Justo bajo tus pies perdura una antigua y silenciosa alianza. Esta alianza entre plantas y hongos micorrízicos arbusculares (MA) es una de las asociaciones biológicas más antiguas de la Tierra.
por Adam Frew, Carlos Aguilar-Trigueros, Jeff Powell, Natascha Weinberger y Stephanie Watts-Fawkes
Esta relación, que se remonta a casi 500 millones de años atrás , allanó el camino para que las plantas llegaran a la tierra. Estas primeras plantas, simples y sin los complejos sistemas de raíces de las plantas actuales, forjaron una alianza con los hongos. Esta alianza ha sido fundamental para la evolución de la vida vegetal y ha ayudado a dar forma a nuestros ecosistemas .
Estos hongos crecen hasta convertirse en raíces donde las plantas les proporcionan el carbono (en forma de azúcar y grasa) que necesitan para sobrevivir. Los hongos extienden finos hilos parecidos a raíces llamados micelios en el suelo para formar redes expansivas que pueden acceder a nutrientes más allá del alcance de las raíces de las plantas.
Pero estos microbios ocultos hacen más que simplemente ayudar a las plantas a obtener nutrientes. Las plantas se enfrentan constantemente a plagas y enfermedades de insectos, y lo han hecho durante mucho tiempo. Para hacer frente a esto, desarrollaron defensas sofisticadas . Los hongos AM pueden mejorar dramáticamente estas defensas .
Entonces, ¿podrían las plantas elegir sus aliados fúngicos en función de su capacidad para mejorar las defensas contra plagas y enfermedades? Recientemente exploramos esta cuestión y propusimos hipótesis sobre cómo podría suceder esto. La respuesta podría tener enormes implicaciones para hacer que la agricultura sea más sostenible.
Aprovechando la antigua alianza
Teniendo en cuenta los beneficios que los hongos AM pueden proporcionar a las plantas, no sorprende que haya habido mucho interés en utilizarlos en la gestión ambiental. Los estudios muestran que los hongos AM pueden tener enormes beneficios para la restauración de ecosistemas al apoyar el establecimiento de comunidades de plantas nativas . Su importancia para la función del ecosistema deja claro que los hongos micorrízicos deben incluirse en los esfuerzos de conservación .
En los sistemas agrícolas, los hongos pueden aumentar el crecimiento de los cultivos, la absorción de nutrientes y los rendimientos . Estos beneficios han sido un foco importante para los investigadores desde la década de 1950 .
Si bien existe amplia evidencia de los beneficios que los hongos AM pueden brindar a los cultivos, los resultados en el campo son inconsistentes . Puede haber un desajuste entre las necesidades nutricionales de los cultivos y la capacidad de los hongos presentes o introducidos en el suelo para satisfacer esas necesidades.
¿Las plantas eligen a sus compañeros hongos para defenderse?
Dentro de las raíces de una sola planta pueden coexistir numerosas especies de hongos, formando comunidades complejas. Cada una de las especies que componen estas comunidades puede ofrecer capacidades diferentes: algunas son mejores en defensa, mientras que otras son mejores en absorción de nutrientes. El beneficio que una planta obtiene de sus socios fúngicos está determinado, en parte, por las especies que están presentes en sus raíces.
Podemos aplicar hongos AM al suelo, pero esto no significa que estos hongos realmente se asociarán con la planta.
Entonces, ¿qué determina qué hongos acceden a las raíces ? ¿Las plantas tienen algo que decir en esto? Y, en caso afirmativo, ¿cómo eligen? Estas preguntas llevan mucho tiempo en la mente de ecologistas y biólogos.
En el centro de esta relación se encuentra un complejo sistema de intercambio. Las plantas proporcionan a los hongos el carbono que necesitan y los hongos les proporcionan beneficios.
Las investigaciones han demostrado que una planta será la favorita (al menos en algunos casos) de los hongos. Se asociarán y darán más carbono a los hongos que proporcionan la mayor cantidad de nutrientes .
Sin embargo, existen desafíos importantes para explotar estos beneficios nutricionales en la agricultura, donde se agregan grandes insumos de nutrientes al suelo. Esto puede limitar nuestra capacidad de utilizar los hongos de esta manera al eliminar la dependencia de las plantas de los hongos para obtener nutrientes.
¿Pero podemos aprovechar esta asociación para las defensas de las plantas? A nivel mundial, las plagas de insectos consumen hasta el 20% de los principales cultivos de cereales .
Dado que sabemos que las plantas pueden tener favoritas, ¿podrían seleccionar sus hongos para aumentar la defensa? Hemos desarrollado hipótesis para tratar de comprender mejor esta pregunta y sentar las bases para futuras investigaciones.
Una pregunta compleja con grandes implicaciones
Hay muchas complicaciones. Cuando una planta es atacada por plagas, esto compromete su capacidad de suministrar carbono a sus aliados fúngicos, ya que sus recursos de carbono se ven limitados. Todavía no se sabe cómo estos cambios afectan la “elección” de la planta de socios fúngicos.
Necesitamos comprender mejor cómo ocurren esas elecciones y cómo los herbívoros pueden interferir con la capacidad de las plantas para recompensar a los hongos que brindan el mayor beneficio.
Sin embargo, si las plantas pueden seleccionar los hongos que les ayudan a combatir plagas y enfermedades, podría cambiar la forma en que pensamos sobre las asociaciones de la naturaleza. Tiene grandes implicaciones para la agricultura, la conservación y la restauración de entornos dañados.
Saber cómo las plantas seleccionan hongos aliados allanaría el camino para cultivos mejor defendidos, reduciendo la necesidad de aplicar pesticidas sintéticos. Abriría interesantes posibilidades para ayudar a los ecosistemas a recuperarse y prosperar.
La posibilidad de que las plantas puedan identificar y seleccionar hongos en función de los beneficios que obtienen abre nuevas y apasionantes fronteras en la investigación ecológica. A medida que exploramos estas interacciones subterráneas, nos acercamos cada vez más a aprovechar el potencial de una de las simbiosis más antiguas de la Tierra. Es un recordatorio de las complejas relaciones que mantienen la vida en el planeta, conexiones que son tan importantes hoy como lo eran hace 500 millones de años, cuando las primeras plantas buscaban el sol arriba y los hongos abajo.
Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original .
