Explorando hongos que establecen relaciones con las plantas


Hace unos 20 años, Bala Chaudhary trabajaba en conservación y restauración de hábitats en California.


por Harini Barath, Universidad de Dartmouth


Su trabajo consistía en diseñar planes para crear nuevos hábitats para especies en peligro de extinción a partir de tierras degradadas o perturbadas. En su trabajo, siguió enfrentándose a un desafío persistente: restablecer los microbios del suelo en los hábitats restaurados. Esto se debió, en gran parte, a la falta de comprensión de cómo las plantas interactúan con los microbios en su entorno.

«Fue entonces cuando decidí que tenía que ir a la escuela de posgrado y obtener algunas respuestas por mí mismo», dice Chaudhary, ahora profesor asistente de ciencias ambientales en Dartmouth. Como descubriría mucho más tarde, la respuesta se la llevaba el viento.

Las relaciones planta-microbio, que van desde mutuamente beneficiosas hasta parasitarias, se forjaron hace cientos de millones de años cuando las plantas se trasladaron por primera vez a la tierra. El laboratorio de investigación de Chaudhary estudia las interacciones suelo-planta-microbio con un enfoque en los hongos que forman simbiosis con plantas llamadas micorrizas, que proviene de las palabras griegas para hongo y raíz.

Los hongos son microbios que, a diferencia de las plantas, no pueden producir su propio alimento. Los hongos micorrizas extraen nutrientes del suelo y los intercambian por azúcares de las plantas.

Las micorrizas son una parte importante del microbioma de la planta. Al igual que los microbios que viven en nosotros y sobre nosotros, a veces afectando nuestra salud e incluso nuestro comportamiento, los hongos micorrízicos viven dentro y sobre las raíces de las plantas , afectando su salud y, en consecuencia, también la salud de sus ecosistemas.

“Todos los ecosistemas del planeta contienen plantas que forman asociaciones de micorrizas. Algunos incluso dirían que estas asociaciones son la simbiosis más extendida del planeta”, dice Chaudhary. Para obtener la imagen más completa de cómo funcionan las plantas, debemos entender las micorrizas, dice ella. Sus asociaciones son fundamentales para la agricultura, la silvicultura y los esfuerzos de conservación, como el trabajo de Chaudhary para restaurar hábitats en peligro de extinción.

Las micorrizas que estudia Chaudhary viven bajo tierra toda su vida, no forman hongos u otras estructuras sobre el suelo. Y, sin embargo, Chaudhary y sus colaboradores descubrieron que aparecían en lo alto de rascacielos en Chicago que tenían techos verdes. Cómo llegaron a volar ha sido un enigma, dice Chaudhary.

Los investigadores recolectaron polvo de los techos utilizando colectores especializados durante un período de un año y utilizaron técnicas de código de barras de ADN para identificar las diferentes esporas que traen los vientos en diferentes épocas del año.

Descubrieron que las esporas de los suelos agrícolas eran más abundantes durante la temporada de labranza, evidencia de que las esporas son liberadas al aire por la alteración humana del suelo. En otros paisajes, según Chaudhary, los pequeños mamíferos que hozan en el suelo también pueden hacer que las esporas se las lleve el viento.

El laboratorio de Chaudhary ahora está repitiendo estos experimentos en escalas espaciales mucho más grandes. «En este momento, tenemos un experimento que se distribuye en 20 sitios en los Estados Unidos, incluidos Alaska, Hawái y Puerto Rico», dice Chaudhary.

Los investigadores recolectan polvo y rastrean qué hongos se están dispersando en el aire. Los investigadores también pueden determinar qué esporas de hongos probablemente tomarán la ruta aérea en diferentes lugares mediante el estudio de sus rasgos o características.

«Los rasgos son útiles porque podemos agrupar especies y comunidades que tienen rasgos similares y predecir su comportamiento», explica Chaudhary. Pero definir los rasgos de las micorrizas no es sencillo. Las asociaciones de micorrizas son una simbiosis entre dos organismos muy diferentes: plantas y hongos, dice Chaudhary.

«¿Cómo se definen los rasgos de los organismos en los que el individuo mismo es difícil de definir?» ella pregunta. No es raro que la literatura sobre las características de las micorrizas las defina de manera muy diferente.

Chaudhary y un gran equipo de ecólogos abordaron este formidable desafío trabajando juntos para formular un marco inclusivo para todos los tipos de micorrizas, que se publicó recientemente en Trends in Ecology and Evolution . Creen que hacer que todos en el campo estén en sintonía con las definiciones y la terminología hará que la ciencia avance. El equipo era un grupo verdaderamente diverso de científicos, en su mayoría mujeres, con muchos científicos de carrera temprana y científicos del sur global. «Estábamos muy interesados ​​en involucrar a científicos que históricamente no han sido invitados a estos eventos», dice Chaudhary.

Las características se clasificaron en tres grupos: rasgos de micorrizas de plantas, o propiedades de las plantas que afectan la relación simbiótica ; rasgos fúngicos que surgieron de características únicas de los hongos; y propiedades emergentes que surgen cuando una planta y un hongo interactúan.

Cuando ciertos hongos y plantas se unen, crean estructuras físicas únicas en las raíces, que son ilustrativas de las propiedades emergentes. Un ejemplo es un manto, que se forma cuando los filamentos que se ramifican del hongo envuelven las raíces en una vaina protectora y se presenta en colores brillantes.

«Eso es algo que el hongo nunca haría por sí solo. Y es algo que la planta no tendría de otra manera», dice Chaudhary.

Existe un reconocimiento de que los hongos micorrícicos son realmente importantes, dice Chaudhary, pero los científicos todavía luchan por explicar cómo las asociaciones micorrícicas afectan las funciones y los procesos de los ecosistemas, porque a menudo son idiosincrásicas. Los resultados de la asociación dependen de la planta, los hongos , el ecosistema y muchas otras variables. «Nos cuesta lidiar con toda esta variación», dice Chaudhary, «pero los rasgos podrían ser una forma de comprender esas idiosincrasias».


Más información: V. Bala Chaudhary et al, ¿Cuáles son los rasgos de las micorrizas?, 

Trends in Ecology & Evolution (2022). 

DOI: 10.1016/j.tree.2022.04.003



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