Estamos ya bastante acostumbrados a escuchar noticias sobre nuestro sistema inmunológico, es más, incluso salen al mercado muchos productos para reforzarlo en épocas en las que los microbios pueden atacarnos con más probabilidad, como sería el invierno con los resfriados, catarros, gripes y similares. Así pues, podemos afirmar que sabemos que nuestro cuerpo posee unas componentes de defensa que evitan, en la medida de lo posible, que desarrollemos una enfermedad. Es relativamente fácil intentar trasladar esta idea a los animales, si nosotros nos englobamos dentro de los mamíferos, otras especies como perros, cerdos, elefantes, ballenas, cocodrilos, patos…, también deben poseer un sistema similar para defenderse de los microbios. Pero, ¿y las plantas? Siempre se dice que las plantas son autosuficientes, que han desarrollado mecanismos efectivo para sobrevivir… Dentro de esta supervivencia, está claro, que hablamos de su alimentación y generación de descendencia, pero también está claro que debe entrar en juego algún mecanismo de defensa.
La manera que tienen los vegetales de protegerse ante los microbios es diversa, pero lo que debemos tener en cuenta es que, a diferencia de nosotros y los animales vertebrados, no poseen una “memoria inmunológica”. Esto es, a las plantas no le servirían las vacunas y si pasan una enfermedad la pueden volver a desarrollar una y otra vez, porque no son capaces de guardar la manera más efectiva con la que se libraron de un determinado microbio en su disco duro inmunológico. Esto, a priori, puede parecer un problema, pero no lo es, ¿por qué? Pensemos por un momento en nuestro caso, los seres humanos sí que contamos con un sistema inmunológico de recuerdo (el llamado adaptativo) y también contamos con uno que se hereda al completo (el innato). Sabemos de muchas enfermedades que una vez superadas, ya no volvemos a pasar, un ejemplo conocido es la varicela: la mayoría de gente pasa la enfermedad durante la infancia, el sistema inmunológico se encarga de vencerla y, en particular, el sistema inmunológico adaptativo es el que hará que, pese a que nos volvamos a contagiar, no desarrollemos los síntomas. Entonces, ¿por qué nos enfermamos si nuestros progenitores ya la han pasado, no debería nuestro sistema heredar esa inmunidad a enfermedades ya pasadas? La respuesta es, claramente, negativa: solo heredamos el sistema innato al completo, en cambio, del adaptativo heredamos sus componentes, pero no los datos de enfermedades ya pasadas que se van guardando. De este modo, los recuerdos inmunológicos los realizamos a lo largo de la vida y no los heredamos. Esto es como un padre que quiera que su hija quite un tornillo, le proporciona unas herramientas: una llave inglesa, un martillo y un destornillador, pero sin indicarle qué herramienta es la que le servirá para quitar el tornillo. En ese caso, deberá ser la hija la que descubra, probando cada herramienta, que el destornillador es la que necesita. En este ejemplo, la hija hereda unas herramientas (lo que vendría a ser la inmunidad innata y los componentes de la adquirida), pero no cuál es la idónea para cada tarea y tiene que ir aprendiéndolo ella misma (como serían los contenidos guardados en la inmunidad adquirida).
Como hemos mencionado, las plantas no tienen ese recuerdo (no pueden grabar contenidos en su disco duro inmunológico) y su estrategia a lo largo de los años ha sido la de ir consiguiendo sofisticados mecanismos de inmunidad innata, que en este caso sí, se heredan. De esta manera, los vegetales, sabiendo que no graban en el disco duro inmunológico, optan por grabar estrategias de defensa ante cualquier peligro. Tomando el ejemplo del padre que le da herramientas a su hija, pero sin explicarle para qué sirven, se podría decir que, a diferencia del caso de los animales, en la versión plantas, la hija cada vez que deba quitar un tornillo, tendrá que realizar el descubrimiento que es el destornillador el que funciona mejor. Sin embargo, para facilitar las cosas, el padre añadiría nuevas herramientas, como podría ser un taladro, de modo que la hija tenga más recursos para efectuar tareas. En el caso de los animales, no le hace falta añadir nuevas herramientas, porque la hija tiene la capacidad de optimizar el uso de las que disponga, a diferencia de las plantas.
