Si bien la domesticación de plantas ha producido mayores cosechas, el proceso a menudo ha tenido un efecto negativo en los microbiomas de las plantas, haciendo que las plantas domesticadas sean más dependientes de fertilizantes y otras enmiendas del suelo que sus parientes silvestres.
por Holly Ober, Universidad de California – Riverside
En un esfuerzo por hacer que los cultivos sean más productivos y sostenibles, los investigadores recomiendan la reintroducción de genes de parientes silvestres de los cultivos comerciales que restablecen la capacidad de las plantas domesticadas para interactuar con los microbios beneficiosos del suelo .
Hace miles de años, la gente recolectaba pequeñas plantas silvestres como alimento. Con el tiempo, cultivaron selectivamente los más grandes hasta que evolucionaron los cereales, legumbres y frutas regordetes que conocemos hoy. Pero a lo largo de milenios de cuidado humano, muchas plantas cultivadas perdieron cierta capacidad de interactuar con los microbios del suelo que proporcionan los nutrientes necesarios. Esto ha hecho que algunas plantas domesticadas sean más dependientes de los fertilizantes, una de las mayores fuentes de contaminación por nitrógeno y fósforo del mundo y un producto que consume combustibles fósiles para su producción.
“Me sorprendió lo completamente ocultos que pueden estar estos cambios”, dijo Joel Sachs, profesor de biología en UC Riverside y autor principal de un artículo publicado hoy en Trends in Ecology and Evolution . “Estamos tan concentrados en los rasgos de la superficie que hemos podido remodelar masivamente las plantas ignorando un conjunto de otras características y, sin darnos cuenta, hemos cultivado plantas con una capacidad degradada para obtener beneficios de los microbios”.
Las bacterias y los hongos forman asociaciones íntimas con las raíces de las plantas que pueden mejorar drásticamente el crecimiento de las plantas . Estos microbios ayudan a descomponer elementos del suelo como el fósforo y el nitrógeno que las plantas absorben a través de sus raíces. Los microbios también obtienen recursos de las plantas en una relación mutuamente beneficiosa o simbiótica. Cuando los fertilizantes u otras enmiendas del suelo hacen que los nutrientes estén libremente disponibles, las plantas tienen menos necesidad de interactuar con los microbios.
Sachs y la primera autora Stephanie Porter, de la Universidad Estatal de Washington en Vancouver, revisaron 120 estudios sobre simbiosis microbiana en plantas y concluyeron que muchos tipos de plantas domesticadas muestran una capacidad degradada para formar comunidades simbióticas con microbios del suelo.
“El mensaje de nuestro artículo es que la domesticación tiene costos ocultos”, dijo Sachs. “Cuando las plantas se seleccionan por un pequeño puñado de características, como producir una semilla más grande o un crecimiento más rápido, se pueden perder muchas características importantes relacionadas con los microbios en el camino”.
Esta pérdida evolutiva se ha convertido también en una pérdida para el medio ambiente.
El exceso de nitrógeno y fósforo de los fertilizantes puede filtrarse de los campos a los cursos de agua, provocando un crecimiento excesivo de algas, bajos niveles de oxígeno y zonas muertas. El óxido de nitrógeno de los fertilizantes ingresa a la atmósfera y contribuye a la contaminación del aire. Los combustibles fósiles también se consumen para fabricar fertilizantes.
Algunas empresas han comenzado a vender bacterias fijadoras de nitrógeno como enmiendas del suelo para hacer la agricultura más sostenible, pero Sachs dijo que estas enmiendas no funcionan bien porque algunas plantas domesticadas ya no pueden recoger esos microbios beneficiosos del suelo.
“Si vamos a solucionar estos problemas, necesitamos determinar qué rasgos se han perdido y qué rasgos útiles se han mantenido en el pariente silvestre”, dijo Sachs. “Luego críen juntos lo salvaje y lo domesticado para recuperar esos rasgos”.
Más información: Stephanie S. Porter et al, Agriculture and the Disruption of Plant-Microbial Symbiosis, Trends in Ecology & Evolution (2020). DOI: 10.1016/j.tree.2020.01.006
