La resistencia milenaria del maíz II. El ataque de los gorgojos

Silverio García-Lara
Artículo de divulgación

Muchas personas se preguntan si después de una catástrofe nuclear los insectos serán los únicos organismos que sobrevivan. Es muy posible, pues los insectos son diversos, adaptables y muy resistentes a ambientes adversos.

Los insectos se reproducen rápidamente en cualquier entorno, con dietas muy amplias, desde madera fina hasta la carne seca, aunque algunos de ellos se especializan en dietas de granos de cereales como el maíz. Uno de estos insectos especializados son los escarabajos conocidos como gorgojos, que son considerados plagas, insectos nocivos que amenazan el alimento humano.

No todos los cereales son presa fácil de los gorgojos. Existe un linaje ancestral de maíces nativos que tienen fortalezas únicas que les han permitido establecer, y ganar, una batalla milenaria contra esta plaga.

Para reconocer estas fortalezas nosotros hemos estudiado las bases biológicas y mecanismos de defensa que hacen a estos maíces resistentes y creado un maíz resistente, el P84. Hemos estudiado variedades de maíz de todo el mundo, y encontramos que los maíces resistentes se desarrollaron primariamente en climas tropicales en la región del Caribe, donde la presión de insectos siempre ha sido mayor. Estos maíces fueron seleccionados por los primeros agricultores caribeños por su habilidad de permanecer intactos al ataque de los insectos durante su almacenamiento en vasijas de barro.

Descubrimos también diversas características y rasgos únicos que presentan estos maíces. Cuando un gorgojo hambriento ataca al grano de maíz, éste se enfrenta primero a la cáscara. Esta cáscara, también llamada pericarpio, está compuesta de fibras, ácidos fenólicos y proteínas cementantes que representan la primera barrera de defensa; cuando el pericarpio está engrosado, su resistencia aumenta.

Sin embargo algunos valientes y aguerridos insectos logran penetrar el pericarpio. Entonces se activa una segunda línea de defensa, la capa de aleurona, una línea de células en forma de barrera que contienen enzimas antioxidantes y amidas que al ser ingeridas por el gorgojo se vuelven tóxicas. En el peor de los escenarios, los gorgojos penetran esta barrera y se enfrentan ahora con el endospermo, tejido de reserva compuesto por almidón y proteínas como las zeinas. Si las zeinas están en altas concentraciones, el endospermo se cristaliza y se vuelve duro, evitando la entrada del gorgojo y la liberación de los huevecillos, después larvas, que infestarían el grano.

La última frontera es el germen, o embrión de la nueva planta, pero este tejido solo es alcanzado por la larva en desarrollo. Si decidiesen atacar al germen se enfrentarían a una muerte segura, dado que su composición, aún desconocida, es altamente tóxica para las jóvenes larvas.

Pero no todas las especies de maíz tienen estas fortalezas. Por eso, nosotros estamos utilizando las armas de P84 para crear nuevos maíces mexicanos que no requieran insecticidas para enfrentarse a las plagas.

Al final, las armas que le han permitido al maíz sobrevivir durante milenios, también permitirán que otros maíces puedan defenderse del ataque de los gorgojos.

___________________

Para saber más:

• El Dr. Silverio García-Lara es profesor investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, y tiene el Nivel II en el Sistema Nacional de Investigadores de Conacyt.
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022474X18300237
  Lopez-Castillo, L.M., S.E. Silva-Fernandez, R. Winkler, D.J. Bergvinson, J.T. Arnason, S. García-Lara. (2018) Postharvest insect resistance in maize. Journal of Stored Products Research 77 (1), 66-76. DOI: 10.1016/j.jspr.2018.03.004