Interacciones ocultas

Hormigas cortadoras de hojas que cultivan hongos con perseverancia, abejorros que captan cantidades minúsculas de electricidad que desprenden las flores... todo ello forma parte de un tapiz invisible de interacciones que se extiende a nuestro alrededor. En este episodio se ensalza la complejidad del mundo natural.

Investigación fundamental

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00:00:00:00 - 00:00:39:24 Abigail Acton Esto es CORDIScovery. Hola, soy Abigail Acton. Bienvenidos a este episodio de CORDIScovery. ¿Sabía que, cuando los antílopes se alimentan de las hojas de una acacia, el árbol emite etileno, el cual actúa como señal de alarma para otras acacias cercanas? Este gas puede viajar hasta cuarenta y cinco metros y, en media hora, los árboles que captan la señal empiezan a producir taninos muy amargos en sus hojas para, de este modo, hacerlas menos apetecibles para los antílopes. 00:00:40:01 - 00:01:00:07 Abigail Acton En altas concentraciones, los taninos pueden llegar incluso a provocar la muerte. La mayoría nos centramos en lo que podemos ver, tocar, sentir u oír. Nos oímos unos a otros, sabemos que se produce algún tipo de comunicación cuando un perro ladra, pero somos menos conscientes de las interacciones que ocurren a nuestro alrededor y que no percibimos. Así que recapacitemos. 00:01:00:09 - 00:01:27:12 Abigail Acton Hormigas cortadoras de hojas que cultivan hongos con cuidado, abejorros que captan cantidades minúsculas de electricidad que desprenden las flores. Todo ello forma parte de un tapiz invisible de interacciones que se extiende a nuestro alrededor. Tal vez podamos aprovechar esa red interconectada. Por ejemplo, ¿podrían los gases de alerta emitidos por los cultivos de cereales atacados por plagas dar lugar un método más específico del uso de plaguicidas? 00:01:27:14 - 00:01:51:06 Abigail Acton Bienvenidos a este episodio de CORDIScovery, en el que ensalzamos el maravilloso mundo de las interacciones ocultas con Daniel Robert, catedrático de Bionanociencias en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido. Daniel examina cómo responden los insectos a campos electrostáticos débiles, una forma hasta ahora desconocida de interacción entre las plantas y sus polinizadores. ¡Hola, Daniel! 00:01:51:09 - 00:01:52:21 Daniel Robert ¡Hola! Encantado de estar aquí. 00:01:52:23 - 00:02:11:20 Abigail Acton Encantada de tenerte aquí con nosotros. Ted Turlings trabaja en la Universidad de Neuchâtel, en Suiza, donde es catedrático de Ecología Química. Al dilucidar cómo se defienden las plantas de los ataques de los insectos y cómo han evolucionado los insectos especializados, el equipo de Turlings espera crear métodos de control de plagas novedosos y sostenibles. ¡Hola, Ted! 00:02:11:22 - 00:02:12:24 Ted Turlings Hola, un placer estar aquí hoy. 00:02:13:05 - 00:02:28:11 Abigail Acton Encantada de que nos acompañes. Jonathan Shik es profesor titular de Ecología y Evolución en la Universidad de Copenhague, en Dinamarca. Está muy interesado en las hormigas: su coexistencia con otras especies y cómo sobreviven en diferentes entornos afectados por el cambio climático. ¡Hola, Jonathan! 00:02:28:13 - 00:02:29:18 Jonathan Shik ¡Hola! Me alegro de estar aquí. 00:02:29:22 - 00:02:49:19 Abigail Acton Me alegro de verte. Daniel, voy a empezar contigo. En el proyecto ElectroBee se investigó el primer caso conocido de electrorrecepción en un medio no conductor: la capacidad de los abejorros para detectar y obtener información de los débiles campos eléctricos que se crean cuando se acercan a una flor. Daniel, ¿podrías contarnos un poco más sobre en qué consiste la electrorrecepción? 00:02:49:24 - 00:03:25:04 Daniel Robert Por supuesto. Pues bien, la electrorrecepción es la capacidad de los organismos para detectar campos eléctricos y todas las cargas. Se ha estudiado durante más de sesenta años en tiburones, rayas y, por lo general, otros animales acuáticos en un medio conductor como es el agua. Así que, en ese medio, se sabe bastante bien cómo funciona. Sin embargo, nunca se había considerado en un medio no conductor como es el aire donde, como sabemos, viven la mayoría de las especies, incluidos muchísimos artrópodos. 00:03:25:06 - 00:03:31:22 Daniel Robert Así que aceptamos el pequeño reto y dijimos: «De acuerdo, si existe en el agua, ¿podría existir en el aire?». 00:03:31:24 - 00:03:40:02 Abigail Acton Fascinante. Absolutamente brillante. ¿Y qué hiciste para determinar si esto se producía de verdad? Cuéntame algo más sobre los experimentos que llevaste a cabo en ElectroBee. 00:03:40:07 - 00:04:06:00 Daniel Robert Bueno, en primer lugar, nos percatamos de que algo sucedía eléctricamente mirando por encima vídeos de YouTube y, después, lo reproducimos en el laboratorio, y observamos que el polen saltaba de las flores a las abejas. En el laboratorio había unos cuantos estudiantes con diferente bagaje, quiero decir, algunos eran físicos otros biólogos, todos lo miramos y un físico dijo: «Pero mira, no caen». 00:04:06:00 - 00:04:30:01 Daniel Robert El polen no cae al azar. Va directo. De acuerdo con esa pequeña y suave ondulación que se puede ver en el vídeo, tiene que haber un campo eléctrico. De modo que, a partir de entonces, pensamos: «Vale, es posible que, como en el Universo toda la materia está cargada, no es solo en la Tierra y entre las abejas y las flores, tengamos que estudiar las cargas electrostáticas que se generan entre las abejas y las flores». 