, obtención de nuevas variedades, desarrollo de biopesticidas en base a extractos vegetales, y dispositivos con compuestos sintéticos que simulen las defensas de las plantas, para ser incorporados en futuros programas de manejo holístico y sostenible de plagas agrícolas, en agroecosistemas áridos alrededor del mundo.

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