Entonces, cuando un microbio ataca a una planta, ¿cómo se defiende? Bien, pues, como hemos comentado, la planta irá probando todos los mecanismos que tiene grabados en su disco duro heredado para conseguir librarse del ataque. El plan A que tienen los vegetales son las barreras físicas: ceras, espinas, tricomas… Si lo imaginamos como una ciudad amurallada, el municipio cuenta con una muralla rodeada a su vez de un círculo con agua llena de pirañas. Si alguien desea entrar, tendrá que librarse de las pirañas y saltar las murallas, pero todavía mejor, cada casa de la ciudad posee sus propias murallas (lo que sería la membrana celular vegetal). Por muy increíble que parezca, hay microbios que logran colarse y llegar a la membrana celular vegetal porque encuentran heridas o poros en las plantas, o bien son capaces de provocar rendijas por donde colarse. Volviendo a la analogía con la ciudad, hay enemigos que consiguen envenenar a las pirañas y derrumbar una parte de la muralla global adentrándose en la ciudad. En el caso de que los microbios lleguen a la membrana celular (las murallas de cada casa), entonces se debe activar el plan B.
El siguiente recurso consiste en tener unos vigilantes en cada muralla que alertan de la presencia de enemigos (unas moléculas de la membrana celular reconocen a otras, características de los microbios). Las casas que detectan a los invasores se dedican a poner obstáculos alrededor de su muralla para dificultar su derrumbe (se refuerza la membrana vegetal celular). Acto seguido, se avisa al resto de casas mediante el toque de trompetas para que estén alerta y refuercen sus murallas por si acaso (se expulsan unas sustancias que pasan de célula a célula para que activen el refuerzo de sus membranas).
Ahora, el objetivo es que la casa o grupo de casas en peligro de invasión consigan librarse del enemigo. Para ello, se debe activar el plan de estrategia para vencer a los invasores (se deben activar las fitohormonas, que son unas sustancias que inician la respuesta inmunológica). Este plan consiste en enviar flechas y cañones a los enemigos (matar a los microbios con sustancias químicas), aunque el precio a pagar sea acabar con un grupo de casas y familias del municipio (perder hojas o ramas enteras para frenar el progreso de la infección).
No obstante, hay enemigos que hacen uso de la diplomacia para colarse en la ciudad y la
atacan desde dentro. Una vez insertado en una casa, el enemigo, empleando el arte de la
persuasión y la manipulación, intentará conseguir que el resto de casas abran sus murallas
para que él y sus compañeros invadan toda la ciudad (algunos microbios desarrollan
mecanismos de defensa en contra de las plantas fabricando sustancias que mimetizan otras
propias de los vegetales, haciendo que los microbios pasen desapercibidos y penetren en
las células. Un ejemplo de ello es el microbio Pseudomonas syringae que sintetiza
coronatina, que es una sustancia que imita al ácido jasmónico, propio de las plantas. Este
se encarga de abrir los poros de los vegetales, los llamados estomas. Si el microbio engaña
a la planta con su molécula imitadora, consigue abrir las puertas a más microbios). Es en
este punto donde entra en juego el plan C. Afortunadamente, cada casa cuenta con un
experto en detectar las artes de la manipulación y que volverá a tocar la trompeta activando
de nuevo el plan de estrategia para vencer a los invasores (cada célula cuenta con unas
proteínas que detectan las pequeñas diferencias en las moléculas de imitación de los
microbios y vuelven a enviar sustancias químicas para matarlos). En este caso, también
puede ocurrir que unos se deban sacrificar por otros y se pierdan hojas y ramas enteras
para frenar a los microbios. Sin embargo, hay casos en que ni siquiera esto funciona y los
vegetales no vencen la batalla.
Supongamos, ahora, el caso en el que la ciudad (la planta) salga victoriosa: se reconstruirán las murallas perdidas (las membranas y paredes vegetales) y se repondrán los recursos (las sustancias químicas utilizadas). ¿Qué pasaría si los mismos enemigos volvieran a atacar la ciudad? Como hemos explicado antes, se pondrían en marcha de nuevo el plan A, B y C, hasta vencer la batalla, porque carecen de recuerdo (inmunidad adaptativa) como para afrontarla de la manera más óptima posible, a diferencia de los animales vertebrados que iniciarían directamente el plan más efectivo posible, ya fuese el A, el B o el C porque recordarían la anterior batalla.
Como vemos, las plantas han desarrollado estrategias para defenderse de la mejor manera posible de los ataques de los microbios. Actualmente, el reto de la investigación en plantas es conseguir maneras externas para ayudarlas en su batalla, por ello, se está intentando modificar plantas genéticamente para que sean capaces de librarse de los microbios en el plan B que hemos descrito antes.
Referencias
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- https://hipertextual.com/2018/01/sistema-inmune-plantas
- https://www.investigacionyciencia.es/blogs/medicina-y-biologia/53/posts/el-sistema-inmunitario-de-las-plantas-12979
- https://www.ondacero.es/programas/mas-de-uno/audios-podcast/aparici-orbita/sistema-inmunitario-vegetal-que-pasa-cuando-planta-enferma_20210415607830dd30afd30001d6b5be.html