00:04:30:03 - 00:04:51:04 Daniel Robert Así que hicimos experimentos en los que les dimos a las abejas una opción, en esencia acudir a un tipo concreto de flor que pusimos en el laboratorio, que era bastante artificial en un principio, y una flor tenía de hecho electricidad y un poco de azúcar, y otra no tenía electricidad ni azúcar. Y nos preguntamos: «¿Pueden aprender? ¿Pueden aprender las abejas la diferencia entre ambas?». 00:04:51:06 - 00:04:56:05 Daniel Robert Y he aquí que observamos uno de esos momentos sorprendentes en los que, en efecto, podían notar la diferencia. 00:04:56:11 - 00:05:13:13 Abigail Acton Fantástico. ¿Y cómo se manifestó eso? Quiero decir, en primer lugar, ¿cómo se medió la cantidad de energía electrostática que emitían las plantas? Porque creo, sino me equivoco, que estamos hablando de lo mismo que ocurre cuando nos acercamos a un televisor de rayos catódicos. Si es que alguien se acuerda de ellos. Bueno, me voy a sonrojar revelando mi edad en este caso, que pelos de los brazos se pongan de punta. 00:05:13:13 - 00:05:17:24 Abigail Acton O con un globo en una fiesta de cumpleaños de un niño al frotarlo con el pelo. Estamos hablando de ese tipo de carga eléctrica, ¿verdad, Daniel? 00:05:18:03 - 00:05:20:19 Daniel Robert Eso es, exactamente. Son campos muy débiles. 00:05:20:19 - 00:05:33:00 Abigail Acton Sí, bueno, exactamente. Campos débiles e invisibles. Bueno, cuéntame más sobre cómo mediste cuánta carga emitían las flores. Y, además, dices que las abejas aprendieron. ¿Cómo observaste que eso ocurría de verdad? ¿Cómo comprobaste que estaban aprendiendo? 00:05:33:00 - 00:06:06:15 Daniel Robert Bueno, uno de los retos era, por supuesto, hacer que estos campos fueran visibles o medibles. Porque son pequeños, pero medibles. El problema es que no existe una cámara o micrófono equivalente para medir campos eléctricos. Lo que sí se puede medir, sin embargo, es el efecto de un campo sobre un objeto. Así que resumimos todo el razonamiento y dijimos: «Vale, proporcionemos diferencias en los campos eléctricos con una abeja y hagamos que esa abeja, por aprendizaje asociativo, aprenda si hay una elevada probabilidad de que encuentre la fuente de azúcar... 00:06:06:17 - 00:06:29:24 Daniel Robert Cuando hay un campo eléctrico en esa flor concreta, y podremos medir, por el comportamiento de la abeja, si pueden detectar o no ese campo». Y, por supuesto, con un experimento de control, anulamos todo lo que sabemos que estaba ocurriendo en esta concreta, en la arena de vuelo. Anulamos todos los campos eléctricos, y demostramos que las abejas habían aprendido a encontrar la fuente de azúcar a partir de la presencia de un campo. 00:06:30:01 - 00:06:44:18 Daniel Robert Cuando no había campo, eran incapaces de encontrar una fuente de azúcar, aunque ahora era abejas que habían aprendido. Y eso es lo bueno de las abejas, que puedes enseñarles cosas y luego, en esencia, ponerlas a prueba, si recuerdan, si aún pueden encontrar la fuente de lo que quieren, el azúcar. 00:06:44:22 - 00:06:46:07 Daniel Robert Así que eso es lo que hicimos. 00:06:46:09 - 00:06:52:18 Abigail Acton Fantástico. Y tengo entendido que en un momento dado les hizo pasar por un aro. ¿Podrías explicar un poco por qué hizo pasar a las abejas por un aro? 00:06:52:23 - 00:07:17:16 Daniel Robert Por supuesto. Porque queríamos saber cuantitativamente qué tipo de carga tienen las abejas. En los años setenta y ochenta, se informó de que las abejas estaban cargadas positivamente. Y eso nos dio una pequeña pista de que, en efecto, habría una interacción electrostática como la del globo que mencionabas antes. De modo que, una forma de medir la electricidad, o la carga electrostática sin contacto, es crear un aro, un anillo de cobre. 00:07:17:20 - 00:07:40:01 Daniel Robert Y también podríamos entrenar a las abejas para que vuelen a través de aros. Y tuvimos que hacerlo. Fue muy divertido. Y a medida que la abeja, como objeto cargado, vuela a través del aro, induce una pequeña corriente y, midiendo esa corriente, en picocoulomb, que es la que utilizamos, podríamos asegurarnos de que, en efecto, sabíamos que la abeja estaba proporcionando una carga a la flor. 00:07:40:03 - 00:07:59:21 Daniel Robert Pero entonces, por supuesto, también medimos que la flor está reaccionando a esa carga, que se denomina... se denomina técnicamente «carga espejo». Pero lo que ocurre es que, si tenemos, digamos, cinco cargas hacia la flor, esa flor invocará menos cinco cargas. Así que habrá un juego de más menos en el que la flor no se mantendrá... 00:07:59:22 - 00:08:05:04 Daniel Robert Pasiva, esperando tranquilamente. De hecho, jugará a ese juego electrostático con la abeja. Asombroso. 00:08:05:04 - 00:08:11:01 Abigail Acton Así que hay una interacción directa entre los dos. Excelente, Daniel. ¿Por qué? ¿Cuál es el beneficio? 00:08:11:04 - 00:08:39:04 Daniel Robert Esa era la pregunta clave, porque pensábamos: «Muy bien, el polen salta de una flor a una abeja, esto no fue lo que obviamente vio Aristóteles...». Quiero decir, hay una primera vez, ya sabes, los primeros informes sobre ello. Pero para nosotros, lo importante es que cuando veíamos a las abejas interactuar con las flores, la flor cambiaba su estado eléctrico en función de la visita de la abeja, lo que nos daba la idea de que no solo había una interacción, sino que las abejas lo sabían. 