Comunicación química planta – bacteria
Ofelia Ferrera-Rodríguez y Randy Ortiz-Castro
Las bacterias utilizan un “lenguaje químico” para comunicarse, lol requieren para ponerse de acuerdo y hacer cosas que solo hacen en conjunto como: regular su densidad poblacional, adueñarse de espacio, defenderse de enemigos o en algunos casos hasta producir luz y. Uno de los sistemas que usan para comunicarse se ha denominado “quorum sensing” o “percepción del acuerdo”, en el cual, producen moléculas, como las homoserina lactonas (HLs) que liberal al ambiente.
Las plantas también son capaces de percibir las moléculas señal que las bacterias usan para comunicarse entre ellas y además son capaces de responder, a través de la producción o modificación de moléculas señal que puedan alterar la comunicación entre las bacterias. El conocimiento y enttendimiento de estas estrategias de comunicaición entre plantas y bacterias nos brindan la base para el desarrollo de estrategias biotecnológicas aplicadas al campo agrícola y al de salud.
El lenguaje químico de las bacterias
¿Has pensado en las diferentes formas de comunicación que usamos?, es realmente muy interesante, podemos transmitir y percibir ideas, sentimientos y emociones de muchas formas diferentes; podemos tener contacto, hacer sonidos, hablar, hacer señas, escribir, dibujar, etc, para lo cual usamos sentidos, habilidades y herramientas diferentes, a su vez, la comunicación puede ser frente a frente o remotamente. Pero para que cualquiera de esas formas de comunicación funcione se necesita que; tanto el que emite el mensaje, como el que lo recibe, tengan el mismo código de interpretación, es decir que hablen el mismo “idioma”, como ocurre entre los buenos amigos; solo así es posible “establecer un acuerdo”, ¿cierto? Lo mismo ocurre entre las plantas y los microorganismos como las bacterias (Figura 1). Aunque siempre imaginamos a las bacterias como organismos solitarios y aislados en su ambiente, en realidad, la mayor parte de su vida se encuentran formando parte de grandes grupos o colonias, y hay cosas que solo hacen cuando se han juntado las suficientes; algo así como cuando en una fiesta se baila “Payaso de rodeo” de Caballo Dorado (no finjas, tú también lo has bailado, ¿no?, quizá eres demasiado joven), si se baila solo, es bastante ridículo, pero ya en grupo es divertido, ¿apoco no?. Bueno, volviendo al tema, las bacterias, hacen en sincronía, cosas que solo logran en equipo. Un gran número de bacterias Gram negativas, usan un sistema de comunicación conocido como “quorum sensing” (QS) para ponerse de acuerdo, en el que cada célula bacteriana, produce y libera al ambiente moléculas señal, como las homoserina lactonas (HLs); y así, cuando se ha juntado la cantidad de moléculas señal “correcta”, ¡bum!, dentro de cada bacteria se prenden, simultáneamente, genes específicos con los que logran cosas tan importantes como: modular su densidad poblacional, producir compuestos con los que forman biopelículas (son algo así como estructuras o departamentos en condominios) que les permiten resguardarse del ambiente o del efecto de los antibióticos que tomamos cuando nos enfermamos. Por cierto, también les sirve para producir antibióticos contra bacterias u hongos enemigos; o bien, para producir sideróforos (que son compuestos que atrapan minerales como el hierro) y en algunos casos para producir luz (en efecto la bioluminicencia que se observa en algunos mares es el resultado del QS). De hecho, ¿sabías que algunas bacterias como Vibrio fischeri que se encuentran asociadas a organismos superiores como peces, calamares y medusas, se comunican a través de este sistema de QS para producir bioluminiscencia? También, mediante QS, la bacteria patógena oportunista de humanos Pseudomonas aeruginosa, produce factores de virulencia para afectar a su huésped (Figura2).
