UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA AGRONÓMICA CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA MODALIDAD PRESENCIAL
Conservación de Recursos Naturales Tema: ALELOPATIA
Alumno : Juan Gabriel Chipantiza
AMBATO DICIEMBRE - 2009
Alelopatía El término alelopatía (del griego allelon = uno al otro, del griego pathos = sufrir ; efecto efecto injurios injurioso o de uno sobre sobre otro) Siguie Siguiendo ndo esta definici definición ón en todo todo fenóme fenómeno no alelopático existe una planta (donor) que libera al medio ambiente por una determinada vía (por (por ej. lixivi lixiviació ación, n, descom descompos posici ición ón de residuo residuos, s, etc) etc) compue compuesto stoss químic químicos os los cuales al ser incorporados por otra planta (receptora) provocan un efecto perjudicial o benéfico sobre germinación, crecimiento o desarrollo de esta última. Los compuestos citados que desencadenan el proceso se denominan compuestos, agentes o sustancias alelopáticas.
La relación alelopática Interferencia Es extremadamente difícil demostrar la influencia de la alelopatía en la naturaleza dada la complejidad de la interferencia de las plantas que incluye efectos positivos, negativos y neutros entre las mismas (Christensen, 1993). La interferencia es una combinación de los los proc proces esos os de comp compet eten enci ciaa por por los los recur recurso soss y la prod produc ucci ción ón de comp compue uest stos os alelopáticos que suprime los competidores (Duke et al. , 2001).
Competencia Por ello, la alelopatía alelopatía difiere de la competencia por recursos. recursos. La investigac investigación ión sobre la alelopatía ha sido llevada a cabo durante varias décadas pero los conocimientos son aún limitados. El mejoramiento de cultivares de las plantas cultivadas es la única área que no ha sido suficientemente explotada como una estrategia de manejo de las malezas (Khush, 1996).
Autotoxicidad La defini definició ción n abarca abarca tanto tanto los efecto efectoss perjud perjudici iciales ales como como benéfi benéficos cos.. Es necesa necesario rio puntualizar que muchas sustancias con actividad alelopática tienen efectos benéficos a muy bajas concentracio concentraciones nes y, superado superado un determinado determinado umbral, actúan negativamen negativamente te sobre sobre la planta planta recepto receptora. ra. La toxici toxicidad dad de los compue compuesto stoss voláti volátiles les es prolon prolongad gada, a, debido a su adsorción a las partículas del suelo, lo cual les permite permanecer varios meses en él.
Grupos de agentes alelopáticos en función de su naturaleza química Compuestos alifáticos: Pocos de estos compuestos son conocidos por su actividad inhibitoria de la germinación de semillas y el crecimiento de plantas. Comprenden varios ácidos (p.ej. oxálico, crotónico, fórmico, butírico, acético, láctico y succínico) y alcoholes (tales como metanol, etanol, n-propanol y butanol
Lactonas no saturadas: La psilotina y psilotinina son producidas por Psilotum nudum y Twesiperis tannensis , respectivamente. La protoanemonina es producida por varias ranunc ranunculá uláceas ceas.. Son podero poderosos sos inhibi inhibidor dores es de crecimi crecimient ento o aunque aunque el rol de estos estos compuestos en alelopatía no se conoce completamente.
Lípidos y ácidos grasos: Existen varios ácidos grasos tanto de plantas terrestres como acuáticas que son inhibitorios de crecimiento vegetal. Se pueden citar entre otros los ácidos linoleico, mirístico, palmítico, láurico e hidroxiesteárico. hidroxiesteárico. Su rol en alelopatía no está completamente investigado.
Terpenoides: Las plantas superiores superiores producen producen una gran variedad de terpenoides terpenoides,, pero de ellos sólo unos pocos pocos parecen estar involucrados involucrados en alelopatía. alelopatía. Los monoterpen monoterpenos os son los principales componentes de los aceites esenciales de los vegetales y son los terpenoides inhibidores de crecimiento más abundantes que han sido identificados en las plantas superiores.
Glicósidos cianogénicos: Entre ellos se encuentran la durrina y amigdalina (o su forma reduc reducid idaa prun prunas asin ina) a) de reco recono noci cida da acti activi vida dad d alelo alelopá pátic tica. a. La hidr hidról ólis isis is de esto estoss compuestos da lugar no sólo a cianhídrico sino también a hidroxibenzaldehído que al oxidar oxidarse se origin originaa el ácido ácido p-hidr p-hidroxi oxiben benzoi zoico, co, el cual cual posee posee por sí mismo mismo activid actividad ad alelopática.
Compuestos aromáticos: Estos Estos compre comprende nden n la mas extens extensaa cantidad cantidad de agente agentess alelopá alelopático ticos. s. Incluy Incluyee fenole fenoles, s, deriva derivados dos del ácidos ácidos benzoi benzoico, co, deriva derivados dos del ácido ácido cinámico, quinonas, cumarinas, flavonoides y taninos. Fenoles simples: Entre ellos las hidroxiquinonas y la arbutina, se aislaron de lixiviados de Arctostaphylos e inhiben el crecimiento de varias plantas. Acido Acido benzoi benzoico co y deriva derivados dos:: Deriva Derivados dos del ácido ácido benzoi benzoico co tales tales como como los ácidos ácidos hidr hidrox oxib iben enzo zoico ico y vain vainíl ílli lico co,, está están n comú comúnm nmen ente te invo involu lucra crado doss en fenóm fenómen enos os alelopáticos Acido cinámico y sus derivados: La mayoría de estos compuestos son derivados de la ruta metabólica del ácido shikímico y están ampliamente distribuídos en las plantas. Se identificó la presencia de los mismos en pepino, girasol ( Helianthus Helianthus annuus ) y guayule ( Parthenium Parthenium argentatum).
Quinonas y derivados: varias de las quinonas y sus derivados provienen de la ruta ruta meta metabó bóli lica ca del del ácid ácido o shik shikím ímic ico. o. El ejem ejempl plo o clás clásic ico o de esto estos s compuestos es la Juglona y naftoquinonas relacionadas que se aislaron del nogal (Figura 1.1).
Cumarinas: La cumarinas están presentes en muchas plantas. La metil esculina fué identi identific ficada ada en Ruta, Avena e Imperata. Compue Compuesto stoss tales tales como como escopo escopolin lina, a, escopoletina y furanocumarinas tienen capacidad inhibitoria del crecimiento vegetal.
Flavonoides: Una amplia variedad de flavonoides tales como floridzina (producida por Malus y algunas ericáceas) y sus productos de degradación tales como glicósidos de quempferol, quercetina y myrcetina son agentes alelopáticos bien conocidos.
Taninos: Los taninos, tanto los hidrolizables como los condensados, tienen efectos inhibitorios debido a su capacidad para unirse a proteínas p roteínas..
Alcaloides: Pocos alcaloides se conocen con actividad alelopática. Algunos como la coca cocaín ína, a, cafeí cafeína na,, cinc cincon onin ina, a, fisos fisosti tigm gmin ina, a, quin quinin ina, a, cinco cinconi nidi dina na,, estr estric icni nina na son son reconocidos inhibidores de la germinación. La cebada exuda por sus raíces la gramina que inhibe el crecimiento de Stellaria Stellaria media. La cafeína mata ciertas hierbas sin afectar algunas especies cultivadas como, por ejemplo, el poroto.
Volatilización La liberación de agentes alelopáticos por volatilización está frecuentemente confinada a plantas que producen terpenoides. Los géneros que comúnmente liberan compuestos volátil volátiles es incluy incluyen en Artemi Artemisia sia,, Salvia Salvia,, Parthe Partheniu nium, m, Eucaly Eucalyptu ptuss y Brassi Brassica ca . Estas Estas sustancias han demostrado también actividad insecticida y como disuasivos alimenticios
Lixiviación La lixiviación es la remoción de sustancias presentes en la planta por efecto de la lluvia, nieve, niebla o rocío. El grado de lixiabilidad depende del tipo de tejido vegetal, la edad de la planta y la cantidad y naturaleza de la precipitación.
Exudados radiculares La reducción en rendimiento observada en algunos cultivos en varios casos se ha atribuído a toxinas liberadas por otros y malezas adyacentes. Se conocen sustancias exudadas por las raíces que reducen la germinación de las semillas, el crecimiento de raíce raícess y brot brotes es,, la inco incorp rpor orac ació ión n de nutri nutrien ente tess y la nodu nodula lació ción. n. . Los Los exud exudad ados os radiculares comprenden unicamente entre el 2-12% del total de fotosintatos de la planta. La mayoría de los agentes alelopáticos conocidos son exudados radiculares.
Descomposición Descomposición de residuos vegetales Los factores que influencian influencian este proceso incluyen incluyen la naturaleza naturaleza del residuo, residuo, el tipo de suelo suelo,, y las condic condicion iones es de descom descompos posici ición. ón. Event Eventual ualmen mente te las susta sustanci ncias as alelopáticas liberadas por los residuos vegetales en el suelo entran en contacto con las raíces raíces de planta plantass presen presentes tes en el mismo mismo ejercie ejerciendo ndo su acción acción.. Los Los com compues puesto toss libe libera rado doss por la plan planta ta al suel suelo o sufre ufren n frec frecu uente enteme men nte transformaciones realizadas por la microflora del mismo, que pueden originar productos con actividad biológica mayor que sus precursores.