00:08:39:06 - 00:09:18:23 Daniel Robert Y esa era una pregunta clave. ¿Saben las abejas de la existencia de estos campos? Y, a raíz de eso, para abreviar, la idea era si la flor cambia su estado eléctrico, bien puede ser que cuando una abeja vuela a través de un prado, que no todas las flores sean iguales desde el punto de vista electroestático, y si las flores que han sido visitadas por las abejas tienen una electricidad diferente o un nivel diferente de electrostática, eso da información a las abejas, como probamos en el laboratorio en primer lugar, que esa flor está más madura con néctar o polen, y que los esfuerzos de las abejas para buscar alimento, porque el tiempo es precioso para las abejas, realmente no vale la pena. 00:09:19:01 - 00:09:29:23 Daniel Robert Y eso es lo que logramos demostrar, que cuando, si, cuando están entre muchas flores, si algunas tienen un estado diferente, las abejas lo miden fácilmente e intentan evitar esas flores, pero vuelven más tarde. 00:09:30:00 - 00:09:46:03 Abigail Acton Fantástico. Fantástico. Y, por supuesto, también me imagino, quiero decir, que también debes haber considerado otros insectos. Estoy pensando, por ejemplo, en los polinizadores nocturnos que emplean sentidos que van más allá del color y la visión, tal vez una especie de polilla, o alguno otro por el estilo. Los polinizadores vespertinos, los polinizadores nocturnos, ¿permiten ese proceso? 00:09:46:03 - 00:10:16:00 Daniel Robert Por supuesto. Bueno, eso fue parte de la investigación posterior. Y, en el proyecto ElectroBee, ampliamos el alcance de la pregunta para ver qué podían hacer otros polinizadores en este sentido. Bien, por supuesto, no diré que todos los insectos y todas las flores hacen lo mismo. Sabemos que hay una gran diversidad, pero pudimos medir que algunas polillas también se cargaban electrostáticamente, mientras que otras, como las polillas halcón, que vuelan muy rápido, que tienen una tasa de bateo de alas, de hecho, no se cargan tanto. 00:10:16:02 - 00:10:37:15 Daniel Robert De modo que aquí hay una moneda de cambio totalmente diferente, por así decirlo. Algunos tendrán diferentes trucos para hacerlo. Y, pero creemos, que en general esto es algo que las flores tienen que hacer para mantener su clientela de polinizadores. Y para ello tiene un buen aroma, buenos colores, buenas estructuras. Y nos gustaría incluir eso, y que además deben tener un campo eléctrico muy atractivo. 00:10:37:15 - 00:10:39:24 Daniel Robert Por extraño que pueda parecer al principio. 00:10:40:01 - 00:10:52:05 Abigail Acton Eso es absolutamente maravilloso. Es un mundo totalmente oculto, ¿verdad? Y muy complejo. ¿Y algún otro ejemplo, Daniel? Por ejemplo, interacciones depredador-presa en lugar de polinizador-polen. 00:10:52:08 - 00:11:17:18 Daniel Robert Sí, claro. Quiero decir, nos centramos en la polinización, porque es donde observamos primero el fenómeno y por eso se nos ocurrió. Pero después fuimos un poco más allá. Y, en efecto, uno de mis estudiantes, Sam England, consiguió grabar, con ese sistema de aros del que hablaba antes, la carga de avispas depredadoras, como «Vespula vulgaris», la avispa común, y también alguna avispa de Costa Rica, colocando eso aros delante de los avisperos. 00:11:17:22 - 00:11:36:11 Daniel Robert Hay que ser valiente para hacerlo. Y, entonces, pudimos medir que había una carga. Pero también midió orugas, y vimos que las orugas son más propensas a adoptar un comportamiento defensivo y permanecer en ese comportamiento defensivo, cuando el equivalente eléctrico del vuelo de una avispa, por así decirlo, porque tienen un campo eléctrico. 00:11:36:11 - 00:11:56:13 Daniel Robert De manera que podíamos registrar eso con electrodos. Y si reproducimos, en ausencia de avispas, esta señal eléctrica a través del aire, que no es conductora para las orugas, en realidad se quedaban en ese modo defensivo y todas empezarán a agitarse, empezarán a saltar de las hojas. Así que hay todo tipo de comportamientos dramáticos o a veces menos dramáticos. 00:11:56:13 - 00:12:21:16 Daniel Robert Pero las orugas, pensamos, ahora, son conscientes de la presencia de sus depredadores a través del campo eléctrico que surge entre ellos y el depredador, pero no te puedo decir si es generalizable a todas las orugas y todas las avispas. Pero, para aquellas que hemos observado, al menos solo en tres ejemplos, incluso en los trópicos, podemos decir ya que hay un nuevo canal entre presas y depredadores que, que se ha establecido por eso. 00:12:21:19 - 00:12:38:16 Abigail Acton Es maravilloso. Creo... me encanta hacer este pódcast, y muy a menudo me viene a la mente un vago sentimiento de prepotencia. Quiero decir, que siempre pensamos que sabemos todo lo que está pasando, y entonces abrimos un nuevo capítulo y, de repente, hay todo un nuevo mundo de cosas que no habíamos tenido en cuenta en absoluto. Muchas gracias. 00:12:38:16 - 00:12:43:01 Abigail Acton Ha sido una explicación fascinante. ¿Alguien tiene alguna pregunta para Daniel? Sí, por favor. Ted. Adelante. 00:12:43:14 - 00:13:03:00 Ted Turlings Entonces, Daniel, nos estabas explicando que esta, que esa carga eléctrica de las flores, permite a las avispas determinar qué flores tiene más polen o néctar. Abejorros. ¿No abre esto la posibilidad de que las flores engañen de manera que pudieran manipular su carga? 00:13:03:05 - 00:13:14:05 Abigail Acton Voy a intervenir porque creo que es una pregunta excelente. En realidad, Daniel, yo también me lo preguntaba. Quiero decir, por ejemplo, ¿pueden las avispas enmascarar, quiero decir, pueden las criaturas de las plantas jugar con esto? Porque, quiero decir, esto debe haber estado pasando durante milenios. 