Un idioma químico en comun entre plantas y bacterias
Es genial ¿verdad?, pues lo más emocionante es que las plantas también responden a las moléculas que usan las bacterias para comunicarse entre ellas, ¡Que tal, las plantas entienden parte de lo que se dicen las bacterias! Y también las plantas les mandan mensajes a las bacterias, en un “lenguaje químico” conocido por ellas. Estudios previos, han mostrado como, las raíces de Arabidopsis thaliana (una planta que se usa mucho como modelo para estudiar y entender lo que ocurre en las plantas), pueden percibir las homoserina lactonas producidas por bacterias y se altera el crecimiento de sus raíces (Figura 3).
La planta, además, rompe las HLs con una enzima y uno de los pedazos de esas moléculas, activa la expresión de genes que causan que la planta transpire más, tome más agua y junto con el agua tome más nutrientes del suelo; esto a su vez, hace que ella libere al suelo compuestos que las bacterias usan como alimento o que alteran su sistema de QS y en bacterias patógenas, impiden su multiplicación. Y en casos muy específicos, las plantas producen moléculas que las bacterias transforman para construir moléculas señal muy específicas; por ejemplo: los tomates, zanahorias y cereales producen ácido cumárico y lo liberan al suelo, donde hay una bacteria llamada Rhodopseudomonas palustris que necesita esas moléculas de ácido cumárico para producir Cumaroil-homoserina lactona que es la señal que utiliza la bacteria para coordinar su sistema de QS (Figura 4). El lenguaje de plantas y bacterias se parece al nuestro en que su complejidad le permite funcionar universalmente en algunos momentos, o bien, ser muy particular para ser entendido solo por aquellos que están entablando la comunicación.
Agradecimientos
El presente trabajo forma parte del proyecto de Atención a Problemas Nacionales del CONACYT PDCPN 2015-882 “Comunicación química planta – bacteria y su impacto en la producción agrícola”.
Referencias
- Ortiz-Castro et al., (2008) N-acyl-L-homoserine lactones: A class of bacterial quorum-sensing signals alter post-embryonic root development in Arabidopsis thaliana. Plant Cell and Environment 31:1497-1509.
- Ortíz-Castro R, et al., (2009) The role of microbial signals in plant growth and development. Plant Signal Behav 4: 701–712.
Pie de Figuras
Fig 1. Comunicación y el lenguaje químico de plantas y microorganismos. (Credito: Randy Ortiz-Castro).
Fig 2. Sistema de comunicación celular o quorum sensing. (Credito: Randy Ortiz-Castro).
Fig 3. Respuesta de la planta de Arabidopsis thaliana a la presencia de la molécula bacteriana 3-oxo-C12-HL producida por la bacteria Pseudomonas aeruginosa (Credito: Jared Moctezuma Villalobos del Angel (Fotos) & Randy Ortiz-Castro)
Fig 4. Sistema de comunicación celular de Rhodopseudomonas palustris. (Credito: Randy Ortiz-Castro).
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- Nanopartículas: una alternativa contra hongos fitopatógenos
- El contenido de agua en el suelo: su importancia
- Relaciones amistosas entre hongos y plantas
- El meliponario del Jardín Botánico: un reflejo de la riqueza biocultural de Veracruz
- Plantas y hormigas: la ayuda mutua como lección de de vida
- Sistemática, ciencia y sociedad
- 2020: preguntas que debiéramos hacernos
- Biodiverso bosque periurbano de Xalapa
- Ascomicetos del Volcán de Acatlán
- La fotografía científica: el arte de la comunicación
- Colombofilia: el arte de criar palomas de carreras
- Polinizadores y producción agrícola en Veracruz
- Las cueclas: coloridas, hermosas y nutritivas
- Respirar bajo el agua: insectos
- El príncipe sapo en peligro de extinción
- A 10 años del huracán Karl
- Los helechos invasores en Veracruz
- Hongos comestibles contra bacterias patógenas
- Vivienda resiliente con prefabricados de bambú
- Insectos enfermos - los microorganismos que matan a los bichos
- Ciénegas y pantanos ¿útiles o inútiles?
- Expedición virtual al interior de la naturaleza
- De escarabajos, colores, ADN y evolución
- Los polifacéticos hongos anamorfos
- Fungicultura por hormigas
- Los escarabajos frailecillos
- Cecilias: ¿Lombriz, serpiente o desliz... de la naturaleza?
