Investigadores de la Universidad de Sheffield descubrieron que un hongo ancestral establece una simbiosis funcional con Arabidopsis thaliana y le transfiere nitrógeno y fósforo, pese a que esta planta carece de la vía genética habitual para formar asociaciones micorrízicas.
Redacción: Redacción Mundo Agropecuario
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo científico de la Universidad de Sheffield, en el Reino Unido, ha demostrado que una planta considerada incapaz de establecer las asociaciones micorrízicas convencionales puede recibir nutrientes de un hongo del suelo mediante una relación beneficiosa para ambos organismos. El descubrimiento, publicado en octubre de 2026 en la revista Current Biology, modifica una interpretación ampliamente aceptada sobre las limitaciones de determinadas especies vegetales para asociarse con hongos subterráneos.
La investigación, dirigida por la profesora Katie Field, se centró en Arabidopsis thaliana, una pequeña planta de la familia de las brasicáceas utilizada habitualmente en estudios de biología vegetal. Los científicos comprobaron que un hongo perteneciente al grupo Mucoromycotina fine root endophytes (MFRE) podía colonizar sus raíces y establecer un intercambio efectivo de recursos.
El hallazgo resulta relevante para la agricultura porque las brasicáceas incluyen cultivos alimentarios importantes, como las coles, el brócoli, la coliflor y la mostaza. Sin embargo, los investigadores todavía no han demostrado que el mismo mecanismo pueda aprovecharse comercialmente en estas especies.
La principal novedad consiste en que la asociación funciona sin recurrir a la vía de señalización genética que normalmente utilizan numerosas plantas para establecer relaciones con hongos micorrízicos.
Una familia vegetal que parecía excluida de las micorrizas
Las asociaciones entre raíces y hongos beneficiosos constituyen uno de los mecanismos naturales que permiten a muchas plantas obtener nutrientes minerales del suelo.
En las micorrizas convencionales, los filamentos del hongo se extienden por el terreno y facilitan el acceso a recursos que las raíces no siempre pueden captar directamente. A cambio, la planta proporciona compuestos de carbono producidos mediante la fotosíntesis.
Durante décadas, los científicos han considerado que las brasicáceas presentan una limitación particular: sus integrantes perdieron componentes esenciales de una vía genética conocida como ruta común de señalización simbiótica, identificada por sus siglas CSSP.
Esta ruta participa en el reconocimiento y establecimiento de determinadas asociaciones entre plantas y microorganismos beneficiosos.
La pérdida de esos componentes contribuyó a explicar por qué especies como Arabidopsis thaliana no establecen las micorrizas arbusculares típicas de numerosas plantas cultivadas.
El nuevo estudio demuestra que esa limitación no impide necesariamente todas las formas de cooperación nutricional con hongos del suelo.
La diferencia es importante porque permite distinguir entre la incapacidad de formar una asociación micorrízica convencional y la posibilidad de establecer otro tipo de simbiosis funcional.
Un hongo ancestral utiliza una vía de asociación diferente
Los investigadores trabajaron con un hongo endófito de raíces finas perteneciente al linaje Mucoromycotina, un grupo evolutivamente distinto de los hongos micorrízicos arbusculares mejor conocidos.
Según la investigación, este linaje se separó de otros grupos de hongos hace aproximadamente 620 millones de años.
La cepa utilizada en los experimentos, identificada como Lyc-1, consiguió colonizar extensamente las raíces de Arabidopsis thaliana sin provocar enfermedad ni perjudicar su crecimiento en las condiciones estudiadas.
Este resultado permitió comprobar que la presencia del hongo no correspondía simplemente a una infección perjudicial o a una colonización sin consecuencias nutricionales.
La investigación identificó una relación de intercambio en la que ambos organismos obtenían recursos.
La profesora Katie Field destacó que el descubrimiento cuestiona una suposición mantenida durante mucho tiempo en la biología vegetal: que una planta sin los componentes necesarios para la simbiosis convencional no podía establecer una asociación nutricional de este tipo.
Los antecedentes sobre la antigua cooperación entre plantas y hongos del suelo ayudan a comprender la importancia evolutiva de estas relaciones, aunque los mecanismos utilizados no sean idénticos en todos los grupos de organismos.