00:13:14:07 - 00:13:51:09 Daniel Robert Creo que sí. Creo que es una pregunta excelente, porque sabemos que tan pronto existen señales entre diferentes organismos, pueden ser tan distintos como una planta y una avispa u oruga, habrá cierto margen para exagerar los rasgos, pero también para ocultar la verdad. Creemos que las flores que se beneficiarán de lo que en el campo se denomina «constancia floral», por la que el polen tiene que volver a una flor de la misma especie, con polinizadores en serie que realmente visitan el mismo tipo de flor día tras día, hay no habría necesidad de mentir. 00:13:51:10 - 00:14:12:16 Daniel Robert Sin embargo, hay otras flores que son más efímeras, que se abren y necesitan incluso quizá ser movidas un poco o autopolinizarse. Y o el polen no tiene en realidad una especificidad muy grande y pueda permitirse el lujo de estar en otro lugar, pero luego ser recogido de nuevo, todo tipo de posibilidades. Así que lo que Ted está preguntando es que, en efecto, algunas flores pueden no responder de la misma forma. 00:14:12:20 - 00:14:28:05 Daniel Robert Por desgracia, aún no hemos encontrado ningún ejemplo, pero la idea sería que sí las hay... quizá la electricidad solo sirva para atraer e imitar como son las flores buenas y llamativas. Al igual que todas las flores tendrían un buen color y un buen aroma, pero tendrían un buen sabor eléctrico... por así decirlo. 00:14:28:09 - 00:14:48:13 Abigail Acton ¡Fabuloso! ¡Muchas gracias! Excelente, Daniel, te lo agradezco. Ted, ahora es tu turno. En realidad, empiezo a sentir un poco de lástima por las orugas, y el oyente descubrirá ahora por qué. Así que el objetivo de tu proyecto, AGRISCENTS, era desarrollar un nuevo dispositivo de detección capaz de saber cuándo una planta emite olores, los cuales que indican que está siendo atacada. 00:14:48:15 - 00:14:53:15 Abigail Acton Ted, ¿qué te atrajo del papel de las sustancias químicas volátiles en las interacciones bióticas? Por favor. 00:14:53:17 - 00:15:13:24 Ted Turlings Bueno, esto, esto se remonta a muchos años atrás, cuando empecé mi doctorado, que hice en la Universidad de Florida. Mi tarea era averiguar cómo las avispas parásitas, que son parecidas a la avispa que Daniel estaba describiendo, que se alimentan de orugas, cómo encuentran las orugas y, después, ponen sus huevos en ellas. 00:15:14:01 - 00:15:45:20 Ted Turlings Y, tras algunos experimentos de comportamiento, descubrí que en realidad utilizan los olores de las plantas para encontrar orugas que se alimentan de una planta. Y, al estudiar esto con más detalle, descubrimos que las plantas responden al ataque de las orugas produciendo un olor muy específico que atrae a estas avispas. Y, ese olor, la parte sorprendente de ello, es que no solo se produce por el daño mecánico que hacen estas orugas, sino que hay algo en las secreciones orales y la saliva. 00:15:45:21 - 00:15:59:05 Ted Turlings De las orugas, que es reconocido por las plantas que, después, comienzan a sintetizar compuestos nuevos compuestos volátiles que a continuación emiten. Y que los compuestos volátiles de estas plantas son los que atraen a las avispas. 00:15:59:09 - 00:16:12:21 Abigail Acton Eso es simplemente impresionante, de verdad, de verdad. ¿Puedes hablarnos un poco más de ello? Porque creo que hiciste experimentos en los que las plantas no estaban siendo dañadas por la oruga, pero la avispa seguía acudiendo. Cuénteme un poco más sobre los experimentos que hiciste. 00:16:13:02 - 00:16:42:12 Ted Turlings Sí. Bueno, descubrimos que estas secreciones orales eran importantes en este contexto. Nosotros mismos dañamos mecánicamente las plantas y descubrimos que, si no se añadía saliva de oruga a las zonas dañadas, las emisiones de compuestos volátiles eran mucho, mucho más bajas. Y, varios de estos compuestos, que normalmente se emiten en respuesta al ataque de las orugas, no se emitían. De este modo pudimos demostrar la importancia de esta secreción oral. 00:16:42:12 - 00:17:03:00 Ted Turlings Y después desarrollamos un bioensayo en el que incluso podíamos incubar plantas, trabajamos con plantas de maíz, que cortábamos por el tallo y después poníamos en una solución con o sin saliva de oruga. Y después observamos una tremenda diferencia en los compuestos volátiles emitidos por las plantas, incluso si las hojas no estaban dañadas... después de varias horas. Sí. 00:17:03:02 - 00:17:13:23 Abigail Acton Fascinante. Sin duda. Esto es absolutamente fascinante, pero ¿tienes alguna idea de alguna aplicación que pudiera surgir de este conocimiento? 00:17:14:03 - 00:17:39:16 Ted Turlings Sí, eso es exactamente en lo que consiste el proyecto AGRISCENTS, vamos a investigar sobre ello. La idea era que si las avispas son capaces de reconocer las plantas por el ataque de las orugas, si nosotros podríamos detectarlas también. Y, si su olor es lo suficientemente específico, quizá incluso se podría detectar qué insecto se está alimentando de la planta a partir del olor emitido por la planta. 00:17:39:18 - 00:17:54:02 Ted Turlings Y hay diferencias sutiles entre las distintas especies de orugas, pero también entre otros insectos e, incluso, microorganismos patógenos como bacterias y hongos, que detectan las plantas e inducen a éstas a empezar a producir olores específicos. 00:17:54:07 - 00:18:09:02 Abigail Acton ¿Y estos olores que producen las plantas son sistemáticamente para protegerse, como, por ejemplo, con respecto a las avispas depredadoras? ¿O tan solo se emiten como señales de socorro sin un objetivo final, por así decirlo, por parte de la planta? ¿Tienen cada una finalidad? 