- Lateralidad y el mundo al revés
- Una salud
- Controlando el muérdago en CDMX
- Alimentos funcionales
- ¿Sabias que las plantas también tienen tumores?
- Montañas + bosques = provisión y aseguramiento de agua
- Bacterias, aliadas de la agricultura
- El fin de los tiempos
- ¿Obesidad y Diabetes?... ¡Algas al rescate!
- El escarabajo africano, ¿migrante o invasor?
- Humedales flotantes y cambio climático
- Integridad ecosistémica y salud humana: el caso de las enfermedades transmitidas por insectos
- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
- El Jardín Botánico Fco. Javier Clavijero y la colección nacional de cícadas
- Escarabajos ambrosiales: demografía y cambio climático
- Arrecifes coralinos
- Insectos Trips: los vemos en cada flor
- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
- Los perfumes de las bacterias
- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
- Información básica y recomendaciones de manejo de mascotas ante el COVID-19
- COVID-19 lejos de mi casa
- Coronavirus confronta escasez de agua
- Los cafetales bajo sombra brindan mucho más que café
- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
- El biocontrol en la era del miocrobioma
- ¿Es una buena idea invertir en salud y ciencia?
- Predicción cumplida: otra pandemia
- Mapas: herramientas contra desastres naturales
- Una frontera desconocida: la copa de los árboles
- Solidaridad hídrica frente al COVID-19
- ¿Las cícadas tóxicas, son comestibles?
- ¿Qué es el Microscopio Electrónico de Transmisión?
- Conociendo a los hongos fitopatógenos
- Parásitos: mala fama, seres fascinantes
- Bacterias que nutren
- Calidad e maíces para alimentos tradicionales
- ¿ Se conservan los mamíferos?
- Diversidad filogenética: más allá del número de especies
- Sustrato orgánico para el crecimiento vegetal
- Un virus bioinsecticida para el control del gusano terciopelo de la soya
- Bioluminiscencia, fascinante fenómeno natural
- Compartir espacio para la biodiversidad
- Hallazgos científicos en los nidos de las aves
- Usos del maíz
- Las aves silvestres no son mascotas
- Hijo de lince sale manchado
- La “primavera de playa” invade
- La función de la vegetación ribereña y la calidad de los ríos
- Ría Lagartos: un área protegida única en México y el mundo
- Revelando las sorprendentes actividades de la mariposa monarca durante su estancia invernal en México, destacando la importancia del gradiente de vegetación para su sobrevivencia
- El valor de la biodiversidad
- ¿Se puede lograr una ganadería sustentable?
- Escarabajos estercoleros: los tractores del suelo
- Secuestro de carbono en los desiertos de México
- Los coyotes y las zorritas no leen en inglés: La historia de dos especies que coexisten en la Reserva de la Biosfera Mapimi
- Evapotranspiración: proceso esencial e invisible
- El correcto desecho de pilas y baterías para reciclar y proteger la salud
- Arrastrados del Valle de Perote
- Mafaldita y Susanita aúllan en el Inecol
- Distintivo Jardín Botánico
- Redes de interacciones planta-colibrí
- Premios de Investigación de la Academia de Ciencias 2019
- Leptospirosis: Un mensaje para prevenir contagios
- Las libélulas de Teocelo
- El ritmo de la evolución de las cícadas del género Ceratozamia
- ¿Para qué más ciencia?
- Alexander von Humboldt: su influencia sobre Charles Darwin
- Buenas vibras: polinización por zumbido
- Microorganismos y gradientes altitudinales: ¿los microbios siguen los principios de Humboldt?
- Humboldt, el gran inspirador
- Hongos ascomicetos y el Programa DELFIN
- ¿A dónde y cómo se mueven los insectos?
