05 enero, 2011

Las flores de los geranios paralizan a los escarabajos

En 1920 se describió un extraño fenómeno. Cuando el escarabajo japonés (Popillia japonica) comía uno o dos pétalos de las flores del geranio (Pelargonium x hortorum), quedaba completamente paralizado al cabo de unos pocos minutos. Pero ¿a qué se debía?… Después de 90 años, esta pregunta puede ser contestada gracias al trabajo realizado por científicos estadounidenses liderados por el Dr. Christopher M. Ranger, de la Universidad Estatal de Ohio.

Para resolver este enigma, Ranger et al. decidió identificar la molécula responsable de paralizar al escarabajo. Así que los pétalos de las flores fueron puestos en una solución de Metanol:Agua (3:1) para liberar todas los compuestos presentes en él. Luego, este extracto fue sometido a una cromatografía para separar las moléculas en función a su naturaleza química. La cromatografía arrojó ocho fracciones diferentes, de las cuales una tenía el 24% y la otra el 100% de la actividad paralizante.

Pero, ¿cómo sabían que fracción era la que tenía la sustancia paralizante? Para saber esto, cada fracción obtenida fue embebida en una bolita de agar que se le dio al escarabajo para que se la coma. Si el escarabajo quedaba paralizado, quería decir que esa bolita contenía la fracción con la sustancia química paralizante.

geranio

Luego, usando otras técnicas cromatográficas más potentes —el HPLC y el HILIC-HPLC— lograron separar tres componentes de la fracción que tenía el 100% de la actividad paralizante. De los tres componentes separados, uno de ellos era el responsable de esta actividad. Así que para identificar su estructura química se le sometió a un análisis de espectrometría de masas de alta resolución (HR-MS) y a una resonancia magnética nuclear (NMR). Los resultados arrojaron que se trataba de un aminoácido extraño llamado ácido L-quiscuálico (C5H7N3O5), el cual es el más potente antagonista de los receptores de aminoácidos excitatorios.

quisqualicPor esta razón, el ácido L-quiscuálico actúa como un antagonista del ácido L-glutámico que es un importante neurotransmisor de las conexiones neuromusculares de los insectos. Su acción despolarizante es más potente que la del ácido L-glutámico, y su efecto paralizante también se observa en los gusanos de la harina y las cucarachas, lo que sugiere que puede ser usado para el manejo y control de plagas.

Si bien en el laboratorio los escarabajos se recuperan de la parálisis después de 24 horas, esto no es nada bueno si están en la naturaleza, ya que será una presa fácil para cualquier depredador. Otra cosa interesante del artículo es que, hasta ahora, sólo se había encontrado este aminoácido en un género de plantas, las Quisqualis, donde una de sus especies es usada en la medicina tradicional china para combatir la ascariasis.

Referencia:

ResearchBlogging.orgRanger, C., Winter, R., Singh, A., Reding, M., Frantz, J., Locke, J., & Krause, C. (2011). Rare excitatory amino acid from flowers of zonal geranium responsible for paralyzing the Japanese beetle Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1013497108

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