Mecanismos de acción de los agentes alelopáticos Alteraciones hormonales provocadas por agentes alelopáticos Los compuestos fenólicos pueden reducir o incrementar la concentración de Acido Indol Acético (AIA), una fitohormona del grupo de las auxinas. Monofenoles tales como como los ácidos ácidos p-hidr p-hidroxi oxiben benzoic zoico, o, vainíl vainíllic lico, o, p-cumá p-cumárico rico y siríng siríngico ico reduce reducen n la disponibilidad de AIA promoviendo su decarboxilación. En contraste, muchos di y polifenoles (p. ej. los ácidos clorogénico, cafeico, ferúlico y protocatécuico) sinergizan el crecimiento inducido por AIA suprimiendo la degradación de la hormona. de la auxina.
Efectos sobre la actividad enzimática Existen muchos compuestos alelopáticos con capacidad de modificar ya sea la síntesis o la actividad de enzimas tanto in vivo como in vitro . La mayoría de estas sustancias han demostrado un efecto dual sobre la regulación de la actividad enzimática. Provocan un increm increment ento o en ésta ésta última última cuando cuando se encuen encuentran tran en bajas bajas concen concentra tracion ciones. es. En la situación opuesta se observa una reducción de actividad.
Efectos sobre la fotosíntesis Se han han reali realiza zado do expe experim rimen ento toss con con plan plantas tas ente enteras ras,, susp suspen ensi sion ones es de célu célula lass y cloroplastos para averiguar si los agentes alelopáticos eran capaces de inhibir el proceso fotosintéti fotosintético. co. Bioensayos Bioensayos con Abutilon teophrasti demostraron que teophrasti y Lemna minor demostraron vari varios os ácid ácidos os deri deriva vado doss del del benz benzoi oico co y el ciná cinámi mico co (p. (p. ej. ej. el ácid ácido o ferú ferúli lico co), ), esco escopo pole leti tina na y clor clorog ogén énic ico o en baja bajass conc concen entr traci acion ones es eran eran capa capace cess de inhi inhibi birr la fotosíntesis de plantas enteras.
Efectos sobre respiración Para Para estudi estudiar ar el efecto efecto de los aleloq aleloquím uímicos icos sobre sobre la respirac respiración ión,, normal normalmen mente te se ensa ensaya yan n los los mism mismos os sobr sobree susp suspen ensi sion ones es mitocondriales. Entre Entre los los comp compue uest stos os fenólicos el orden de mayor a menor actividad es quinonas > flavonoides > cumarinas > ácidos fenólicos. Las quinonas sorgoleone y juglona son efectivos inhibidores a muy baja baja concen concentra tración ción.. Nuevam Nuevament entee el sorgol sorgoleon eonee afecta afecta el transp transport ortee de electro electrones nes,, mientras que la juglona afecta la incorporación mitocondrial de oxígeno.
Efectos sobre procesos asociados a membranas
Los derivados de los ácidos benzoico y cinámico tienen profundos efectos sobre las membra membranas nas.. Son capace capacess de provoc provocar ar cambio cambioss en la polari polaridad dad lo cual cual provo provocarí caríaa alteraciones en la estructura y permeabilidad de las mismas. Otras sustancias como el ácido hidroxibutírico también presente en rastrojos, provoca efectos similares.
Modelo de acción alelopática de compuestos fenólicos Según Einhellig, si bien muchos compuestos fenólicos actuarían a nivel celular simultáneamente en varios blancos alterándola fisiologicamente, parece que algunos efectos son mas importantes que otros y es central la acción que estas sustancias tienen sobre membrana plasmática para provocar la interrupción de la mayoría de los restantes procesos en que están involucrados Ejemplos de especies alelopáticas
Nombre de de la la pl planta
Efecto in inhibitorio so sobre la la es especie bl blanco
Chenopodium murale
Crecimiento de raíces, materia seca, nodulación y fijación de nitrógeno. Longitud de vástago y espiga y peso seco en trigo
Avena spp.
Crecimiento de raíz y brote y longitud de espiga en trigo.
Bidens pilosa
Area foliar, crecimiento y material seca en maíz, sorgo y lechuga. Nodulación en Cajanus cajan y Vigna aconitifolia .
Elytrigia repens
Celosia argentea L. Parthenium hysterophorus
Crecimiento y nodulación de poroto.
Medicago sativa
Crecimiento de soja, maíz, cebada y rabanito. Cultivo de suspensiones celulares de repollo y tomate. Crecimiento de lechuga y berenjena.
Lycopersicum esculentum Brassica campestris
Crecimiento de mostaza y autotóxico.
Cucumis sativus
Crecimiento de lechuga.
Avena spp.
Crecimiento de trigo.
Asparagus officinalis Triticum aestivum Rorippa sylvestris
Autotóxico Crecimiento de avena salvaje. Crecimiento de plántulas de lechuga.
BIBLIOGRAFIA www.emagister.com/efecto-alelopatico-del-extracto-tabaco-nicotiana-tabacum-l-sobrealgunos-cultivos-economicos-cur ... ...
waste.ideal.es/invasoras listaplantas .htm
