Las plantas que pueden reproducirse mediante la clonación pueden compartir recursos y señales para resistir a los herbívoros. Las conexiones entre ellos permiten que los clones cambien la estructura de sus hojas según el estrés de los herbívoros.

Una nueva investigación muestra cómo las plantas clonales pueden reestructurar sus hojas en respuesta al daño simulado por insectos. Un artículo de Xuxu Chai y sus colegas describe cómo las plantas clonales como la hierba de búfalo, Bouteloua dactyloides, Se propaga a través de tallos subterráneos llamados estolones que conectan múltiples tallos con raíces llamados ramets. Estas conexiones de estolones permiten que la planta comparta recursos y señales entre ramets.

Las plantas a menudo responden a la herbivoría engrosando sus hojas y aumentando la densidad de las venas, proporcionando más soporte estructural. También pueden transmitir “señales herbívoras” a través de su sistema vascular para alertar a las hojas no dañadas e inducir defensas sistémicas. Chai y sus colegas estudiaron si los ramets de hierba de búfalo se comportaban como plantas individuales o si intercambiaban información entre ramets a través de los estolones.

Para estudiar cómo la integración clonal afecta estas respuestas, los investigadores sometieron pares de ramets de hierba de búfalo a diferentes etapas de eliminación de hojas, cortando la unión del estolón entre ellos o dejándolo intacto. Hubo un total de seis tratamientos, con la ‘hija’ Ramet sufriendo 0%, 40% u 80% de defoliación mientras que la ‘madre’ Ramet no se vio afectada. Estas tres condiciones se repitieron con y sin conexión de estolón entre los ramets para generar los seis experimentos.

Dejar los ramets conectados por el estolón tuvo un efecto definitivo. Si bien los Ramets son clones, “madre” e “hija” no son lo mismo, escriben Chai y sus colegas.

En ausencia de herbivoría simulada, la integración clonal mejoró la vasculatura de los ramets madre al aumentar la densidad de las venas y reducir el número de hojas, el grosor de las hojas, el diámetro de la nervadura central y el tamaño de las células epidérmicas adaxiales/abaxiales… En contraste, la integración clonal tuvo efectos negativos en la hoja. la nervadura de ramets hija sin estrés, y la mayoría de las características anatómicas de las hojas también se vieron afectadas negativamente por la integración clonal, con la excepción del número de células de la vaina del haz.

Chai et al. 2023

Quitar el 40% de las hojas de un ramet “hijo” dio como resultado un aumento en la densidad de las venas y el grosor de la cutícula en ambos lados de la hoja, una disminución en el ancho de la hoja y el tamaño de la celda. Sin embargo, quitar el 80 % de las hojas tuvo un efecto mucho menor en la hija Ramet. En cambio, los ramets intentaron hacer crecer nuevas hojas en lugar de alterar la estructura de lo que les quedaba.

La historia de la “madre” Ramet relacionada es ligeramente diferente. La eliminación de la defoliación de un ramet al 40% dio como resultado que el ramet conectado y no dañado aumentara el ancho de la hoja y el tamaño de la celda y disminuyera la densidad de las venas. Cuando el ramet periférico estaba deshojado en un 80%, el ramet “madre” tomó una ruta diferente. Redujo el costo de construir mecánicamente las palas y produjo menos palas pero mayor anchura de pala.

En los ecosistemas de pastizales y céspedes naturales, los insectos y los herbívoros pueden imponer un estrés biótico herbívoro constante en el crecimiento de las plantas, lo que puede provocar la defoliación y la separación de estolones y rizomas. Nuestro estudio mostró que las señales de defensa inducidas pueden ser transmitidas por ramets más jóvenes deshojados B. Dactyloides a ramets más antiguos; La integración clonal puede regular la microestructura de la hoja de ramets interconectados según el nivel de estrés del herbívoro. Sin embargo, dado que la alimentación de insectos es un evento bastante incierto y complejo, la respuesta de la microestructura de la hoja también podría estar relacionada con las reservas de recursos y la eficiencia de absorción de recursos; Transmisión de señales y recursos entre B. Dactyloides Por lo tanto, los ramets pueden ser más complicados de lo que se muestra en nuestro experimento. Proponemos que la función de los estolones es mucho más que la translocación de recursos, sino también la coordinación de la microestructura de diferentes partes clonales, especialmente la vasculatura de la hoja de ramets interconectados, para un mejor desempeño de todo el gen.

Chai et al. 2023

La integración clonal ayuda a los ramets más jóvenes a adaptar la estructura de sus hojas según el grado de herbivoría, específicamente al cambiar la densidad de las venas. Esto permite que la planta en su conjunto optimice el crecimiento y la defensa frente al daño. Los resultados revelan un mecanismo sofisticado por el cual las plantas clonales detectan y responden a las amenazas.

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Chai, X., Sun, X., Cui, X., Johnson, PG & Fu, Z. (2023) “La integración clonal regula sistemáticamente la microestructura de la hoja Bouteloua dactiloides ramets interconectados para adaptarse mejor a diferentes niveles de insectos herbívoros simulados” PLANTAS AoB, 15(2), lugar 062. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aobpla/plac062