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¿Son las plantas los alquimistas
de la diversidad tropical?
STRI Panama

Este gorgojo (Curculionidae) es uno de los tantos colectados en Isla Barro Colorado por Brian Sedio, becario Tupper.

Como su nombre lo sugiere, la planta tropical del género Psychotria está impregnada de químicos alucinógenos. Decenas de miles de químicos son producidos en las hojas, la madera y los frutos de algunas de las 2,000 especies de Psychotria. La cafeína es, sin duda, la mejor conocida. También hay dimetiltriptamina, DMT, el compuesto activo en el brebaje psicodélico “ayahuasca”, utilizado por los pueblos indígenas del Amazonas. Muchos de los químicos restantes no han sido descritos, ni se ha analizado su potencial farmacéutico.

Brian Sedio, acreedor de la beca postdoctoral Tupper Smithsonian en Panamá, considera que estos químicos misteriosos, muchos de los cuales son tóxicos, proporcionan una defensa contra los insectos y microbios devoradores de plantas, y también podrían explicar por qué hay tantas especies vegetales juntas en los bosques tropicales, una interrogante que ha tenido perplejos a los ecologistas durante décadas.

La hipótesis surgió de un trabajo anterior en la isla Barro Colorado (BCI) en Panamá, donde Sedio identificó unos 8,000 compuestos, en las hojas de 22 especies de Psychotria en la isla. El notó que cinco o más especies de Psychotria usualmente crecen juntas, separadas por unos pocos metros. Teóricamente, esta es una estrategia de crecimiento arriesgada. Las plantas que están estrechamente emparentadas probablemente serían el objetivo de la misma especie de insecto herbívoro. Sin embargo, mediante la producción de distintos compuestos tóxicos, las especies de plantas que coexisten pueden defenderse de diferentes especies de insectos, disminuyendo el riesgo de un ataque masivo.

En un esfuerzo descomunal por separar los sistemas de defensa química de las especies de árboles y arbustos de BCI, Sedio y sus colegas colectaron y congelaron 10,000 insectos herbívoros. También reunieron hojas de 120 de las especies de árboles, de las más de 500 que se encuentran en la isla de 15 kilómetros cuadrados.

VISUALIZANDO LA DIVERSIDAD QUÍMICA

Sedio y su equipo están analizando esta masiva muestra de insectos en el laboratorio de biología molecular del Instituto Smithsonian en la Isla Naos y en el Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT-AIP) del gobierno panameño. Ellos usan análisis de ADN para identificar tanto los insectos como el material vegetal extraído de sus entrañas.

Del mismo modo que los científicos hacen árboles genealógicos para entender las relaciones evolutivas entre animales, Sedio utiliza una técnica llamada mass-spectral molecular networking para romper los compuestos químicos de las plantas en sus componentes básicos y ordenarlos en grupos relacionados. Esta tecnología ha revolucionado el campo de investigación de Sedio, permitiéndole visualizar la diversidad química de la selva, a gran escala.

"En el pasado un científico habría tenido que aislar e identificar cada compuesto químico individual", comenta Sedio. "Si uno intentara catalogar todos los compuestos de esa manera en un bosque como el de BCI, le tomaría toda una vida de trabajo."

Sedio espera poder identificar los roles que las defensas químicas desempeñan, favoreciendo coexistencia de especies de árboles y previniendo que un puñado de especies se apoderen de un bosque.

"Hay incontables formas en las cuales las plantas usan la química para crear nuevas combinaciones de compuestos de defensa", comentó Sedio. "La interrogante evolutiva más profunda es por qué tantas especies ascienden al primer lugar."

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