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).

27 Ene 2022 05:30
Los árboles mexicanos, tesoro en riesgo

Los árboles mexicanos, tesoro en riesgo Marie-Stéphanie Samain, Salvador Guzmán Díaz1, Karina Machuca Machuca1, Esteban Manuel Martínez Salas2 

1 Instituto de Ecología, A.C., Centro Regional [ ... ]

Leer más...
26 Ene 2022 09:13
La abeja melífera altera el funcionamiento de las interacciones entre plantas y polinizadores

La abeja melífera altera el funcionamiento de las interacciones entre plantas y polinizadores Carlos Pinilla Cruz y Wesley Dáttilo

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día [ ... ]

Leer más...
25 Ene 2022 10:28
Expectativas del maíz nativo en tiempos de COVID

Expectativas del maíz nativo en tiempos de COVID Rosa María González Amaro y Carlos Isaías Flores Romero

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 25 de enero 2022

La [ ... ]

Leer más...
24 Ene 2022 09:48
Sucesión ecológica: la naturaleza cambiante

Sucesión ecológica: la naturaleza cambiante Ma. Luisa Martínez y Octavio Pérez-Maqueo

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 24 de enero 2022

De manera natural, durante [ ... ]

Leer más...
21 Ene 2022 10:03
Los hongos como indicadores ecológicos

Los hongos como indicadores ecológicos Florencia Ramírez-Guillén

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 21 de enero 2022

Se discute la importancia del estudio del uso [ ... ]

Leer más...
20 Ene 2022 08:32
¡Que suerte! tréboles acuáticos

¡Que suerte! tréboles acuáticos Karina Magdalena Grajales Tam y Patricia Hernández Ledesma

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 20 de enero 2022

Encontrar un ser que [ ... ]

Leer más...
19 Ene 2022 12:30
Zopilotes a volar…

Zopilotes a volar… Luis M. García Feria

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 19 de enero 2022

Los zopilotes son aves carroñeras con gran importancia en el ecosistema. [ ... ]

Leer más...
18 Ene 2022 09:25
Yucatán censura al Gorrión Europeo

Yucatán censura al Gorrión Europeo Alexander Peña-Peniche, Claudio Mota-Vargas, Michelle García-Arroyo e Ian MacGregor-Fors

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 18 [ ... ]

Leer más...
13 Ene 2022 09:36
Un patrimonio natural para la investigación

 

Un patrimonio natural para la investigación José F. Dzul-Cauich y Vicente Hernández-Ortiz

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 13 de enero 2022

Las colecciones [ ... ]

Leer más...
12 Ene 2022 08:32
Las gallinas ciegas

Las gallinas ciegas Roberto Arce-Pérez, C.V. Rojas-Gómez y Andrés Ramírez-Ponce

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 12 de enero 2022

Las larvas de escarabajos conocidas [ ... ]

Leer más...
11 Ene 2022 06:04
La ciencia al servicio del bienestar humano: 100 años de estudio de los virus

La ciencia al servicio del bienestar humano: 100 años de estudio de los virus Esaú Bojórquez Velázquez, José Miguel Elizalde Contreras, Eliel Ruiz May

Artículo publicado en el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
10 Ene 2022 06:18
¿Qué significa biocultural?

¿Qué significa biocultural? Maite Lascurain,Tlacaelel Rivera-Núñez, Citlalli A. González y Minneth Medina García

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 10 de enero [ ... ]

Leer más...
07 Ene 2022 13:54
Perspectivas para productos forestales en México

Perspectivas para productos forestales en México Raymundo Dávalos Sotelo

 

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 06 de enero 2022

La sociedad requiere insumos para [ ... ]

Leer más...
07 Ene 2022 13:06
Exploradores de plantas de los siglos XVIII y XIX

Exploradores de plantas de los siglos XVIII y XIX Andrew P. Vovides y Miguel Ángel Pérez-Farrera

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 07 de enero 2022

Viajar en alta [ ... ]

Leer más...
16 Dic 2021 10:14
Colecciones biológicas en el antropoceno

Colecciones biológicas en el antropoceno Andrés Ramírez-Ponce 

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 16 de diciembre 2021

Las colecciones biológicas son los acervos [ ... ]

Leer más...
15 Dic 2021 10:23
Las 5E en el Jardín Botánico

Las 5E en el Jardín Botánico Norma Edith Corona Callejas

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 15 de diciembre 2021

Las actividades educativas del Jardín Botánico Francisco [ ... ]

Leer más...
14 Dic 2021 10:49
Los aliens de las moscas de la fruta: los insectos parasitoides

Los aliens de las moscas de la fruta: los insectos parasitoides Jovita Martínez-Tlapa, Alma Altúzar-Molina, Lizbeth González, Adriana Santos, Enedina Cruz, Olinda Velázquez, Rafael Ortega, Emilio [ ... ]

Leer más...
14 Dic 2021 10:43
Helechos ornamentales para cultivar en Xalapa

Helechos ornamentales para cultivar en Xalapa Klaus Mehltreter

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 14 de diciembre 2021

Se describen algunos helechos que se pueden cultivar [ ... ]

Leer más...
13 Dic 2021 09:42
Horticultura y conservación vegetal

Horticultura y conservación vegetal Carlos A. Zárate

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 13 de diciembre 2021

La horticultura en los jardines botánicos desempeña [ ... ]

Leer más...
13 Dic 2021 09:36
Depredadores nocturnos con gran impacto

Depredadores nocturnos con gran impacto Antonio Guillén Servent  

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 13 de diciembre 2021

Los murciélagos cavernícolas se concentran [ ... ]

