Los científicos arrojan nueva luz sobre Triphyophyllum peltatum

Por Universidad de Würzburg 9 de julio de 2023

Una hoja carnívora de Triphyophyllum peltatum con glándulas que excretan un líquido pegajoso para capturar insectos presa. Crédito: Traud Winkelmann / Universidad de Hannover

Triphyophyllum peltatum is a unique plant native to the tropical regions of West Africa. This particular liana speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Esta especie atrae una atención significativa de los sectores médico y farmacéutico debido a sus componentes especiales. Las pruebas de laboratorio han revelado que sus componentes exhiben actividades médicamente útiles y prometedoras contra el cáncer de páncreas y las células leucémicas, entre otros, así como contra los patógenos que causan la malaria y otras enfermedades.

Sin embargo, la especie vegetal también es interesante desde el punto de vista botánico: Triphyophyllum peltatum es la única planta conocida en el mundo que puede convertirse en carnívora en determinadas circunstancias. Su menú incluye también pequeños insectos, que captura con ayuda de trampas adhesivas en forma de gotas de secreción y los digiere con enzimas líticas sintetizadas.

Se puede observar una gran flexibilidad en las hojas de la planta, que se desarrollan de tres tipos diferentes según el estado de desarrollo. Mientras que en la fase juvenil se forman inicialmente hojas simples, posteriormente se pueden formar las llamadas “hojas trampa”, que portan una gran cantidad de trampas adhesivas. Cuando estas hojas trampa han cumplido su propósito, la planta vuelve a formar hojas normales o, si la planta ha entrado en la etapa de liana, hojas con dos ganchos en la punta como soporte para trepar.

Cuando Triphyophyllum peltatum entra en estado de liana, la planta forma hojas con dos ganchos en la punta como soporte para trepar. Crédito: Traud Winkelmann / Universidad de Hannover

En lo que respecta a la expresión de la identidad foliar, Triphyophyllum peltatum muestra un alto grado de flexibilidad: las etapas de desarrollo pueden variar en duración y la etapa carnívora puede omitirse por completo o recuperarse en una etapa posterior. Así, la planta parece adaptarse a las condiciones imperantes en su hábitat.

Hasta ahora se desconocía el desencadenante que convierte a la planta en carnívora. Una de las razones de esto fue el hecho de que Triphyophyllum peltatum se consideraba muy difícil de cultivar y, por lo tanto, la formación de hojas trampa era difícil de estudiar experimentalmente. Este problema ha sido resuelto ahora por científicos de la Leibniz Universität Hannover (LUH) y la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).

Por primera vez consiguieron cultivar Triphyophyllum peltatum en el invernadero del jardín botánico de Würzburg. En Hannover se desarrollaron las condiciones para la multiplicación de las plantas en grandes cantidades en condiciones in vitro, es decir, en recipientes de cultivo en medios nutritivos bien definidos.

Participaron la profesora Traud Winkelmann del Instituto de Sistemas de Producción Hortícola de la Universidad de Leibniz de Hannover y su colega Anne Herwig del Instituto de Ciencias del Suelo de la LUH, así como los profesores de Würzburg Gerhard Bringmann (Instituto de Química Orgánica) y Rainer Hedrich (Julius-von -Sachs-Instituto de Biociencias).

Pero lo que es aún más significativo es que con la ayuda de estas plantas, el equipo de investigación pudo identificar el factor que desencadena la transformación al estilo de vida carnívoro. El equipo ha publicado los resultados de esta investigación en la edición actual de la revista New Phytologist.

“Expusimos la planta a diferentes factores de estrés, incluidas deficiencias de varios nutrientes, y estudiamos cómo respondía a cada uno. Sólo en un caso pudimos observar la formación de trampas: en caso de falta de fósforo”, resume Traud Winkelmann el resultado central del estudio. De hecho, según el científico, un suministro muy reducido de fósforo ya es suficiente para desencadenar el desarrollo de una planta carnívora.

En su hábitat original en los bosques tropicales africanos en suelos pobres en nutrientes, Triphyophyllum peltatum puede evitar la amenaza de la desnutrición formando trampas y accediendo al importante elemento nutricional a través de la digestión de sus insectos presa. “Estos nuevos hallazgos suponen un gran avance porque permitirán futuros análisis moleculares que ayudarán a comprender los orígenes de la carnivoría”, están convencidos los científicos.

Referencia: “Carnivoría a demanda: la deficiencia de fósforo induce hojas glandulares en la liana africana Triphyophyllum peltatum” por Traud Winkelmann, Gerhard Bringmann, Anne Herwig y Rainer Hedrich, 16 de mayo de 2023, New Phytologist.DOI: 10.1111/nph.18960

El estudio fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación.