Durante miles de años, los algodoncillos y las mariposas monarca han interaccionado y coevolucionado hasta llegar a un punto en el que ellas son capaces ya no solo de resistir los mecanismos defensivos de sus hospedadores, sino de utilizarlos en beneficio propio para repeler los ataques de aves y otros animales. Xosé López Goldar (Vigo, 1985) explora este sorprendente grado de especialización de plantas e insectos en la Universidad de Cornell, que forma parte de la elitista la Ivy League y es una de las diez mejores de EE UU en investigación. Sus resultados enriquecerán el conocimiento sobre estas relaciones y podrían utilizarse en el futuro para mejorar especies de cultivo como los grelos o el maíz y que sean más resistentes frente a sus enemigos.
“Quise ser biólogo desde niño, siempre me interesaron los animales y las cosas que pasaban en la naturaleza y estaba rodeado de libros y enciclopedias"
“Quise ser biólogo desde niño, siempre me interesaron los animales y las cosas que pasaban en la naturaleza y estaba rodeado de libros y enciclopedias. El mundo de los insectos es fascinante y estudiar este tipo de evolución ecológica es el summum. Cornell es una de las mejores universidades del mundo y muchos de los trabajos esenciales que leí sobre defensas mientras realizaba la tesis son de mi actual jefe, Anurag A. Agrawal. Cuando respondió a mi solicitud para hacer el ‘postdoc’ en su grupo me llevé la sorpresa del siglo”, recuerda López Goldar, doctor cum laude por la Universidad de Vigo gracias a un trabajo con mención internacional desarrollado en la Misión Biológica de Galicia-CSIC y con estancias en centros de Suecia y Ohio y en el INIA (Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria) de Madrid.
Las plantas y los insectos especialistas que se alimentan en gran parte o exclusivamente de ellas desarrollan una auténtica “carrera armamentística” para repeler los ataques, en el caso de las primeras, y para detoxificar estas defensas o utilizarlas en beneficio propio como son capaces de hacer los segundos. “La oruga de la mariposa monarca es capaz de comer las hojas y secuestrar parte de esos cardenólidos (defensas) de tal modo que les sirven de protección frente a los pájaros. Por eso los insectos especialistas en algodoncillos tienen una coloración aposemática, es decir, presentan una combinación de colores muy vivos para advertir a los posibles predadores de que son tóxicos si se los comen”, explica.
Las distintas especies de algodoncillo se distribuyen desde el norte de EE UU hasta México y se sabe que sus defensas varían entre distintas poblaciones e incluso en individuos. Xosé estudia esta variedad química en las distintas partes de cada planta y trata de averiguar si tiene relación con el grado de especialización de los diferentes insectos, ya que unos se alimentan de las hojas, como es el caso de las mariposas, el escarabajo rojo come raíces y las chinches, las semillas.
Esta parte del estudio está relacionada con las denominadas bombas potasio-sodio que permiten mantener el equilibrio celular en los insectos, pero también en otras especies e incluso en el ser humano: “La estructura genética que determina esta proteína está muy conservada y la variación es prácticamente mínima en el mundo animal. Pero en estos insectos especialistas sí es diferente porque las defensas de los algodoncillos atacan específicamente a estas bombas. Si nosotros ingerimos una ínfima cantidad de esos cardenólidos podemos morir, pero una mariposa monarca que pesa 10.000 veces menos soporta esa cantidad y puede seguir comiendo las hojas, que es su única fuente de alimento. No son completamente invulnerables, pero sí muy resistentes”.
"Conocer el funcionamiento de las relaciones entre plantas e insectos siempre se puede aplicar a otros sistemas como el cultivo del maíz o de los grelos"
Xosé utiliza extractos de distintos elementos de la planta y proteínas purificadas extraídas del cerebro de los insectos, las más importantes porque regulan todas sus funciones, para determinar la curva de inhibición. Es decir, hasta qué punto la bomba potasio-sodio es capaz de mantener su actividad en presencia de las defensas del algodoncillo. “Se supone que cada insecto será más resistente frente a las defensas del tejido diana en el que se ha especializado. Pero queremos ver qué pasa frente a las otras partes de la planta para corroborar si hay una especialización y en qué magnitud. Y estudiar qué implicación o significado evolutivo tiene esto”, comenta.