El hongo transfirió nitrógeno y fósforo a la planta
Para determinar si la asociación era verdaderamente beneficiosa, el equipo combinó técnicas avanzadas de observación celular con procedimientos de seguimiento de diferentes isótopos.
Estas herramientas permitieron examinar tanto la colonización de las raíces como el movimiento de recursos entre el hongo y la planta.
Los resultados mostraron que el hongo absorbía nitrógeno y fósforo del entorno y transfería ambos nutrientes hacia los tejidos aéreos de Arabidopsis thaliana.
El nitrógeno es esencial para la formación de proteínas y otros componentes celulares, mientras que el fósforo participa en procesos relacionados con el metabolismo energético, el crecimiento y el desarrollo vegetal.
La transferencia observada demuestra que la asociación no consistía únicamente en la presencia física del microorganismo dentro de las raíces.
El hongo contribuía efectivamente a la nutrición de la planta, uno de los criterios fundamentales para identificar una simbiosis mutualista de importancia fisiológica.
La capacidad de los microorganismos del suelo para facilitar la adquisición de nutrientes constituye una línea de investigación agrícola consolidada. La novedad de este trabajo es demostrar ese intercambio en una especie vegetal que carece de la maquinaria genética utilizada en la asociación micorrízica convencional.
La planta también proporcionó carbono al microorganismo
La relación observada no funcionaba en una sola dirección.
Mientras el hongo contribuía al suministro de nutrientes minerales, la planta transfería al microorganismo carbono fijado mediante la fotosíntesis.
Los experimentos revelaron que el hongo recibió más de un 260 % adicional de carbono procedente de la planta en las condiciones analizadas.
Este resultado refuerza la interpretación de que existía un intercambio de recursos entre ambos organismos.
El carbono producido por las plantas constituye una fuente de energía fundamental para numerosos microorganismos que viven asociados a sus raíces.
En las asociaciones simbióticas, el intercambio puede resultar beneficioso cuando el aporte de nutrientes minerales compensa los recursos energéticos que la planta destina al mantenimiento del microorganismo.
Sin embargo, los investigadores no demostraron que la transferencia observada produjera automáticamente un aumento del rendimiento agrícola.
De hecho, en las condiciones experimentales descritas, la colonización no modificó el crecimiento de la planta de manera perjudicial, pero tampoco constituye por sí sola una prueba de incremento de biomasa o producción comercial.
La distinción es esencial: demostrar una transferencia efectiva de nutrientes representa un avance científico, aunque sus consecuencias sobre la productividad deban investigarse posteriormente.
Arabidopsis ofrece un modelo para estudiar la nueva simbiosis
Una de las razones por las que el descubrimiento tiene especial interés es la especie vegetal utilizada.
Arabidopsis thaliana constituye uno de los organismos modelo más estudiados en biología vegetal. Su desarrollo, sus características genéticas y numerosas respuestas frente a microorganismos han sido examinados durante décadas.
Este conocimiento acumulado proporciona herramientas para investigar cómo el hongo reconoce las raíces, consigue establecerse en ellas y mantiene el intercambio de recursos.
El profesor Jurriaan Ton, de la Universidad de Sheffield, explicó que la nueva asociación ofrece un sistema experimental adecuado para identificar los mecanismos moleculares responsables de esta forma alternativa de simbiosis.
Los científicos podrán utilizar ese modelo para examinar qué procesos permiten la colonización sin la vía común de señalización simbiótica.
La investigación también plantea preguntas sobre la manera en que las plantas distinguen entre microorganismos beneficiosos y organismos potencialmente perjudiciales.
Estudios anteriores sobre los hongos que colonizan las raíces de Arabidopsis ya habían identificado una diversidad de microorganismos asociados a esta especie, pese a su incapacidad para establecer las micorrizas convencionales.
El nuevo trabajo añade una evidencia decisiva: al menos uno de esos tipos de asociaciones puede funcionar como un intercambio nutricional beneficioso.
Las brasicáceas agrícolas podrían abrir nuevas investigaciones
La familia Brassicaceae reúne numerosas especies utilizadas en la alimentación humana y en distintos sistemas agrícolas.
