Un equipo dirigido por científicos del Smithsonian en Panamá expuso una clave para comprender la diversidad de árboles tropicales al estudiar cómo los hongos interactúan con las semillas que permanecen en el suelo.
por el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales
A pesar de una mezcla heterogénea de especies disponibles para elegir, los hongos y las semillas tropicales son quisquillosos a la hora de asociarse entre sí. Los primeros emparejamientos con un hongo en particular pueden influir en la supervivencia de una semilla y también pueden ayudar a explicar por qué los bosques tropicales siguen siendo tan diversos.
“Dependiendo de la especie de semilla con la que se empareja, un hongo puede matar la semilla, obstaculizar su desarrollo o, por el contrario, ayudar a su germinación”, dijo Carolina Sarmiento, miembro del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y autora principal del nuevo estudio. publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Estos resultados específicos de especies son sorprendentes porque muchos de los hongos aislados en el estudio pueden colonizar varias especies de plantas , cada una con sus propias defensas químicas y físicas de semillas. “Todavía no sabemos por qué los hongos se comportan de manera diferente según las especies de semillas que infectan, pero estas respuestas son cruciales para comprender su supervivencia y crecimiento en los bosques tropicales”.
Para desmitificar cómo interactúan los hongos con las semillas tropicales, Sarmiento y sus colegas enterraron miles de semillas de nueve especies de árboles nativos en una variedad de parcelas forestales en la isla de Barro Colorado en Panamá. Desenterraron las semillas después de períodos subterráneos que oscilaban entre un mes y un año. Después de esterilizar las superficies exteriores, cortan las semillas por la mitad. Colocaron la mitad en un tubo de cultivo para aislar cualquier hongo que pudiera haber invadido el tejido de la semilla y procesaron la otra mitad para ver si el diminuto embrión de la planta todavía estaba vivo.
El equipo procesó más de 8300 semillas y aisló 1460 hongos, identificando más de 200 cepas fúngicas distintas. Cada una de las nueve especies de plantas atrajo a una comunidad distinta de hongos, a pesar de diferentes cantidades de tiempo bajo tierra, diferentes tipos de suelo e incluso diferentes entornos forestales. El efecto de filtrado de las especies de plantas, incluso como semilla, sobre los tipos de hongos que atrae proporciona información importante sobre el escurridizo misterio de cómo persiste la diversidad de los bosques tropicales.
En los trópicos, numerosas especies crecen muy cerca, pero cualquier especie individual está muy dispersa y es rara localmente. Los científicos plantean la hipótesis de que este patrón de diversidad podría ser mantenido por patógenos especializados, plagas o depredadores de una especie huésped, lo que hace que el vecindario local sea hostil a más de su propio tipo mientras favorece el crecimiento de especies no relacionadas.
“A medida que aumenta la densidad de individuos de una sola especie, es más probable que las enfermedades se propaguen de un individuo a otro”, explicó la autora principal A. Elizabeth Arnold, profesora de la Universidad de Arizona. “La mayor parte del trabajo en esta área se ha centrado en plántulas y árboles jóvenes de árboles tropicales, pero lo que sucede con las semillas es menos conocido”.
Siguiendo sus resultados, los investigadores inocularon semillas frescas de siete especies de estudio con cepas de hongos aisladas durante el experimento de entierro. Germinaron las nuevas semillas en un invernadero y confirmaron que los hongos afectaban la mortalidad y la germinación de las semillas de manera específica para cada especie.
“Un resultado fascinante fue que si un hongo tenía un efecto patógeno en una especie de planta, era probable que tuviera el efecto opuesto en otra”, dijo el coautor Paul-Camilo Zalamea, becario postdoctoral del Smithsonian.
El investigador del proyecto James Dalling, profesor de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, dijo: “Al afectar beneficiosamente a algunas especies mientras evitan que otras se regeneren, los hongos pueden ser los árbitros finales de la lucha por la existencia en los bosques tropicales “.
