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).

02 Dic 2022 07:54
Cnidarios: anémonas, corales, medusas e hidras

Cnidarios: anémonas, corales, medusas e hidras

Alberto Rísquez

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 02 de diciembre 2022

Hemos escuchado mucho la historia [ ... ]

Leer más...
01 Dic 2022 08:10
¿Sirve la luz para el control de insectos plaga? El caso de escarabajos ambrosiales

¿Sirve la luz para el control de insectos plaga? El caso de escarabajos ambrosiales

Rafael Espinosa Luna1, Raúl Alfonso Vázquez Nava1, Juan Manuel López Téllez1, Leonel López Sandoval2, Luis Arturo [ ... ]

Leer más...
30 Nov 2022 09:25
El vecindario de los tlaconetes

El vecindario de los tlaconetes

Paulina García Bañuelosy José Luis Aguilar López

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 30 de noviembre 2022

Las salamandras [ ... ]

Leer más...
29 Nov 2022 09:02
Las orquídeas y su conocimiento tradicional

Las orquídeas y su conocimiento tradicional

Milton H. Díaz-Toribio1 y Victoria Sosa2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 28 de noviembre 2022

La riqueza biocultural [ ... ]

Leer más...
29 Nov 2022 08:57
La comunicación en la naturaleza

La comunicación en la naturaleza

Mario Enrique Favila Castillo

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 29 de noviembre 2022

Una de las características de los seres [ ... ]

Leer más...
25 Nov 2022 08:12
Abejas nativas, herbáceas y huertas de aguacate

Abejas nativas, herbáceas y huertas de aguacate

Equipo Proyecto AGUHA

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 25 de noviembre 2022

La diversidad de abejas nativas [ ... ]

Leer más...
24 Nov 2022 07:36
Las plantas… ¿tienen memoria?

Las plantas… ¿tienen memoria?

Nidia Luz Sánchez León y Eric Edmundo Hernández Domínguez*

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 24 de noviembre 2022

Las [ ... ]

Leer más...
24 Nov 2022 07:28
Evolución en acción: trampa y nepotismo

Evolución en acción: trampa y nepotismo 

Jorge González-Astorga

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 21 de noviembre 2022

Desde sus orígenes la biología [ ... ]

Leer más...
23 Nov 2022 08:06
Plantas + microorganismos = holobiontes

Plantas + microorganismos = holobiontes

Eliezer Cocoletzi Vásquez1 y Sandra Rocha Ortiz2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 23 de noviembre 2022

El estudio [ ... ]

Leer más...
22 Nov 2022 09:51
¿Qué naturaleza quedará a los que vienen?

¿Qué naturaleza quedará a los que vienen? 

Sonia Gallina

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 22 de noviembre 2022

El conocimiento generado por los investigadores [ ... ]

Leer más...
18 Nov 2022 07:08
¿Qué tanto es tantito? Todo es cuestión de números…

¿Qué tanto es tantito? Todo es cuestión de números…

Miguel Rubio Godoy

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 18 de noviembre 2022

Bien dice el refrán popular, [ ... ]

Leer más...
17 Nov 2022 07:25
Ecología química de la araña roja de dos manchas

Ecología química de la araña roja de dos manchas 

Neby Melina Mérida-Torres1, Tirinjin T. Máximo-Martínez2 y Samuel Cruz-Esteban2,3*

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
15 Nov 2022 07:31
Hij@s de la mitocondria

Hij@s de la mitocondria

Noemí Matías-Ferrer1 y Juan Esteban Martínez-Gómez1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 14 de noviembre 2022

El ADN mitocondrial, [ ... ]

Leer más...
15 Nov 2022 07:04
Nanopartículas para el control de hongos patógenos de aguacate

Nanopartículas para el control de hongos patógenos de aguacate 

Luis A. Hermida-Montero1,2, Nicolaza Pariona Mendoza1, Iliana C. Ruiz-Leyva2, Zelene Durán-Barradas1, Antonio Solis-Soria1,3, Daniel [ ... ]

Leer más...
11 Nov 2022 08:00
Hay quince centímetros entre la vida y la muerte del manglar

Hay quince centímetros entre la vida y la muerte del manglar

Jorge López Portillo1, Ana Laura Lara Domínguez1 y Fernanda Alexander1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
11 Nov 2022 07:53
La ganadería de traspatio, economía rural

La ganadería de traspatio, economía rural

Ricardo de Jesús Madrigal Chavero1

 Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 11 de noviembre 2022

La ganadería traspatio [ ... ]

Leer más...
09 Nov 2022 07:31
¿Cuántos son muchos? O ¿qué tanto es tantito?

¿Cuántos son muchos? O ¿qué tanto es tantito?

Carolina Álvarez Peredo1, Armando Contreras Hernández1 y Rosa María González Amaro1 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
08 Nov 2022 07:29
Voces del Jardín, espacio de divulgación científica

Voces del Jardín, espacio de divulgación científica

Norma Edith Corona Callejas1 y Dalila del Carmen Callejas Domínguez1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
07 Nov 2022 07:43
Los colores del maíz que pintan la vida

Los colores del maíz que pintan la vida 

Rosa María González Amaro

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 07 de noviembre 2022

México es centro de origen y [ ... ]

Leer más...
04 Nov 2022 07:55
¿Hueles a lo que comes? El caso de los olores afrodisiacos de los machos de las moscas de la fruta

¿Hueles a lo que comes? El caso de los olores afrodisiacos de los machos de las moscas de la fruta 

Larissa Guillén, Carlos Pascacio-Villafán, Alma Altúzar-Molina, Erick Enciso-Ortíz y Martín Aluja

Artículo [ ... ]

Leer más...
03 Nov 2022 07:03
Geofagia: el hábito de comer suelo

Geofagia: el hábito de comer suelo

Andrea Birke1 y Carlos Pascacio-Villafán1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 03 de noviembre 2022

La geofagia es la práctica [ ... ]

Leer más...
01 Nov 2022 09:29
Tomar distancia 1, 2, 3..: ¿qué hemos aprendido a 32 meses de pandemia?