Sus investigaciones permitirán el avance de la base científica, pero podrían replicarse en sistemas agrícolas. “Los resultados ayudarán al progreso en otras áreas. Conocer el funcionamiento de las relaciones entre plantas e insectos siempre se puede aplicar a otros sistemas como el cultivo del maíz o de los grelos. Su domesticación genera un cambio evolutivo que puede afectar a sus defensas porque las plantas no pueden maximizar crecimiento, producción de frutos y defensas. Siempre hay que llegar a un equilibrio. Una buena idea sería hacer estudios similares para un eventual programa de mejora que consiga variedades con más defensas y que sean efectivas frente a los enemigos que las atacan”, plantea.
Xosé llegó en enero a Ithaca, la pequeña ciudad donde se encuentra la Universidad de Cornell y a la que debe el 60% de su población. Así que apenas tuvo tiempo de disfrutar de su a día a día antes de la irrupción de la pandemia. “Al principio me afectó porque vivo solo, no tuve tiempo de hacer amigos y la familia estaba lejos. ¿Qué te queda? Pues adaptarte”, reconoce el investigador vigués, cuya afición por el baile latino le ayudó a sobrellevar el aislamiento. “Soy semiprofesional desde hace 15 años y me dediqué a dar y recibir clases on line”, relata.
Ahora combina el teletrabajo con la asistencia presencial. “Me hago test cada semana y los profesores que dan clase, dos veces por semana. Aquí las medidas se plantearon rápido y se mantuvieron firmes. Hubo constancia y todo el mundo ha sido consciente de que hay un problema y no miran su ombligo o interés, sino que intentan ser parte de la solución”, aplaude.
La Administración Trump ha dejado en herencia una orden que impide la entrada al país de trabajadores extranjeros, por lo que Xosé prefiere no arriesgarse a viajar a casa durante las fiestas y se lo toma con filosofía.“Ya le dije a mis padres que coloquen un portátil en mi sito y cenamos por videollamada”, bromea sobre una alternativa que ya están adelantado varios anuncios navideños y que a más de una familia le ayudará a sobrellevar la morriña en esta fechas.
Doble especialización en biología sanitaria y medioambiental
Xosé estudió Biología en la UVigo por la rama sanitaria, pero el precario mercado laboral español y la pasión que le transmitió un amigo le hicieron volver a las aulas para completar la especialización medioambiental. Así que, “como buen Aries y terco”, añadió otros dos años a su licenciatura en el campus olívico y en Alicante. Volvió para cursar un máster en Biodiversidad y Ecosistemas y su trabajo final, dirigido por Luis Navarro, se enfocó al “robo” de néctar que perpetran ciertos abejorros.
Después inició su tesis en la Misión Biológica de Galicia-CSIC, en Pontevedra, enfocada en las defensas químicas del Pinus pinaster o pino marítimo, que están sujetas a mecanismos de selección genética según el ambiente en el que viven. “Cuentan con unas armas generales, pero cada vez que deben enfrentarse a un patógeno disparan otras específicas para contrarrestar su impacto negativo. Lo que vimos es que los pinos que viven en lugares mejores tienen una mayor resistencia, mientras que los que se encuentran en zonas peores crecen menos, ofrecen menos densidad de tejido comestible para los animales y no desarrollan una mayor producción de defensas”, explica.
En principio, Xosé tiene un contrato postdoctoral de dos años en Cornell y en el laboratorio de Agrawal ha encontrado un método de trabajo que le gusta. “Es muy diferente. Tengo reuniones cada semana con en el grupo y también con mi supervisor para discutir avances y se organizan muchos seminarios. Durante la tesis sentía que tenía que buscarme bastante las castañas. Y aunque eso me ayudó mucho porque la capacidad de ser resolutivo es lo que busca tanto la academia como la empresa, aquí todo es mucho más dinámico y activo”, compara.