- Dengue: recomendaciones para el público en general
- Energía del océano como alternativa
- Abejas: joyas de nuestros bosques
- Vegetación, Humboldt y gradiente altitudinal
- Islas Marías y los muros de agua
- Conociendo los acantocéfalos en México
- Gatos ferales
- Oportunidades de investigación en torno al cultivo de frutos suaves en México
- Escarabajos: Los buenos somos más
- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
- Incendios Forestales: una amenaza constante
- Un día para salvar anfibios
- Arboles urbanos con valor alimenticio
- Relaciones planta-animal en la naturaleza
- Las colecciones biológicas, tesoros que debemos conservar
- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
- Encuentran migas de pan de 14,400 años en Jordania
- ¿Será posible recuperar especies animales?: el caso del Santuario del Bosque de Niebla en Xalapa
- El mono y el cacao: una relación íntima que genera frutos para la conservación
- ¿Porque conservar la biodiversidad?
- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
- Primates mexicanos: voceros de las selvas e inspiración comunitaria para su conservación
- Un lobo en el cuerpo de un ratón
- La ciencia y la divulgación
- La riqueza, diversidad y endemismo de las gramíneas en México
- Los compuestos organoclorados en la fauna de Xalapa y zonas cercanas
- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
- ¡Científico del pasado vs. Científico del presente!
- Los escarabajos escolotinos
- Ciencia ciudadana en México
- La flor de nochebuena
- La colección de plantas carnívoras mexicanas del género Pinguicula
- El potencial del microbioma en la biotecnología
- El ciclo del carbono en las zonas áridas mexicanas
- Las hormigas arrieras… ¿comen hojas?
- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
- Persistencia de fauna silvestre en paisajes modificados de Veracruz
- Moscas inductoras de tumoraciones en plantas
- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
- Programar para preservar
- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Firma de convenio EER-INECOL con CANACINTRA
- Vida silvestre
- Paquetes de sustrato activado para la producción de hongos comestibles y medicinales
- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
- Los hongos microscópicos saprobios. Un valioso recurso pobremente conocido en México
- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
- Encinares tropicales y hongos, fuente de servicios y productos naturales de origen ancestral que requieren protección
- Los escarabajos del agua
- Amorcito con sazón
- La superficie de las hojas
- El patrimonio biocultural de México; un tesoro de los pueblos indígenas
- Del INECOL hacia la libertad
- Bacterias del cuerpo: la lucha entre el bien y el mal
- La paradoja muérdago
- Lobos en el INECOL
- La vaquita marina
- Los bosques tropicales secos y su contribución al bienestar humano
- Salamandra enana de la Sierra Madre Oriental, chiquita pero curiosa
- Una familia de abolengo
- Los hongos comestibles, fuente de antioxidantes de beneficio a la salud
- Helechos en la ciudad
- Restaurar bosques para conservar la fauna: el caso de los anfibios
- Algunas consideraciones sobre la Evolución
- 100 años de conservar la Biodiversidad Mexicana
- Bases de datos en plantas
- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
- Jardin de mariposas
- Investigando nuevos métodos para controlar los zancudos en el estado de Veracruz
- Utricularia; una de las especies favoritas del naturalista Charles Darwin
- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
- La vida en mí, conociendo a mis huéspedes eternos
- Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de elementos del Clúster Científico y Tecnológico BioMimic®
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- Parque Nacional Revillagigedo: un legado de conservación a posteridad
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- Hongos Ascomicetos: pequeños gigantes de las áreas verdes urbanas y periurbanas de Xalapa
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- Drones: observación de fauna y de hábitats desde el aire
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- Santuario Bosque de Niebla: entre la biodiversidad y la irregularidad
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- Manejo ecosistémico de recursos naturales
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- Las tres R: Una opción para cuidar nuestro planeta
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- Exposición al riesgo de los asentamientos irregulares en Xalapa
- Cocina y biodiversidad: las hojas para envolver tamales en Veracruz
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- La Voluntad Política une fuerzas en pro de la Sustentabilidad
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- Presentación del libro: DIMENSIONES ECOLÓGICAS PARA EL DESARROLLO SOCIAL Y ECONÓMICO SUSTENTABLE
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- Pertinencia Social y Genética de la Conservación en favor de los Primates Veracruzanos FOMIX–Veracruz CONACyT
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