00:18:09:06 - 00:18:32:01 Ted Turlings Sí. Cuál es la función original es un poco difícil de determinar, pero también, como has mencionado al principio de este pódcast, es que también existe esta opción de plantas que interactúan entre sí para tratar estos olores. Y esa es una de las posibles funciones... no me gusta usar la palabra comunicación, ya que esto quizá podría hacer referencia a una interceptación. 00:18:32:01 - 00:18:40:20 Ted Turlings Por así decirlo. Es decir, una planta vecina puede captar ese olor, darse cuenta de que hay una oruga u otra. 00:18:40:22 - 00:18:42:00 Abigail Acton Un problema de algún tipo. 00:18:42:00 - 00:19:11:04 Ted Turlings Un problema, Sí. Y, entonces empiezan, a prepararse para ese posible ataque. Y también pueden hacerlo mediante un aumento de sus respuestas en la, en términos de la producción de compuestos de defensa, o también de la producción de estos olores para detectar los enemigos naturales, de los herbívoros. No obstante, hemos investigado bastante al respecto, y hemos descubierto que los microorganismos patógenos y los insectos inducen olores considerablemente diferentes, y que podemos de hecho captarlos. 00:19:11:04 - 00:19:34:18 Ted Turlings Ahora hemos probado varios sensores que pueden detectar estos olores en tiempo real. Y el objetivo final será instalar esos sensores en un vehículo, por ejemplo, que recorra un campo de plantas de maíz, huela cada planta y, después, comunique inmediatamente, en tiempo real, a los agricultores si hay algún problema. 00:19:34:18 - 00:19:45:11 Ted Turlings E, incluso, se podría pensar que el mismo vehículo con, que esparciera algo con lo que matar a esa plaga, y lo lógico sería plaguicidas, pero también estamos examinando otras opciones. 00:19:45:17 - 00:19:46:16 Abigail Acton ¿Cómo qué, Ted? 00:19:46:22 - 00:20:05:11 Ted Turlings Una de las posibilidades son los nematodos: pequeños gusanos que matan a los insectos, en uno o dos días; son parásitos de los insectos. Y ya hemos desarrollado una formulación que podemos inyectar en el núcleo de las plantas de maíz, el centro de las plantas de maíz, con nematodos. Y funciona de verdad. 00:20:05:15 - 00:20:23:08 Abigail Acton ¿Sí? ¿Funcionan? Eso está bien, porque debo admitir que acabo de descubrir el mundo de los nematodos, ya que este verano tuve una plaga de babosas en mi jardín, algo crónico, y apliqué nematodos dos o tres veces y parece que a las babosas no les afecta en absoluto. Así que espero que tus nematodos sean más eficaces que los que yo utilicé. 00:20:23:08 - 00:20:40:08 Ted Turlings En realidad, también hemos trabajado con nematodos de babosas y matan mucho, mucho más despacio. Y podrían tardar semanas a meses antes de que maten a las babosas. Pero, en el caso de las orugas, las atacan y las matan en dos días. Muy bien. Con solo uno o dos nematodos, los matas enseguida. 00:20:40:11 - 00:20:51:09 Abigail Acton Asombroso. Bien, así que ya lo saben amigos jardineros, sigan usando los nematodos de las babosas. No funcionará de inmediato. Muchas gracias. Fantástico. ¿Alguna pregunta para Ted? Excelente explicación. Gracias. Sí, por favor. Daniel. 00:20:51:15 - 00:21:14:17 Daniel Robert Es fascinante. De verdad es fascinante, ya que muestra todo el trabajo que está haciendo Ted... los aspectos ocultos, ya sea si se trata de la comunicación o de interceptación, pero creo que al final no importa mucho, ya que hay tantas, tantas complejidades diferentes. Me preguntaba, Ted, si, porque se sabe que hay muchas orugas que se vuelven tóxicas cuando eligen comer plantas para disuadir a los depredadores. 00:21:14:19 - 00:21:39:06 Daniel Robert ¿Existe una relación entre la toxicidad, ya sabes, la no palatabilidad de estas orugas y la forma en que pueden secretar estas diferentes sustancias que también pueden resultar fatales para ellas? ¿Existe un doble juego aquí por el cual algunas orugas han conseguido evitar y seguir siendo disuasorias, pero también disuasorias a, a todo lo que les es negativo a través de un mismo proceso de toxificación? 00:21:39:12 - 00:22:06:23 Ted Turlings Sí. Insectos especializados que son capaces de capturar los compuestos de defensa de las plantas... y estos especialistas han encontrado formas de desintoxicarse ellos mismos de estos compuestos. Y hace poco publicamos un artículo sobre un escarabajo, en este caso, las larvas se alimentan de las raíces y los adultos de las hojas, y esos adultos son capaces de capturar los compuestos de defensa de diferentes plantas, diferentes toxinas. 00:22:07:00 - 00:22:24:03 Ted Turlings Y lo que aún no se sabía es que, en realidad, pueden capturar múltiples compuestos de defensa diferentes, y transferir esos compuestos a sus huevos que, después, estarán protegidos contra los depredadores. Y eso es, es otro mundo fascinante, que es un poco diferente del aspecto de la comunicación. 00:22:24:05 - 00:22:27:07 Abigail Acton Bueno, es relevante cuando pensamos en ello como interacciones más que como comunicación. 00:22:27:08 - 00:22:28:11 Ted Turlings Sí, eso es. 00:22:28:11 - 00:22:46:08 Abigail Acton En verdad sería interconexión e interacción. Francamente, es bastante alucinante. Me parece maravilloso. Absolutamente brillante. Muchas gracias por la pregunta. Y por la respuesta. Jonathan, ahora es tu turno. Jonathan, en el proyecto ELEVATE se estudió la interacción entre las hormigas cortadoras de hojas y los hongos que cultivan, vale, así que seguimos hablando de ese concepto de simbiosis, en realidad. 00:22:46:10 - 00:22:51:21 Abigail Acton Las hormigas cortadoras de hojas actúan como agricultoras, bueno, eso no es algo que se te pasa de primeras por la cabeza. Jonathan, cuéntanos más, por favor. 00:22:52:01 - 00:23:19:02 Jonathan Shik Bueno, si alguna vez tienes la oportunidad de ir a una selva tropical en el Nuevo Mundo, ya sabes, desde Panamá hasta Argentina, con frecuencia verás estas enormes autopistas con miles y miles de hormigas forrajeando. Y esta es una de las escenas más icónicas de la selva tropical. Y lo que hacen, en realidad, es subir a las copas de los árboles y cortar todo tipo de fragmentos de hojas de cientos de especies diferentes, para luego llevarlos de vuelta al hormiguero, donde desaparecen bajo tierra. 00:23:19:08 - 00:23:45:22 Jonathan Shik Y, para mí, lo verdaderamente interesante es lo que sucede bajo tierra. Y resulta que, como has dicho, estas hormigas son verdaderas agricultoras. Transmiten verticalmente un cultivo, al igual que hacen los agricultores humanos, de generación en generación; lo protegen de todo tipo de plagas y patógenos; crean un entorno de crecimiento óptimo bajo tierra, y es su fuente de alimento. Se convierte la materia vegetal, que no pueden comer, en una recompensa nutricional optimizada de la que las hormigas dependen para subsistir. 00:23:46:02 - 00:23:54:20 Abigail Acton Vale, me estaba preguntando, así que muchas gracias por contestar. Bien, cuando dices crear una fuente de alimento, supongo que las hormigas no se comen el hongo en sí, ¿verdad? ¿O comen lo que produce el hongo? 00:23:54:20 - 00:24:03:05 Jonathan Shik Bueno, se comen el hongo. El hongo produce estos frutos domesticados, muy especializados, como una manzana en un manzano. 00:24:03:07 - 00:24:10:15 Abigail Acton Muy bien. Pero, obviamente, eso no daña el hongo en el fondo, porque de lo contrario se estarían comiendo su propio tipo de cultivo necesario. 00:24:10:17 - 00:24:26:22 Jonathan Shik No, es, tienes razón, es algo muy inusual que un hongo proporcione alimento a otro organismo. Pero resulta que, debido a que este es una necesidad, algunas de estas diferentes especies dependen unas de otras, no pueden vivir la una sin la otra. Pero, evolutivamente, tiene sentido que el hongo solo proporcione algunos nutrientes a las hormigas agricultoras. 00:24:27:00 - 00:24:37:20 Abigail Acton Claro, sin ni siquiera resultar dañado él mismo. De verdad, como manzanas en los árboles, de hecho. Muy bien. Fascinante. ¿Y en qué estabas más interesado en el proyecto ELEVATE? ¿Qué consideraste más en detalle en él? 00:24:37:20 - 00:24:57:03 Jonathan Shik Bueno, siempre me ha fascinado cómo funcionan los hormigueros. Cada hormiga por sí sola es bastante tonta. Sabes, pasé muchas horas observándolas en la selva tropical, tumbado sobre bolsas de basura y en la hojarasca, simplemente viéndolas buscar comida. Y si dejas una huella en la hojarasca, algunas hormigas de algunas especies vagarán sin rumbo durante horas, quiero decir, en círculos. 00:24:57:05 - 00:25:26:11 Jonathan Shik Pero, de alguna manera, estas hormigas agricultoras son capaces de gestionar estos sistemas agrícolas increíblemente complejos y sofisticados. Y, bueno, me preguntaba cómo podían hacerlo. Y me centré específicamente en, en la nutrición y la comunicación con las hormigas, con el hongo, porque los agricultores humanos saben exactamente qué mezclas de nutrientes son mejores para sus cultivos. Mi pregunta central en mi beca era: ¿cómo saben las hormigas qué mezclas de nutrientes hacen que su cultivo de hongos crezca mejor y cómo pueden detectarlo realmente? 00:25:26:11 - 00:25:32:17 Jonathan Shik Y ¿pueden tomar decisiones nutricionales complejas para optimizar la productividad de sus cultivos alimenticios? 00:25:32:19 - 00:25:39:06 Abigail Acton Y también sé que estabas interesado en los diferentes efectos climáticos. Que las situaciones podrían variar en función del contexto. 00:25:39:09 - 00:26:02:17 Jonathan Shik Sí, creo que es así. La distribución de estas hormigas va desde el sur de Nueva Jersey, diferentes especies, no necesariamente las hormigas cortadoras de hojas, pero sí un linaje muy diverso de hormigas, que son todas agricultoras, que están todas relacionados entre sí, hasta Argentina. De modo que se distribuyen desde la selva tropical hasta el desierto y los pastizales, por lo que tienen que ser capaces de cultivar en hábitats muy diversos. 00:26:02:19 - 00:26:16:08 Jonathan Shik Y, también, a diferencia de los seres humanos que han estado cultivando durante unos diez mil años, estas hormigas han sido agricultores sostenibles durante unos sesenta millones de años. Así que, cómo han logrado prosperar a pesar del cambio climático también era uno de mis intereses principales. 00:26:16:11 - 00:26:27:13 Abigail Acton Sí, claro. ¿Y cómo empezaste a estudiar las hormigas cortadoras de hojas? Sé, por ejemplo, que fuiste a Panamá. ¿Puedes hablarnos de algunos de los experimentos que hiciste en la selva tropical panameña? Debe de haber sido entorno bastante difícil. 00:26:27:15 - 00:26:50:11 Jonathan Shik Sí, trabajábamos cerca del canal de Panamá, en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Y es un bosque muy bonito, hay enormes portacontenedores navegando por el canal de Panamá, pero teníamos nuestra cabeza en la hojarasca, buscando hormigas. Pero una de las cosas que hicimos, como he mencionado, en realidad robamos trozos de hojas de las hormigas cortadoras de hojas en busca de alimento a su paso, y dejamos que las hormigas siguieran su camino. 00:26:50:13 - 00:27:09:07 Jonathan Shik Y, después, recogimos todo este material vegetal, y lo analizamos para todo tipo de nutrientes y, y para todo tipo de metabolitos secundarios, como las toxinas que las plantas podrían producir. De este modo, las hormigas podrían decirnos qué mezclas nutricionales buscan, cómo navegan por lo que yo llamo «un paisaje nutricional» de cientos de especies vegetales. 00:27:09:09 - 00:27:20:10 Jonathan Shik Y si los nutrientes que buscan en el campo coinciden con los que podemos medir en el laboratorio, que maximizan el rendimiento del hongo cultivado en una placa Petri. 00:27:20:10 - 00:27:28:15 Abigail Acton ¿Y luego intentaste cultivar el hongo en los laboratorios con los nutrientes que las hormigas habían estado recogiendo, y también sin ellos, supongo que tuviste que controlarlo? ¿Qué has encontrado? ¿Cuál fue el resultado? 00:27:28:19 - 00:27:57:14 Jonathan Shik Bueno, es complejo, porque la nutrición siempre es compleja. Pero pudimos demostrar qué elementos como las proteínas pueden volverse rápidamente tóxicas para el hongo cuando lo cultivas en una placa de Petri. Y, sin embargo, de alguna manera, el material vegetal que están forrajeando en el campo tiene más proteínas de lo que se podría predecir que sería óptimo. Pudimos demostrar que existe toda una variedad de interacciones nutricionales secundarias, que hacen que la proteína sea apetecible para el hongo y, y le permiten prosperar a pesar de recibir demasiada proteína en el campo. 00:27:57:16 - 00:28:10:03 Jonathan Shik No solo eso, sino que las hormigas pueden detectar de hecho cuánta proteína están depositando en el hongo, lo cual es bastante interesante. Sin duda. Aún no sabemos exactamente cómo lo hacen, pero pueden. Y esto es parte de la investigación que estamos llevando a cabo ahora. 00:28:10:03 - 00:28:25:11 Abigail Acton Y modulan, supongo, cuánto suministran para mantenerse dentro de unos parámetros seguros para el hongo. Fabuloso. Esto es lo que las hormigas obtienen de él. Puedes comprobar todo el esfuerzo que supone y por qué las hormigas obtienen el equivalente de las manzanas del manzano, por así decirlo. ¿Qué obtiene el hongo de todo esto? 00:28:25:17 - 00:28:49:05 Jonathan Shik Pues consigue protección y su transmisión vertical. De modo que, cuando una reina, una nueva reina, abandona volando su hormiguero al nacer para crear uno nuevo, se lleva un poco de hongo en su boca. Después se aparea con varios machos, los machos mueren, solo son misiles de esperma voladores, cae al suelo, pierde las alas, cava un agujero y luego escupe ese trocito de hongo de su hormiguero natal y empieza a cuidarlo. 00:28:49:09 - 00:29:03:24 Jonathan Shik Después pone los huevos de su apareamiento y empieza a producir obreras, y el hormiguero crece en una nueva colonia, así que el hongo no tiene que producir setas, no tiene que invertir en la reproducción. Obtiene alimento gratis por parte de las hormigas que lo dispersan con la siguiente generación. 00:29:04:01 - 00:29:19:19 Abigail Acton Brillante. Absolutamente maravilloso. Y has dicho algo sobre que las hormigas lo protegen. Creo que estabas mencionando la posibilidad cuando hablamos antes, Jonathan, de que el hongo tal vez produzca... un compuesto que podría hacer que las hormigas sean más agresivas en su labor de protección. 00:29:19:21 - 00:29:42:18 Jonathan Shik Sí. Bueno, había un trabajo efectuado por otro grupo de investigación, que ahora hemos empezado a tratar de investigar un poco, que muestra que el hongo metaboliza ciertos lípidos, ciertos ácidos grasos, que, que son ligeramente diferentes a los que se encuentran en la materia vegetal. Y los captura, los acumula en su tejido fúngico. Cuando las hormigas lo detectan, se pueden volver un poco más agresivas y proteger el jardín de hongos. 00:29:42:20 - 00:30:04:04 Jonathan Shik Así que, de hecho, estamos examinando algo parecido a, como Ted, que estaba interesado en señales volátiles. Estamos interesado más en el carbono de cadena larga o moléculas más grandes. Es una especie de abrigo de jardín de hongos, porque creemos que necesitamos más, de hecho, la señalización dirigida del hongo, es decir, demasiadas proteínas en este punto cambian los hidratos de carbono. 00:30:04:04 - 00:30:16:19 Jonathan Shik O, hay compuestos químicos vegetales de verdad perjudiciales, llévatelo, o hay un patógeno, sácalo del jardín de hongos. Así que creo que los compuestos volátiles serían una señal demasiado amplia. 00:30:16:21 - 00:30:20:07 Abigail Acton Muy bien. Algo más específico o como un golpecito en el hombro. 00:30:20:09 - 00:30:21:20 Jonathan Shik Eso es. Sí. 00:30:21:22 - 00:30:30:15 Abigail Acton Me parece maravilloso. Absolutamente brillante. Me encanta. Sí, es excelente. Muchas gracias. Jonathan. ¿Alguien tiene alguna pregunta para Jonathan? Sí, por favor. Daniel. 00:30:30:20 - 00:30:51:22 Daniel Robert Jonathan, esto es maravilloso, un trabajo maravilloso. Y me preguntaba, porque también he observado esto en el campo, y a mí también me parecen fascinantes. Bueno, no estoy trabajando con ello directamente. Esto es asombroso. Las esporas de hongos están por todas partes y estas hormigas van a un árbol y forrajean en ese árbol. Y deben portar algunas esporas de hongos con las hojas. 00:30:51:24 - 00:31:08:10 Daniel Robert ¿Hay alguna prueba de que seleccionen las hojas o las limpien antes para evitar, digamos, importar algún tipo de patógeno? Los hongos patógenos no son muy amables entre sí. ¿Cómo protegen la copa de árbol, en ese caso? 00:31:08:12 - 00:31:29:01 Jonathan Shik Sí, es una buena pregunta. Bueno, las hormigas disponen de muchas soluciones diferentes y estas varían según la especie. Pero se ha demostrado que muchas hojas de plantas tienen los denominados «hongos endofíticos», hongos que viven dentro de las hojas tranquilamente toda su vida. Y, algunos de esos hongos, pueden producir compuestos que no son buenos para el hongo del hormiguero. 