Entre ellas se encuentran el repollo, la coliflor, el brócoli, las coles de Bruselas, los rábanos y la mostaza, además de otras especies destinadas a diferentes aprovechamientos.
El hecho de que Arabidopsis thaliana pueda establecer una simbiosis funcional con un hongo del grupo MFRE abre la posibilidad de investigar si mecanismos semejantes existen en otros integrantes de la familia.
Sin embargo, no sería correcto afirmar que el descubrimiento ya permite aumentar el rendimiento de esos cultivos o sustituir sus programas de fertilización.
El estudio se desarrolló con una especie modelo y una cepa fúngica concreta. Su aplicación a plantas agrícolas requiere comprobar primero la compatibilidad entre organismos y las condiciones en que puede establecerse la asociación.
También será necesario evaluar si la transferencia de nutrientes produce beneficios agronómicos medibles durante el crecimiento y la formación de las cosechas.
Los resultados podrían orientar futuras investigaciones sobre el aprovechamiento de las relaciones naturales entre raíces y microorganismos, especialmente en cultivos que tradicionalmente se consideran no micorrízicos.
Una posible contribución a la nutrición vegetal y al manejo del suelo
La nutrición de los cultivos depende de la disponibilidad de elementos minerales, las características del suelo y la capacidad de las raíces para absorberlos.
En determinadas condiciones, los microorganismos beneficiosos pueden contribuir a movilizar nutrientes o facilitar su transferencia hacia las plantas.
Por esa razón, comprender estas asociaciones resulta relevante para el estudio de sistemas agrícolas que aprovechen mejor los recursos disponibles en el terreno.
La nueva investigación podría ayudar a identificar mecanismos naturales de nutrición vegetal que hasta ahora habían recibido menos atención en las brasicáceas.
El equipo de Sheffield considera que, si estas relaciones pudieran aprovecharse en cultivos comerciales, podrían contribuir a mejorar la nutrición y la resistencia de las plantas, así como a reducir determinadas necesidades de fertilización.
Se trata, por ahora, de una posibilidad de investigación y no de un resultado productivo demostrado.
La experiencia acumulada con otras asociaciones simbióticas muestra que la respuesta de los microorganismos puede variar según la disponibilidad de nutrientes y el manejo agrícola. Un experimento de fertilización mantenido durante siete décadas evidenció que los desequilibrios nutricionales prolongados pueden modificar las comunidades de hongos beneficiosos del suelo.
Estos antecedentes subrayan que cualquier aplicación futura deberá considerar tanto las características del cultivo como las condiciones reales de los terrenos agrícolas.
El descubrimiento cambia la interpretación de una limitación evolutiva
El principal aporte del estudio publicado en Current Biology consiste en demostrar que la pérdida de la vía genética utilizada para establecer micorrizas convencionales no elimina necesariamente todas las posibilidades de cooperación nutricional entre plantas y hongos.
La cepa Lyc-1 consiguió colonizar las raíces de Arabidopsis thaliana, transferir nitrógeno y fósforo y recibir carbono producido por la planta.
La combinación de observaciones microscópicas y seguimiento isotópico permitió documentar los dos sentidos del intercambio, una evidencia necesaria para establecer el carácter mutualista de la asociación.
Los científicos disponen ahora de un modelo experimental para investigar cómo funciona esta vía alternativa y si puede encontrarse en otras especies de importancia agrícola.
Antes de considerar aplicaciones en explotaciones comerciales será necesario estudiar su funcionamiento en distintos cultivos, su estabilidad en suelos agrícolas y sus posibles efectos sobre la nutrición, el crecimiento y la productividad.
El trabajo demuestra que las relaciones entre plantas y hongos del suelo son más diversas de lo que se había supuesto y proporciona una nueva base científica para explorar cómo determinadas especies vegetales pueden obtener recursos mediante asociaciones que no siguen los mecanismos micorrízicos conocidos.
Fuentes referenciales:
Universidad de Sheffield — Comunicación científica sobre la simbiosis entre Arabidopsis y hongos ancestrales, 16 de octubre de 2026
Current Biology — Mucoromycotina fine root endophyte engages in a nutritionally mutualistic symbiosis with Arabidopsis thaliana
