La microbiota del suelo puede impulsar el crecimiento de especies de plantas invasoras y brindar defensa contra los herbívoros

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Los microbios del suelo pueden tener un gran impacto en la propagación de especies invasoras dañinas, ya que pueden dificultar o facilitar el crecimiento de la planta. 


por la Universidad de Turku


Investigadores del Departamento de Biología de la Universidad de Turku, Finlandia, estudiaron el papel de la microbiota del suelo en el éxito del lupino de jardín, que es una especie invasora en la naturaleza finlandesa.

Lupinus polyphyllus, comúnmente conocido como lupino de jardín , es una hierba perenne originaria de América del Norte. Fue traída a Europa como planta ornamental, pero escapó de los jardines y ahora se considera una especie invasora en muchos países, incluida Finlandia. Lo que hace que el lupino de jardín sea interesante y una especie invasora exitosa son las bacterias del nódulo de la raíz que convierten el nitrógeno atmosférico para el uso de la planta. El nitrógeno es necesario para el crecimiento y la producción de compuestos fitoquímicos contra los herbívoros.

“Esta simbiosis con las bacterias beneficia al lupino de jardín, especialmente en ambientes pobres en nutrientes, como los bordes arenosos de las carreteras, donde la planta suele crecer en abundancia. Esto explica en parte por qué el lupino de jardín ha logrado ocupar tanto espacio en áreas pobres en nutrientes donde puede superar a sus competidores locales que no tienen una asociación tan simbiótica con las bacterias”, explica el profesor adjunto Satu Ramula del Departamento de Biología de la Universidad de Turku, Finlandia.

La microbiota del suelo puede impulsar el crecimiento de especies de plantas invasoras y brindar defensa contra los herbívoros
Los microbios del suelo alteran el olor del lupino del jardín. El olor se estudia recogiendo los compuestos orgánicos volátiles emitidos por las hojas. Las plantas se encierran en bolsas de horno y el aire filtrado fluye a través de las bolsas y recoge el olor en los tubos de captura. El olor consiste en varios compuestos individuales que se separan con cromatografía de gases. Crédito: Satu Ramula

La microbiota del suelo también puede afectar el olor de la planta

Los investigadores plantaron lupinos de jardín originarios de poblaciones norteamericanas y finlandesas en suelos pobres en nutrientes que contenían microbios del suelo de poblaciones locales de lupinos o en suelos donde la cantidad de microbios se había reducido.

Los investigadores descubrieron que, independientemente de su país de origen, los altramuces de jardín se beneficiaban de los microbios del suelo. Las plantas crecieron más que las del grupo de control que tenían menos microbios del suelo en su medio.

“Además del crecimiento, los microbios del suelo afectaron el olor de plantas individuales al alterar la composición de los compuestos orgánicos volátiles emitidos por las hojas. Especialmente las plantas que crecieron en el medio que contenía microbios naturales del suelo produjeron volátiles que estudios anteriores han demostrado que actúan como disuasivos para los caracoles”, dice el investigador postdoctoral Aino Kalske.

Para estudiar cómo la planta se defendía de los herbívoros, los investigadores ofrecieron las hojas de las plantas a los caracoles, el enemigo natural del lupino de jardín. El experimento realizado en un entorno de laboratorio proporcionó resultados sorprendentes. La defensa de las plantas contra los herbívoros dependía de los microbios del suelo en el medio de crecimiento.

La microbiota del suelo puede impulsar el crecimiento de especies de plantas invasoras y brindar defensa contra los herbívoros
Daños causados ​​por la alimentación de caracoles de bosquecillo (foto de un lupino de jardín que crece en la naturaleza). El daño no debilita un altramuz de jardín grande y maduro, pero puede ser fatal para las plántulas, ya que el daño puede reducir el crecimiento de la planta y, por lo tanto, evitar que el altramuz de jardín se propague. Crédito: Satu Ramula

“Los caracoles del bosquecillo comieron menos altramuces de jardín finlandeses que los originarios de las poblaciones de América del Norte cuando ambas plantas habían crecido con los microbios naturales del suelo. En las plantas que habían crecido con una microbiota del suelo reducida, no observamos diferencias en el consumo de hojas. entre las poblaciones de diferentes orígenes”, dice Kalske.

Los resultados indican que la microbiota del suelo tiene un impacto mayor de lo que se pensaba anteriormente en las plantas y en los organismos que dependen de ellas. Los microbios no solo contribuyen al crecimiento de las plantas sino también a su defensa contra los herbívoros. La microbiota del suelo es extremadamente abundante y solo una cucharadita de tierra puede contener millones de microbios. Sin embargo, la composición de la microbiota varía según la flora local y el tipo de suelo.

Los investigadores están estudiando actualmente si el éxito de la invasión del lupino de jardín está asociado con los microbios del suelo en la naturaleza.

El artículo de investigación “La microbiota del suelo explica las diferencias en la resistencia de los herbívoros entre las poblaciones nativas e invasoras de una hierba perenne” se publicó en el Journal of Ecology .


Más información: Aino Kalske et al, La microbiota del suelo explica las diferencias en la resistencia a los herbívoros entre las poblaciones nativas e invasoras de una hierba perenne, 

Journal of Ecology (2022). DOI: 10.1111/1365-2745.13975