Debajo de tus pies, en el suelo, habitan millones de organismos que se relacionan unos con otros formando un hábitat altamente coordinado. Entre ellos encontramos bacterias, hongos, protozoarios, nemátodos, lombrices y un largo etcétera. Un grupo muy importante son los hongos micorrízicos arbusculares, a los cuales llamaremos ingenieros del suelo. Estos organismos —apenas del tamaño de un granito de sal— son muy necesarios para las plantas porque les proveen de comida nutritiva. Además, como buenos ingenieros, construyen casitas para las bacterias, protozoarios y virus, a través de la unión de las partículas de suelo. Pero, ¿cómo logran estas funciones? Sigue leyendo para descubrirlo.
¿Quiénes son estos ingenieros?
Los hongos micorrícicos arbusculares —que a partir de este momento les llamaremos HMA—, son microorganismos que pertenecen al reino Fungi, es decir, a los hongos. Viven generalmente en los primeros 30 centímetros de suelo, pero algunos son tan valientes que pueden llegar a vivir hasta 1 o 2 metros de profundidad. Su cuerpo tiene forma de bolita, algunas veces puede parecer un círculo perfecto, otras una elipse o tener forma de clavo. Esta bolita llamada espora mide entre 0.01 a 2 milímetros, presenta diversas coloraciones y algunas están adornadas con distintos decorados.
A partir de la espora, los HMA lanzan unos hilos muy delgados y pegajosos llamados hifas, que se extienden algunos metros en el suelo. Estos hilos son tan fuertes que se abren paso entre las partículas del suelo, y como son tan delgados, pueden entrar por cualquier huequito, formando una extensa red como si fuera una telaraña.
¿Cómo viven?
Los HMA para poder vivir deben establecer un pacto de ayuda mutua con las plantas, ya que si no lo hacen no sobreviven. A este pacto se le llama simbiosis, y para que se lleve a cabo, es necesario que ocurran una serie de pasos:
La espora lanza una hifa buscando una raíz hacia la planta más cercana (Figura 1a), pero esto no es tan simple. Para que ocurra, la espora debe contar con las condiciones ambientales ideales (temperatura, pH, humedad). Por otra parte, el hongo capta las señales químicas que lanza la planta, conocidas como exudados radicales, los cuales son compuestos ricos en carbohidratos.
Una vez que la espora del HMA y la raíz de la planta se encuentran, se establece un diálogo, mediante un lenguaje compuesto de sustancias químicas. Las plantas, además de los exudados, mandan compuestos químicos llamados estrigolactonas que los hongos perciben como una señal de alimento y, a su vez, los hongos responden lanzando el Factor Myc, que también es un compuesto químico que impulsa a la planta a seguir lanzando estrigolactonas. De esta manera las hifas de los hongos encuentran la raíz.
Si la planta y el hongo logran establecer el diálogo químico, la planta le permite al hongo entrar a sus raíces, a este proceso se le llama colonización. En este paso podemos decir que la simbiosis se ha llevado a cabo.
Durante la colonización, el HMA forma estructuras dentro de la raíz de la planta que permiten que la relación sea más duradera, estas estructuras se llaman arbúsculos (Figura 1c) y permiten el intercambio de nutrientes entre la planta y el HMA.
Además de arbúsculos, también se forman las vesículas (Figura 1b), que son bolitas llenas de aceites que en tiempos de escasez de alimento le sirven al hongo como reserva.
Figura 1. Raíz colonizada por hongos micorrízicos arbusculares (HMA). Los HMA están teñidos con un colorante especial llamado azul de tripano. Se observan distintas estructuras de los HMA: hifas (a), vesículas (b), arbúsculos (c) y esporas (d). La fotografía fue tomada en un microscopio compuesto a 40x. Fotografías: Margarita Carrillo.
Una vez que la colonización se ha llevado a cabo y se han establecido los acuerdos necesarios entre los dos organismos, las hifas comienzan a crecer varios metros afuera de la raíz explorando el suelo (Figura 2).