Leer más...
10 Dic 2021 09:23
Firma electrónica, minimiza la deforestación

Firma electrónica, minimiza la deforestación Mónica Enriquez

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 10 de diciembre 2021

La deforestación a nivel mundial se ha incrementado [ ... ]

Leer más...
09 Dic 2021 09:18
La comunicación secreta de los insectos

La comunicación secreta de los insectos Patricia Romero y Larissa Guillén

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 09 de diciembre 2021

La comunicación química es ampliamente [ ... ]

Leer más...
09 Dic 2021 09:11
Deforestación en regiones cafetaleras de México

Deforestación en regiones cafetaleras de México Robert Hunter Manson, Mauricio Galeana Pizaña y Gabriel Alejandro Morales Martínez

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]

Leer más...
08 Dic 2021 14:01
Diez principios para guiar la siembra de árboles

Diez principios para guiar la siembra de árboles Fabiola López Barrera y Víctor Manuel Vásquez Reyes

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 08 de diciembre 2021

La moda [ ... ]

Leer más...
08 Dic 2021 13:34
Hacia una valoración múltiple de la naturaleza

Hacia una valoración múltiple de la naturaleza Luciana Porter Bolland

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 08 de diciembre 2021

Se presenta un breve resumen del IPBES [ ... ]

Leer más...
07 Dic 2021 07:33
Proteasas y hongos fitopatógenos

 

Proteasas y hongos fitopatógenos Jire Muñoz, Eric E. Hernández, Sobeida Sánchez y Diana Sánchez

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 07 de diciembre 2021

Los [ ... ]

Leer más...
07 Dic 2021 07:27
¿Qué podemos aprender del flujo de polen y la dispersión de semillas?

¿Qué podemos aprender del flujo de polen y la dispersión de semillas? Yessica Rico 

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 07 de diciembre 2021

La dispersión de semillas [ ... ]

Leer más...
06 Dic 2021 10:26
Festejemos al suelo, 5 de diciembre Día mundial del suelo

Festejemos al suelo, 5 de diciembre Día mundial del suelo Beatriz E. Marín-Castro, Sandra Rocha, Karla Tapia

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 06 de diciembre 2021

La [ ... ]

Leer más...
02 Dic 2021 07:00
Aves y zonas agrícolas

Aves y zonas agrícolas Gerson D. Alducin-Chávez y Octavio Rojas-Soto

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 02 de diciembre 2021

Las prácticas de la agricultura en el [ ... ]

Leer más...
01 Dic 2021 09:17
Sobre invasiones biológicas y evolución

Sobre invasiones biológicas y evolución Raquel Hernández-Espinosa y Jorge González-Astorga

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 01 de diciembre 2021

En la actualidad [ ... ]

Leer más...
30 Nov 2021 08:09
Contando animales

Contando animales Eva López Tello Mera

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 30 de noviembre 2021

El conteo de animales es importante para poder realizar acciones que [ ... ]

Leer más...
29 Nov 2021 09:57
Restaurar para conectar el bosque

 

Restaurar para conectar el bosque Angela Viviana Rojas-Rojas y Moisés Mendez-Toribio

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 29 de noviembre 2021

Los bosques tropicales [ ... ]

Leer más...
25 Nov 2021 14:15
Un quelite veracruzano: el xonequi

Un quelite veracruzano: el xonequi Victoria Sosa, Eva Piedra-Malagón, Milton Díaz

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 25 de noviembre 2021

El xonequi es un quelite [ ... ]

Leer más...
24 Nov 2021 07:27
Prácticas sustentables de control parasitario

Prácticas sustentables de control parasitario Magdalena Cruz Rosales

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 24 de noviembre 2021

Existen muchos problemas ambientales, productivos [ ... ]

Leer más...
23 Nov 2021 09:01
Muerte, descomposición y diversidad

Muerte, descomposición y diversidad María Luisa Castillo

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 23 de noviembre 2021

Durante toda su vida, los árboles nos brindan múltiples [ ... ]

Leer más...
22 Nov 2021 09:23
El fuego no siempre es el malo de la la historia

 

El fuego no siempre es el malo de la la historia Milton H. Diaz-Toribio

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 22 de noviembre 2021

El fuego es un factor importante [ ... ]

Leer más...
19 Nov 2021 08:40
Herbarios: bóvedas de información biológica

Herbarios: bóvedas de información biológica  Enrique César Crivelli,Carlos Duran Espinosa, Israel Acosta Rosado

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 19 de noviembre [ ... ]

Leer más...
18 Nov 2021 16:13
Microsatélites: secretos evolutivos del ADN

Microsatélites: secretos evolutivos del ADN Luis Rodrigo Arce Valdés, Rosa Ana Sánchez Guillén, Janet Nolasco Soto y Mario E. Favila

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]

Leer más...
17 Nov 2021 09:28
Limpieza de las hormigas cortadoras - un nido limpio habla bien de quien lo usa

Limpieza de las hormigas cortadoras - un nido limpio habla bien de quien lo usa Juan Sebastián Gómez y Trevor Williams

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 17 de noviembre [ ... ]

Leer más...
16 Nov 2021 09:26
Curiosidades sobre las guayabas y su fauna insectil asociada

Curiosidades sobre las guayabas y su fauna insectil asociada  Andrea Birke

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 16 de noviembre 2021

¿Sabías que la guayaba es originaria [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores