Los nemátodos parasitarios de las plantas son organismos microscópicos de los suelos, presentes en prácticamente todas las zonas de cultivos, tanto en medio tropical como en medio templado. Sin embargo, es principalmente en las regiones tropicales donde estos parásitos ocasionan importantes disminuciones de rendimiento de los cultivos, en particular en: hortalizas, plátano, caña de azúcar y arroz.
Hasta ahora, la lucha química basada en la utilización regular de nematicidas sigue siendo el método generalmente recomendado para contrarrestar la acción de los nemátodos. Sin embargo, estos costosos productos resultan ser asimismo tóxicos tanto para quienes los usan como para el medio ambiente. El retiro progresivo del mercado de un gran número de estos productos incrementa la necesidad de buscar otros medios de lucha, eficaces e inocuos para el utilizador y para el medio ambiente.
Los investigadores del IRD y de las instituciones asociadas (1) consideran que una alternativa podría consistir en considerar a la fauna de los suelos, cuya función en las interacciones entre las plantas y los parásitos, ha sido hasta ahora ampliamente ignorada. Al estudiar, en el laboratorio, el efecto de la presencia de lombrices en el desarrollo de las plantas de arroz parasitadas por nemátodos, los científicos demostraron que estas lombrices conferían a las plantas la capacidad de crecer a pesar del gran número de parásitos presentes en las raíces, compensando de esta manera los estragos habitualmente producidos en estos cultivos.
La especie de nemátodos considerada en este estudio, Heterodera sacchari, proviene de arrozales situados en la región central de Costa de Marfil. Se introdujeron lombrices de la especie Millsonia anomala, originarias de esa misma región, en el dispositivo experimental.
El nemátodo fue seleccionado debido a su carácter altamente patógeno en relación con el arroz. Las larvas infestadoras penetran en las raíces del arroz y se sedentarizan en ellas. Al modificar algunas células de la raíz a través de sus secreciones salivares, alteran el metabolismo de la raíz para nutrirse y desarrollarse. Las células modificadas se hiperatrofian, obstaculizando el funcionamiento de los vasos conductores de savia. Esto provoca un abasto deficiente de agua y de minerales y el debilitamiento de la planta. Se puede observar una baja de rendimiento de entre 20 y 50% en los cultivos de arroz afectados.
Los investigadores compararon el crecimiento de las plantas de arroz durante 90 días, mediante cuatro métodos: sin nemátodos ni lombrices (testigo), en presencia de unos o de otros, o de ambos mezclados, introducidos juntos en el dispositivo experimental. La medición de la actividad fotosintética y el análisis de la expresión de varios genes implicados en los mecanismos de defensa de las plantas permitieron evaluar el impacto de la presencia de lombrices en el arroz parasitado.
Cuando a las plantas de arroz se les añade únicamente nemátodos, su actividad fotosintética decrece hasta llegar a ser prácticamente nula al término de un ciclo de 90 días de cultivo, provocando una pérdida de cerca del 82% del peso seco de las plantas. Por el contrario, este déficit no se presenta cuando las lombrices y los nemátodos son introducidos simultáneamente. La presencia de lombrices compensa de esta manera el efecto nocivo de los parásitos y permite a la planta crecer normalmente, sin que el número de estos parásitos en las raíces sea reducido.
Por otra parte, la expresión de ciertos genes del arroz, llamados “ de estrés ”, es modificada debido a la presencia de las lombrices. En particular, el gen que controla las respuestas inmunitarias de la planta es sobreexpresado. Esto indica que las lombrices modifican la fisiología de la planta al estimular sus defensas.
Este estudio revela por lo tanto la acción, directa o indirecta, de las lombrices en la planta y su capacidad para minimizar o suprimir el efecto patógeno de los nemátodos en el arroz. Se plantearon dos hipótesis principales para explicar los mecanismos implicados en esta acción. La primera sugiere que la presencia de las lombrices en la rizosfera del arroz modificaría la composición y la actividad de las poblaciones microbianas, y provocaría que secretaran hormonas de crecimiento, liberaran nitrógeno mineral o dañaran los receptores químicos de los nemátodos. Estos cambios, al perturbar los mecanismos de localización de las raíces utilizados por las larvas de nemátodos infestadores, reducirían y retardarían la invasión de las raíces por dichas larvas, en una fase más avanzada del desarrollo del arroz. De esta manera, el efecto patógeno de los parásitos se vería aminorado.
En la segunda hipótesis, las lombrices podrían actuar en la planta mediante un contacto físico con las raíces o a través de la modificación del medio microbiano. Los mecanismos generales de defensa del arroz contra los agresores se verían por lo tanto estimulados, provocando una reducción y un retraso de la invasión de las raíces por los nemátodos.
La actividad de las lombrices y del conjunto de la macrofauna del suelo, eficaz en la protección de las plantas contra los parásitos, garantiza asimismo el buen funcionamiento de los suelos, principalmente en términos de captura del carbono, de almacenamiento del agua y de mantenimiento de una gran diversidad de especies microscópicas. Cabe señalar que la única manera de preservar esta macrofauna útil es llevando a cabo prácticas culturales que aporten materia orgánica y que limiten la labranza y la utilización de insumos químicos.
(1) Estas investigaciones asocian a especialistas de la fauna del suelo y a ecofisiólogos en el marco de la Unidad mixta de investigación 137 “ Biodiversidad y funcionamiento del suelo ” (IRD-Universidades Paris VI y Paris XII), así como a nematólogos de la Unidad de Investigación UR 141 “ Diversidad y genomas de las plantas cultivadas ” de l’IRD y a Jerôme Tondoh, de la Universidad de Abobo-Adjamé en Costa de Marfil.
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AphaGalileo