00:31:29:03 - 00:31:55:09 Jonathan Shik Y se ha demostrado, por otros grupos, que las hormigas pueden seleccionar contra las hojas que tienen hongos perjudiciales específicos que viven dentro de las hojas. Pero las hormigas producen todo tipo de sustancias químicas para protegerse de diferentes patógenos, como hongos y bacterias. Y el jardín de hongos utiliza compuestos químicos que también tienen bacterias en sus cuerpos, que producen compuestos antifúngicos y antibacterianos que también pueden proteger contra este hongo muy perjudicial denominado «escovopsis». 00:31:55:09 - 00:32:05:24 Jonathan Shik Que es muy malo para el jardín de hongos. Se trata de una compleja red de simbiosis de diferentes organismos que se protegen y defienden. 00:32:06:03 - 00:32:09:06 Abigail Acton Y también intentar burlar esas protecciones y defensas. Sí. 00:32:09:08 - 00:32:26:10 Jonathan Shik Bueno, es bastante interesante, si cavas un agujero bajo tierra, como, quiero decir, de medio metro, encontrarás una cámara y el entorno del suelo está muy sucio, pero la guarnición del hongo está limpia, separada del hongo y de una raíz de planta o cualquier otra cosa. Y las hormigas están constantemente interactuando con él y limpiándolo. 00:32:26:12 - 00:32:35:09 Abigail Acton Una agricultura muy diligente. Gracias. Gracias a todos, no podría haber sido más interesante. Ha sido verdaderamente maravilloso hablar con vosotros. Gracias por pasar un rato con nosotros. 00:32:35:13 - 00:32:36:11 Jonathan Shik Muchas gracias. 00:32:36:11 - 00:32:38:17 Daniel Robert Gracias. Gracias a todos. Hasta luego. 00:32:38:17 - 00:32:39:00 Ted Turlings Adiós. 00:32:39:01 - 00:33:02:04 Abigail Acton Adiós. Si has disfrutado con los fascinantes conocimientos de hoy sobre mundo oculto en el que quizá ninguno de nosotros había pensado mucho antes, síguenos en Spotify y Apple Podcasts, y consulta la página de inicio del pódcast en el sitio web cordis.europa.eu para escuchar otros episodios igual de interesantes. Suscríbete para estar al día de las últimas investigaciones científicas financiadas con fondos europeos. 00:33:02:06 - 00:33:22:12 Abigail Acton Y si acabas charlando con alguien sobre algún pódcast que te gusta, ¿por qué no le dejas caer el nombre de CORDIScovery? Hemos hablado de resonancias magnéticas nucleares en babuinos y de cómo nos ayudan a comprender el desarrollo del lenguaje, y de cómo podría ser posible recoger muestras de pequeños asteroides a millones de kilómetros de distancia. Seguro que encontrarás algo que pique tu curiosidad en alguno de nuestros episodios anteriores. 00:33:22:18 - 00:33:44:21 Abigail Acton Consulta el sitio web de Cordis, que contiene artículos y entrevistas que examinan los resultados de las investigaciones que se están llevando a cabo en una amplísima variedad de ámbitos y temas, desde el color estructural a la dinámica estructural. Tal vez haya algo que te interese, así que ven y descubre las investigaciones que desvelan lo que mantiene en marcha nuestro mundo. Estaremos encantados de recibir tu opinión. Escríbenos a [e-mail]. 00:33:44:22 - 00:33:46:06 Abigail Acton Hasta la próxima.

Conexiones sorprendentes que rigen el mundo natural que nos rodea

¿Sabía que, cuando los antílopes se alimentan de las hojas de una acacia, el árbol emite etileno, el cual actúa como señal de alarma para otras acacias cercanas? Este gas puede viajar hasta cuarenta y cinco metros y, en media hora, los árboles que captan la señal empiezan a producir taninos muy amargos en sus hojas para, de este modo, hacerlas menos apetecibles para los antílopes. En altas concentraciones, los taninos pueden llegar incluso a provocar la muerte.

La mayoría nos centramos en lo que es tangible para nosotros. Nos oímos unos a otros, sabemos que se produce algún tipo de comunicación cuando un perro ladra, pero somos menos conscientes de las interacciones que ocurren a nuestro alrededor y que no percibimos. Recapacitemos.

Tal vez podamos aprovechar esa red interconectada: por ejemplo, ¿podrían los gases de alerta emitidos por los cultivos de cereales atacados por plagas dar lugar a un método más específico del uso de plaguicidas?

Bienvenidos a este episodio de CORDIScovery, en el que ensalzamos el maravilloso mundo de las interacciones ocultas, con:

Daniel Robert, catedrático de Bionanociencias en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido. En el proyecto ElectroBee se examina cómo responden los insectos a campos electrostáticos débiles, una forma hasta ahora desconocida de interacción entre las plantas y sus polinizadores.

Ted Turlings, coordinador del proyecto AGRISCENTS, trabaja en la Universidad de Neuchâtel, en Suiza, donde es catedrático de Ecología Química. Al dilucidar cómo se defienden las plantas de los ataques de los insectos y cómo han evolucionado los insectos especializados, el equipo de Turlings espera crear métodos de control de plagas novedosos y sostenibles.

Jonathan Shik, profesor titular de Ecología y Evolución en la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, está muy interesado en las hormigas: su coexistencia con otras especies y cómo sobreviven en diferentes entornos afectados por el cambio climático. Su investigación se centró en las hormigas cortadoras de hojas y la relación con el hongo que cultivan, un fenómeno que examinó en el proyecto ELEVATE.

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Palabras clave

Hormigas cortadoras de hojas, cultivo de hongos, plaguicida, Bionanociencias, ElectroBee, campos electrostáticos, AGRISCENTS, ecología química, ataques de insectos, ELEVATE, cambio climático