No hay duda de que la resistencia a los herbicidas es un problema. Daña las ganancias y el medio ambiente, pero ¿cómo sucede? En un artículo reciente en AoB PLANTS, Ghanizadeh y Harrington sugieren que podríamos obtener una mejor comprensión de la resistencia a los herbicidas en las malezas investigando la fisiología evolutiva involucrada. Enumeran tres formas en que creen que la fisiología de las plantas puede contribuir a comprender la resistencia a los herbicidas.

1. Interacciones entre alelos durante la evolución

Los herbicidas matan las plantas, por lo general. ¿Qué pasa cuando no lo hacen? Ghanizadeh y Harrington examinan la evidencia de dosis subletales y descubren que, para las plantas, lo que no las mata puede fortalecerlas. Matar algunas de las plantas elimina algunas alelos de la reserva genética y permite el 'apilamiento de alelos', donde ciertas variantes de genes se vuelven mucho más frecuentes en una población. Cuando combina ciertos alelos, estos interactúan con los alelos de otros genes mejor que con otros. Es posible que sea entonces una combinación de genes la que dé resistencia

El ejemplo que usan Ghanizadeh y Harrington es el trabajo en Lolium rígido, donde dos genes contribuyen a la resistencia a herbicidas. Señalan que deberíamos observar cómo se seleccionan estos genes, cuando no están en una planta con el alelo clave del otro gen.

Señalan que los genes "menores" pueden desempeñar un papel en esto. No son solo los ingredientes genéticos de la planta los que deben estudiarse, sino también estas interacciones.

2. Factores epigenéticos

La aplicación de herbicidas a las malas hierbas puede parecer un caso de libro de texto para epigenética, pero Ghanizadeh y Harrington afirman que en realidad no tenemos mucha idea de cómo la epigenética afecta la evolución de la resistencia a los herbicidas en las malas hierbas.

Los mecanismos epigenéticos funcionan cuando una planta se somete a estrés, como si le arrojaran veneno. Esto cambia la expresión de los genes. Los autores señalan que las aplicaciones repetidas de herbicidas son eventos de selección recurrentes, por lo que existe una presión continua sobre la planta para seleccionar ciertos factores.

Ghanizadeh y Harrington analizan cómo secuenciación de ARN destaca la variación en la expresión génica y también cómo los factores epigenéticos podrían alterar las proteínas en las plantas. Esto, a su vez, puede alterar el funcionamiento de una enzima, cambiando la forma en que una planta reacciona al estrés.

La epigenética es un tema importante porque esta es una situación en la que la evolución puede ser casi Lamarckiano. Estresar la planta madre puede afectar la composición genética de la descendencia. Los autores argumentan que deberíamos examinar si esto es realmente lo que está sucediendo y si los herbicidas están causando efectos transgeneracionales. Si es así, ¿son estos cambios irreversibles?

3. Fitness y fisiología evolutiva

Esto puede parecer un objetivo obvio, la evolución ha sido descrita como 'supervivencia del más apto'. Hay costos en ser 'aptos' para los herbicidas. Ghanizadeh y Harrington sugieren que podría analizar los costos de mantener este estado físico. Cuando no hay presiones ambientales, ¿la resistencia a los herbicidas es todo costo sin ningún beneficio? Sin embargo, también argumentan que si bien es posible observar plantas que han desarrollado resistencia a los herbicidas, también es necesario examinar el proceso evolutivo investigando la resistencia a los herbicidas a medida que evoluciona. ¿Cuáles son los pasos que se dan para que una planta adquiera una forma resistente? ¿Hay pasos intermedios?

Aquí Ghanizadeh y Harrington abogan por observar las correlaciones y conexiones entre el fenotipo y aptitud fisiológica. En particular, son interesantes en la variación fenotípica. Los alelos que actúan sobre la fisiología podrían interactuar con el fenotipo, por lo que una combinación de cierta forma física de una planta y su fisiología podrían interactuar para producir una mayor aptitud física.

Para comprender este tipo de interacción, será necesario comprender la variación en una población antes de que surta efecto la presión selectiva de la aplicación de herbicidas. Ghanizadeh y Harrington señalan que la capacidad de las plantas para seleccionar alelos para la resistencia a los herbicidas dependerá de la frecuencia de esos alelos en la población antes de que comience la aplicación del herbicida.

Puedes recoger Perspectivas sobre los mecanismos de sitio no objetivo de resistencia a herbicidas en especies de plantas malezas utilizando la fisiología evolutiva como un documento de acceso abierto de AoB PLANTS.