Desde tiempos inmemoriales, las plantas y los hongos micorrízicos arbusculares han coexistido en una relación mutuamente beneficiosa. Los hongos colonizan las raíces de las plantas y las ayudan a absorber nutrientes. A cambio, las plantas les proporcionan el carbono que necesitan.
por Catherine Couturier, Universidad de Montreal
«Estos hongos son lo que llamamos biótrofos; no pueden obtener los nutrientes que necesitan por sí solos, por lo que forman una relación simbiótica, o micorriza, con las raíces de las plantas», explicó Mohamed Hijri, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Montreal.
Los hongos se instalan en la raíz de la planta, entre su pared y su membrana, y forman estructuras muy ramificadas llamadas arbúsculos.
Hoy en día, el sector agrícola está dirigiendo su atención a esta interacción beneficiosa, con la esperanza de replicar lo que la naturaleza hace tan bien y utilizar estos biótrofos para garantizar cultivos más productivos y saludables.
Tomar y sacar
Aunque la mayoría de las plantas pueden sobrevivir sin hongos micorrízicos, la vasta red de filamentos blancos debajo de nuestros pies, conocida como micelio extrarradical, ayuda a las plantas a absorber agua y nutrientes del suelo.
«Estos hongos son como una extensión de las raíces, permitiendo que la planta explore el suelo más ampliamente en busca de nutrientes», dijo Zakaria Lahrach, estudiante de doctorado supervisado por Hijri.
Más allá de esta coevolución entre plantas y hongos se esconde otro fenómeno que los científicos apenas están empezando a comprender: cómo interactúan estos hongos con las comunidades bacterianas del suelo.
Resulta que los hongos liberan parte del carbono que absorben en el suelo para reclutar bacterias, que luego descomponen la materia orgánica y liberan nutrientes en el suelo, que a su vez son absorbidos por la planta.
Esto significa que los hongos secuestran parte del carbono que de otro modo se habría liberado al aire, un efecto que no pasa desapercibido para los científicos que trabajan en formas de mitigar el cambio climático.
Para su tesis doctoral, Lahrach quería explorar los mecanismos mediante los cuales los hongos micorrízicos arbusculares reclutan bacterias del suelo y ponen el fosfato a disposición de las plantas. Ciertas bacterias del suelo promueven la solubilización del fosfato, clave para el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Tras dos años de trabajo experimental, los resultados de Lahrach se publicaron el pasado mes de octubre en Environmental Microbiome .
Se analizaron tres especies de hongos
Lahrach se centró en el reclutamiento bacteriano de tres especies de hongos: Rhizophagus irregularis, Rhizophagus clarus y Rhizophagus cerebriforme. También examinó los efectos de añadir una comunidad bacteriana, o bioaumentación microbiana, a ciertas muestras.
«Queríamos ver si agregar bacterias que no estaban presentes naturalmente en el suelo afectaría el reclutamiento bacteriano de los hongos», explicó Lahrach.
Antes de realizar sus experimentos, pasó cinco meses en el invernadero y más de un mes recolectando delicadamente micelio extrarradical y preparando muestras.
«Lo que hace que nuestro estudio sea original es que aísla los efectos separados de la planta y los hongos en el reclutamiento bacteriano», dijo.
Relaciones únicas entre hongos y bacterias
Lahrach y sus colegas descubrieron que las tres especies de hongos micorrízicos arbusculares aumentaron el crecimiento de las plantas experimentales (el puerro Allium porrum), medido por la biomasa de los brotes y las raíces y la concentración de clorofila.
Aunque las tres especies de hongos eran genéticamente similares, cada una reclutó una comunidad bacteriana diferente. Los hongos se adaptaron a las condiciones experimentales en las que se colocaron y desempeñaron un papel fundamental en estos nuevos ecosistemas.
Además, la bioaumentación microbiana solo funcionó en presencia de hongos, lo que resalta el papel clave de los hongos en la mejora del crecimiento de las plantas.
Básicamente, los hongos actúan como conductores en el proceso de reclutamiento bacteriano a través de su micelio, modulando la interacción entre las bacterias del suelo y la planta y permitiendo que la planta acceda a nutrientes como el fósforo y el nitrógeno.
«Los hongos micorrízicos son como una correa de transmisión entre la microbiota del suelo y las raíces», dijo Hijri.
Beneficios para la agricultura
En un momento en que la agricultura mundial está bajo presión, el uso de hongos micorrízicos podría ayudar a mantener el suelo saludable al reducir el uso de insumos químicos como fertilizantes y pesticidas y sus efectos nocivos.
Este estudio ayuda a dilucidar las intrincadas interacciones entre los hongos micorrízicos arbusculares y las comunidades bacterianas, lo que es crucial para aprovechar su potencial en entornos de suelo específicos para la producción agrícola.
«Los hongos micorrícicos son un componente importante del microbioma del suelo que ayuda a mantenerlo sano», concluyó Hijri. «Y un suelo sano es un suelo fértil que se mantiene así».
Más información: Zakaria Lahrach et al., La composición del bacterioma fúngico micorrízico arbuscular depende de la especie, Environmental Microbiome (2024). DOI: 10.1186/s40793-024-00623-z
