Inventario del mundo subterráneo: uso de ADN para estudiar comunidades de hongos


Los hongos tienden a estar ausentes en las conversaciones sobre el cambio climático, la deforestación y la contaminación ambiental, y se pasan por alto en favor de las plantas grandes y conspicuas. 


por la Sociedad Botánica de América


Pero las plantas no existen de forma aislada. Debajo del suelo, hongos especializados llamados micorrizas forman una intrincada red dentro y alrededor de las raíces que es vital para la salud del bosque y el almacenamiento de carbono a largo plazo.

Un nuevo estudio publicado este mes en Applications in Plant Sciences destaca los efectos negativos que tiene la tala rasa sobre estos hongos simbióticos, mostrando que incluso después de 17 años de rebrote, las áreas anteriormente deforestadas tenían menos diversidad de micorrizas que los bosques intactos. El estudio ofrece simultáneamente una hoja de ruta a los investigadores para determinar la mejor manera de analizar las comunidades de micorrizas cuando se trabaja con ADN.

‘La telaraña a lo ancho de la madera’

En los bosques boreales del Canadá subártico, donde el coautor Greg Pec ha estudiado los microbios del suelo durante los últimos diez años, miles de especies de hongos micorrízicos entrelazan las raíces de los árboles con hifas delgadas y filiformes. “Si pudiéramos, en cierto sentido, despegar la capa orgánica del suelo, veríamos hifas corriendo desenfrenadas bajo tierra”, dijo Pec, profesor asistente de biología en la Universidad de Nebraska.

Entre el 80% y el 95% de las especies de plantas vasculares vivas forman una relación codependiente con los hongos micorrízicos, que realizan gran parte del trabajo pesado en los ecosistemas del suelo. Las micorrizas envían zarcillos mucho más allá y por debajo del alcance de las raíces, de las cuales absorben agua y nutrientes para sus plantas hospedantes. A cambio, los hongos simbióticos viven enteramente de los azúcares que producen las plantas.

Pero las micorrizas hacen mucho más que ayudar en la adquisición de nutrientes. Sus hifas forman conexiones entre las plantas , lo que les permite comunicarse transmitiendo hormonas y señales químicas. Pec está particularmente interesado en cómo las micorrizas mantienen la salud de las comunidades forestales y cómo responden a las perturbaciones. “Se han realizado estudios que indican que brindan defensa contra patógenos y pueden absorber metales pesados, lo que los convierte en una herramienta invaluable para la remediación del hábitat”, dijo.

Su eficacia para restaurar los hábitats forestales puede verse obstaculizada por el tipo y la gravedad de la perturbación. Pec y sus colegas querían saber cómo respondían las micorrizas a la deforestación y eligieron dos sitios en Alberta, Canadá, uno que había sido despojado de su vegetación 17 años antes y se le permitió volver a crecer y otro que había permanecido intacto, para llevar a cabo su estudio. Aunque los dos bosques se veían prácticamente iguales sobre el suelo, la cantidad de especies de micorrizas que se encuentran creciendo en las raíces se empobreció severamente debajo.

“Cuando miramos los bosques desde el punto de vista de la restauración, tendemos a pensar que cinco o diez años es mucho tiempo”, dijo Pec. “Lo que estamos empezando a descubrir, desde la perspectiva del suelo, es que la renovación del suelo puede llevar decenas o incluso cientos de años”.

Desenredando la diversidad micorrízica

Análisis como estos hubieran sido imposibles hace solo unas décadas. Si bien Pec está principalmente interesado en los resultados que muestran cómo los hongos responden al cambio, también estudia qué métodos se adaptan mejor a los tipos de preguntas que hacen los investigadores.

Antes de la llegada del análisis de ADN, la gran mayoría de la diversidad de hongos seguía siendo desconocida, encerrada bajo el suelo. “En la superficie, solo vemos aquellos que son capaces de reproducirse a través de algún tipo de cuerpo fructífero, que es una fracción muy pequeña de lo que está realmente debajo”, dijo Pec.

A partir de la década de 1990, los científicos comenzaron a aislar y analizar el ADN de muestras de suelo y raíces, que encontraron repleto de especies de hongos recién descubiertas.

Al analizar las diferencias entre bosques viejos y nuevos, Pec también probó la eficacia de dos técnicas de secuenciación de ADN ampliamente utilizadas. El método más antiguo, llamado secuenciación de Sanger, permite a los investigadores obtener grandes fragmentos de ADN de un organismo por muestra. La segunda, la secuenciación de alto rendimiento, confiere la ventaja opuesta, proporcionando una gran cantidad de secuencias pequeñas para un número virtualmente ilimitado de organismos en una muestra dada.

La secuenciación de alto rendimiento suele ser el método de elección cuando los investigadores estudian comunidades de hongos debido a su capacidad para capturar una diversidad más amplia. Pec pudo recuperar ADN de más de 300 linajes de hongos distintos en muestras de suelo y raíces utilizando una secuenciación de alto rendimiento, mientras que Sanger solo obtuvo 28.

A pesar de la ventaja obvia de la secuenciación de alto rendimiento, los científicos aún se encuentran con un muro de especies nuevas o desconocidas que pueden ser difíciles de interpretar basándose en las hebras cortas de ADN. “Las secuencias no identificadas son un gran problema”, dijo Pec. “A veces, lo mejor que podemos decir es que es un hongo”.

Aunque la secuenciación de Sanger puede ser un proceso lento y laborioso, a menudo es más confiable cuando se trata de identificar especies individuales. En un campo donde las incógnitas superan las respuestas, Pec sostiene que se necesitarán aprovechar múltiples metodologías para comprender la diversidad de micorrizas y la importancia de los hongos en los ecosistemas que enfrentan cambios ambientales.

“El suelo es vida”, dijo Pec. “Realmente tenemos que empezar a centrarnos en la diversidad subterránea para hacer un balance de lo que viene y lo que ya está aquí en términos de sequía prolongada, la mayor gravedad de los brotes de insectos y los incendios más frecuentes”.