Figura 2. El hábitat de los hongos micorrízicos arbusculares. En el círculo vemos un acercamiento a las raíces de las plantas y a los microbios que viven dentro de ella. Los puntos de colores corresponden a nuestros ingenieros del suelo y los hilitos blancos que salen de estos puntos, son las hifas o micelio. Ilustración: Sarahí Alfaro-Guzmán.
Dentro de los términos del pacto, la planta alimenta al HMA con carbono producto de la fotosíntesis, mientras que el HMA le da a la planta el fósforo que obtiene del suelo. El HMA usa el carbono para crecer y formar hifas, en tanto que la planta usa el fósforo para formar ATP (adenosín trifosfato), la biomolécula de la energía. Además de fósforo, se ha observado que los HMA también transportan agua y otros micronutrientes como magnesio, calcio y zinc, proporcionando estos a las plantas.
Diferentes formas de esa bolita llamada espora. Fotografías: Margarita Carrillo.
En términos generales, los HMA son organismos benéficos para las plantas. En algunos casos, y bajo ciertas condiciones ambientales, hay HMA bien listillos que hacen como que hablan el mismo idioma y se aprovechan de las plantas y comen y comen el carbono que ellas les proporcionan, pero no le dan nada a cambio a la planta. ¡Ah! Pero también hay plantas bien canijas, que comen y comen fósforo, pero matan de hambre a los pobres HMA. Ya ven, ¡cómo son las relaciones de complicadas!
Aquí cabe mencionar que, a pesar de estos inconvenientes, el 80 % de las plantas terrestres establecen esta simbiosis, les conviene, ya que el fósforo es un nutriente muy escaso en el suelo y de difícil acceso. Las raíces de las plantas, aunque son buenas para capturar el agua y los nutrientes, son demasiado gruesas para llegar a donde está el fósforo y ahí es donde los HMA cumplen su parte del pacto (Figura 2).
Para Saber Más:
Camarena-Gutiérrez G. (2012). Interacción planta-hongos micorrízicos arbusculares. Revista Chapingo. Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 18(3), 409-421. http://www.scielo.org.mx/pdf/rcscfa/v18n3/v18n3a12.pdf
Camargo-Ricalde S., Montaño N., De la Rosa C. y Montaño S. (2012). Micorrizas: Una gran unión debajo del suelo. Revista Digital Universitaria, 13(7), 3-19. http://www.revista.unam.mx/vol.13/num7/art72/art72.pdf
Gómez L.I.A., Portugal V.O., Arriaga M.R. y Alonso R.C. (2007). Micorrizas arbusculares. CIENCIA ergo-sum, Revista Científica Multidisciplinaria de Prospectiva, 14(3), 300-306. https://www.redalyc.org/pdf/104/10414307.pdf
Silvia Margarita Carrillo Saucedo, es bióloga que estudia el mundo microbiano que vive bajo nuestros pies. Le gusta imaginar e investigar cómo se desarrollan esos pequeños seres en un ambiente tan complejo como el suelo. Para eso utiliza diversas herramientas como el diseño de experimentos, la microscopía y los ensayos bioquímicos. Otra de sus pasiones es la difusión de la ciencia a través del arte. En esta línea le interesa darle un sentido público a su quehacer científico a través del diseño de instrumentos sensibles que conecten el mundo del suelo con el mundo humano. Es Investigadora Posdoctoral CONACyT, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Morelia, Laboratorio de Microbiómica, Universidad Nacional Autónoma de México.
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Yunuen Tapia-Torres es ingeniera Bioquímica (ITM), Maestra y Doctora en Ciencias Biológicas por la UNAM. Es una científica que ama la complejidad del mundo bacteriano edáfico. Su investigación en la ENES unidad Morelia, UNAM se centra en comprender la importancia de las bacterias en la transformación de moléculas que contienen carbono, nitrógeno y fósforo en el suelo. Ha publicado 15 artículos científicos en revistas indizadas, cinco capítulos de libro y cinco artículos de divulgación. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores nivel 1. Trabaja para fortalecer la investigación en el área de la biogeoquímica de suelos en México, y así garantizar suelos fértiles para el futuro. Profesor Ordinario de Carrea Asociado C de TC, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Morelia, Laboratorio de Microbiómica, Universidad Nacional Autónoma de México.
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