Cada vez más, la atención de biólogos e investigadores agrícolas se centra en lo que ocurre bajo tierra, donde las plantas pueden, literalmente, controlar sus microbiomas —seleccionando microbios beneficiosos y suprimiendo los dañinos— para adaptarse a su entorno. Prestar atención a los microbios auxiliares de los cultivos es clave para la agricultura sostenible en un entorno cambiante y la seguridad alimentaria.
El interés en el uso de interacciones microbianas beneficiosas en la agricultura está creciendo, y muchos productos que estimulan el crecimiento microbiano están disponibles comercialmente. Sin embargo, su uso aún genera controversia entre los agricultores, ya que no todos comprenden cómo funcionan estos microbios auxiliares de los cultivos, y algunos productos iniciales los decepcionaron. Por ejemplo, esperaban un aumento puntual en la producción, pero esto no se produjo, por ejemplo, en un buen año. Ahora se entiende por qué.
En su estudio, la profesora Nancy Collins Johnson, del Departamento de Ciencias Biológicas, Escuela de Tierra y Sustentabilidad de la Universidad del Norte de Arizona, y el profesor César Marín, de la Universidad de Santo Tomás en Chile, en un artículo publicado en el ISME Journal, proporcionan evidencia convincente para un estudio profundo y activo de los microbiomas de las plantas.
Los equipos funcionales del microbioma pueden evolucionar para ayudar a las plantas a crecer y prosperar en entornos difíciles. Cuando los recursos son escasos, con suficiente tiempo y una combinación de microbios beneficiosos, las plantas y los hongos que conviven de forma natural, por ejemplo, pueden formar asociaciones mutuamente beneficiosas que contribuyen al desarrollo de las plantas. Es poco probable que los equipos funcionales sean activos en entornos favorables, de bajo estrés y ricos en recursos, ya que carecen de la presión selectiva necesaria para controlar la composición del microbioma. Estudios que demuestran que la fertilización de la vegetación natural a menudo reduce los beneficios de las micorrizas al eliminar la presión selectiva necesaria, demuestran esto.
Hoy en día, existe un claro progreso en la creación de inóculos efectivos, así como en la determinación de cómo funcionarán los participantes del microbioma en un lugar determinado, en diferentes cultivos.
Como destacan los investigadores, el desarrollo de métodos de selección funcional de equipos (FTS) es importante e interesante hoy en día como base para predecir las condiciones necesarias para que los microbiomas radiculares generen adaptación local para sus plantas hospedantes. Este campo considera a las plantas y sus microbiomas como sistemas adaptativos complejos, y las adaptaciones vegetales como propiedades emergentes de estos sistemas. La emergencia es la presencia de propiedades en un sistema que no son inherentes a sus componentes individuales.
Si las plantas tienen la capacidad de reconocer y cultivar microbios beneficiosos y suprimir patógenos, entonces pueden desarrollar la capacidad de adquirir adaptaciones mediante la conservación de su microbioma.
En condiciones de recursos limitados y estrés, las funciones emergentes de los sistemas microbianos complejos pueden promover una retroalimentación positiva sobre el vigor de las plantas y, en última instancia, la adaptación local. Los factores clave en este proceso, según los investigadores, son: 1) fuerza selectiva, 2) constitución del hospedante, 3) diversidad microbiana y 4) tiempo. En última instancia, el objetivo es guiar el desarrollo de sistemas planta-microbioma robustos y eficientes que mejoren el rendimiento de los cultivos y reduzcan los patógenos.