Tomar distancia 1, 2, 3..: ¿qué hemos aprendido a 32 meses de pandemia?

Luis M García Feria1

La distancia social es una de las medidas para disminuir o evitar la trasmisión del COVID-19. Hacer un [ ... ]

Leer más...
01 Nov 2022 08:03
Visualizando lo invisible del reino de los hongos

Visualizando lo invisible del reino de los hongos

Gabriela Heredia1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 01 de noviembre 2022

La mayor parte del Reino de los [ ... ]

Leer más...
31 Oct 2022 08:29
Las plantas del día de muertos

Las plantas del día de muertos

Enrique César Crivelli1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 31 de octubre 2022

Las plantas utilizadas en las tradiciones del [ ... ]

Leer más...
28 Oct 2022 07:24
Mitos Alados

Mitos Alados 

Vanessa Díaz-Ortiz1, Paulina García-Bañuelos2 y Sergio Albino2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 28 de octubre 2022

A través de los años, [ ... ]

Leer más...
27 Oct 2022 08:59
Importancia de los gestores bibliográficos en la investigación

Importancia de los gestores bibliográficos en la investigación

Rafael Colorado y Marco A. Francisco-López

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 27 de octubre [ ... ]

Leer más...
26 Oct 2022 07:42
Los trabajadores invisibles del campo están en peligro

Los trabajadores invisibles del campo están en peligro

Brenda Ratoni1, Benito Barreiro2 y Wesley Dáttilo1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 26 de octubre [ ... ]

Leer más...
25 Oct 2022 07:35
¿Quién mató a las liebres de Mapimí?

¿Quién mató a las liebres de Mapimí?

Alberto González Romero

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 24 de octubre [ ... ]

Leer más...
24 Oct 2022 08:21
No traduzco pero me involucro: El caso de los ARNs largos no codificantes

No traduzco pero me involucro: El caso de los ARNs largos no codificantes

Michel Pale1, Diana Sánchez-Rangel1,2 y Enrique Ibarra-Laclette1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
20 Oct 2022 08:44
Los polinizadores en la FM

Los polinizadores en la FM

Paola A. González-Vanegas1, Jaqueline Acuña-Martínez2, *Carlos A. Cultid-Medina3

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 20 de octubre [ ... ]

Leer más...
19 Oct 2022 07:06
Los hongos en los ecosistemas

Los hongos en los ecosistemas

Enrique Alarcón-Gutiérrez1 y Florencia Ramírez-Guillén2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 19 de octubre 2022

Los hongos son [ ... ]

Leer más...
18 Oct 2022 11:03
¿Sabes qué son los escarabajos y las funciones que desempeñan en la naturaleza?

¿Sabes qué son los escarabajos y las funciones que desempeñan en la naturaleza?

Karla Andalco-Cid1 y Armando Aguirre-Jaimes2 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
17 Oct 2022 08:36
Nidos de coprófagos cavadores: su importancia

Nidos de coprófagos cavadores: su importancia

Carmen Huerta

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 17 de octubre 2022

Los nidos de los escarabajos coprófagos [ ... ]

Leer más...
14 Oct 2022 12:11
Los inventarios florísticos en la conservación y restauración

Los inventarios florísticos en la conservación y restauración

Emmanuel Pérez-Calix

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 13 de octubre 2022

Los inventarios [ ... ]

Leer más...
12 Oct 2022 06:33
Una mirada a la ciencia a través de la microscopia

Una mirada a la ciencia a través de la microscopia

Greta H. Rosas Saito1, Lorena Ma. Luisa López Sánchez1, Olinda E. Velázquez López1, Randy Ortiz Castro1,2

 

Artículo publicado en la Crónica [ ... ]

Leer más...
11 Oct 2022 06:51
Un cortejo natural entre plantas y hongos oculto en el suelo

Un cortejo natural entre plantas y hongos oculto en el suelo

Antero Ramos, Leticia Montoya y Víctor Bandala

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 10 de octubre [ ... ]

Leer más...
10 Oct 2022 06:40
Selvas y bosques entre mares y montañas

Selvas y bosques entre mares y montañas

Betzayde Ortiz-Hernández; Angélica Ramírez-Solano; Brenda Cruz-García; Mauricio A. Juárez-Fragoso y Roger Guevara

 Artículo publicado en la Crónica y el [ ... ]

Leer más...
06 Oct 2022 07:53
¿Qué es un suelo?

¿Qué es un suelo?

Lilit Pogosyan y Simoneta Negrete

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 06 de octubre 2022

Un suelo es un recurso no renovable indispensable [ ... ]

Leer más...
05 Oct 2022 09:33
Conociendo al árbol nacional desde otra perspectiva

Conociendo al árbol nacional desde otra perspectiva

Luis Alberto Martínez Rodríguez, Greta Hanako Rosas Saíto, Alan Josué Pérez Lira. Eric Edmundo Hernández Domínguez* 

Artículo publicado [ ... ]

Leer más...
04 Oct 2022 07:24
La cáscara de un fruto … es un diamante en bruto. ¡Cómetela!

La cáscara de un fruto … es un diamante en bruto. ¡Cómetela!

Martín Aluja, Alma Altúzar-Molina, Juan Luis Monribot-Villanueva, José Antonio Guerrero-Analco, Francisco Javier Rivera-Reséndiz, Daniela [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores