El maíz habla: cómo las plantas se advierten sobre plagas y fortalecen su defensa

En el silencio aparente de un campo de maíz se desarrolla una conversación invisible. No hay palabras ni gestos, pero sí mensajes químicos que circulan por el aire y bajo la tierra, un lenguaje complejo que permite a las plantas anticiparse a los ataques de insectos, hongos o virus. Según un estudio reciente publicado en la revista Science, las plantas de maíz se "susurran" advertencias que no solo activan defensas inmediatas contra las plagas, sino que también dejan un legado en el suelo que beneficia a las generaciones futuras. El hallazgo abre la puerta a una agricultura más sostenible basada en la propia química natural de los cultivos.

El trabajo fue liderado por un equipo internacional de investigadores de China, Suiza y Países Bajos. Su objetivo inicial no era desentrañar un misterio biológico, sino comprender las consecuencias del cultivo de maíz en alta densidad, una práctica extendida desde hace décadas para multiplicar la producción de cereales básicos como trigo, arroz y el propio maíz.

La lógica es sencilla: sembrar más plantas por hectárea produce más alimento. Pero la densidad también tiene riesgos. Una población apretada, igual que ocurre en los humanos, puede convertirse en terreno fértil para epidemias. Lo sorprendente es que el maíz parece haber desarrollado un mecanismo para anticiparse a ese peligro.

En su diseño experimental, los científicos sembraron parcelas a dos escalas: 60.000 plantas por hectárea (baja densidad) y 120.000 (alta densidad). En los bordes del cultivo no encontraron grandes diferencias, pero en el interior de los campos superpoblados las plantas eran más bajas, producían menos clorofila y desarrollaban mazorcas con menor cantidad de granos. Todo apuntaba a que la densidad frenaba el crecimiento. Sin embargo, había un dato inesperado: esas mismas plantas, más pequeñas y aparentemente debilitadas, sufrían mucho menos daño por plagas. “Pensamos que a mayor densidad, las señales químicas entre vecinas se intensifican, y eso podría explicar las defensas más fuertes”, explicó Lingfei Hu, investigador de la Universidad de Zhejiang (China) y coautor del estudio.

El aire, el suelo y un aroma sospechoso

Para comprobar su hipótesis, el equipo sembró cientos de plántulas en densidades que iban desde 50 hasta 200 por metro cuadrado. Una vez que las plantas alcanzaron la cuarta hoja, las retiraron, pero dejaron el suelo intacto para sembrar de nuevo. El resultado fue revelador: cuanto más densa había sido la primera generación, más resistente era la siguiente contra cuatro enemigos habituales del maíz: el gusano cogollero, el nemátodo Meloidogyne incognita, el hongo del tizón de la hoja del norte y el virus del enanismo de rayas negras. Algo había quedado en el aire, en el suelo o en ambos, como un mensaje persistente.

El siguiente paso fue identificar qué compuestos estaban detrás de esa misteriosa comunicación. Analizando los volátiles emitidos por las hojas, los investigadores encontraron que en los cultivos densos abundaba un compuesto en particular: el linalool, un alcohol presente en muchas plantas aromáticas y cítricos, con un característico aroma a lavanda.

Lo interesante es que el linalool no aparece solo bajo ataque, como ocurre con otros compuestos defensivos, sino que se emite de forma constitutiva, es decir, siempre está presente, aunque en pequeñas cantidades. Al alcanzarse una cierta concentración —posible únicamente cuando las plantas crecen muy cerca unas de otras— el linalool actúa como señal de alarma y desencadena un cambio profundo en el metabolismo de las vecinas.

En menos de tres días, las plantas expuestas a altos niveles de linalool comienzan a producir mayores cantidades de ácido jasmónico, una hormona clave en la activación del sistema inmune vegetal. Al mismo tiempo, sus raíces empiezan a liberar benzoxazinoides, compuestos con propiedades plaguicidas que alteran la rizosfera —la comunidad de microorganismos que habita alrededor de las raíces— y fortalecen las defensas del suelo.

Sergio Ramos, ecólogo evolutivo de la Universidad de Zúrich y experto en comunicación química del maíz, resume así el hallazgo: “Una planta libera linalool, lo que provoca cambios en el metabolismo de otras, cambios que a su vez transforman las bacterias del suelo, y esos efectos permanecen incluso cuando la planta ya no está”.

El maíz, recuerda Ramos, es uno de los cultivos más estudiados del planeta, pero hasta ahora se desconocía la precisión de este lenguaje químico. Se sabía que podía reconocer a los insectos que lo atacan por las proteínas de su saliva, lo que activa defensas específicas. Pero la capacidad de enviar mensajes preventivos a través del linalool muestra una sofisticación aún mayor.

El legado en el suelo: una vacuna natural

Para Lucía Martín, investigadora de la Misión Biológica de Galicia (CSIC), lo más fascinante no es solo la comunicación inmediata, sino el “efecto legado” que queda en la tierra. “Funciona como una vacuna, prepara el sistema inmune de la siguiente generación”, señala.

Este efecto no es exclusivo del maíz. Martín lo había observado en la papa: cuando las larvas de polillas atacan sus hojas, la planta emite volátiles que fortalecen a las vecinas. Ahora investiga el mismo fenómeno en algodón y otras especies. Lo que muestra el nuevo trabajo es que el maíz, uno de los pilares de la alimentación mundial, también transmite defensas a través de su microbioma.

Maíz plaguicidas

El lenguaje secreto del maíz: las plantas se hablan para sobrevivir.

El biólogo alemán Claude Becker aporta un dato adicional: cuando se cultivó cebada y raigrás en suelos previamente ocupados por maíz de alta densidad, esas plantas también mostraron defensas más fuertes contra herbívoros. En cierto modo, dice Becker, el linalool ejerce un efecto indirecto y general sobre la resistencia vegetal.

El lado oscuro de la defensa

Sin embargo, no todo son ventajas. La activación de defensas tiene un costo: las plantas que crecen en alta densidad son más pequeñas, producen menos clorofila y sus mazorcas tienen menos granos. El dilema es claro: dedicar recursos a crecer o a defenderse.

“Existe la desventaja de que los efectos del linalool también conducen a plantas más pequeñas”, reconoce Becker. Esa dicotomía abre otra posibilidad: en zonas con bajo riesgo de plagas, inhibir la producción de linalool podría mejorar el rendimiento agrícola.

El misterio que aún queda por resolver es cómo perciben exactamente las plantas este compuesto. En algunas especies se han identificado receptores para ciertos volátiles, como el germacreno en las petunias, pero en el caso del maíz todavía se desconoce el mecanismo.

Aunque el estudio no tenía como objetivo inmediato la aplicación agrícola, sus implicaciones son claras. Allí donde las plagas representan un riesgo alto, se podría inducir artificialmente la liberación de linalool, o incluso dispersar su versión sintética —ya disponible en el mercado— como alternativa a los pesticidas químicos. El uso de señales propias de las plantas podría reducir la dependencia de agroquímicos, con beneficios tanto ambientales como económicos. Además, al ser un compuesto natural y presente en múltiples especies, es poco probable que genere los mismos problemas de toxicidad o resistencia que presentan los plaguicidas convencionales.

Una lección de humildad

El descubrimiento de que el maíz se susurra mensajes de advertencia es también una lección de humildad para la ciencia. Durante décadas, las plantas fueron vistas como organismos pasivos, meros productores de biomasa. Hoy sabemos que poseen redes de comunicación tan complejas como invisibles, capaces de anticipar peligros y de preparar a las generaciones futuras para resistirlos.

En los vastos campos de maíz que alimentan al mundo, la batalla contra plagas y enfermedades no se libra solo con pesticidas ni con ingeniería genética. También se libra en un lenguaje químico ancestral, donde un aroma semejante a la lavanda marca la diferencia entre la vulnerabilidad y la resistencia.

La próxima vez que alguien pase junto a un campo con una importante extensión de maíz quizás convenga recordar que esas plantas aparentemente silenciosas no están mudas: están conversando, intercambiando advertencias invisibles que podrían ser la clave para una agricultura más resiliente y sostenible.

Fuente: Science, El País y aportes de Redacción +P.