Conexiones subterráneas: la vida secreta de los hongos micorrícicos.

José Luis Reyes Taboada, Beatriz Pérez Morales y Claudia Díaz Camino.

“Hay una sensación, el pulso del conocimiento eterno. Cuando sientes esa unidad, estás con nosotros. Trajimos vida a la Tierra. No puedes vernos, pero florecemos a tu alrededor, en todas partes, en todo, incluso dentro de ti…”.

Con estas palabras inicia uno de nuestros documentales favoritos, titulado Hongos fantásticos, una película documental estadounidense dirigida por Louie Schwartzberg (Figura 1).

Estamos de acuerdo: los hongos son asombrosos. Son seres tan particulares en su nutrición, fisiología, reproducción y organización, que forman un reino aparte de las plantas y de los animales; llamado Fungi. Este reino es uno de los más grandes en cuanto a número de individuos y especies, y ocupa el segundo lugar después de los insectos, si quieres saber más de ellos, te invitamos a leer ¿Por qué tantos colores y formas? Entendiendo la diversidad de los hongos a partir del ADN (Figura 2).

Dentro de su gran diversidad se encuentra el grupo de hongos del que queremos hablarte hoy: los hongos micorrícicos arbusculares (u hongos AM). Estos hongos pertenecen a la clase taxonómica Glomeromycota, la cual agrupa distintas especies de hongos. Las células de estos hongos, llamadas hifas, son tubulares y forman grandes redes subterráneas conocidas como micelio (Figura 3). Este tipo de hongos vive en el suelo y, aunque parte de su vida pueden vivir libremente, siempre terminan asociándose con las raíces de las plantas. Es decir, forman una simbiosis, una relación biológica íntima de largo plazo en la que tanto el hongo como la planta se benefician.

Cuando la planta se encuentra en un suelo pobre en nutrientes, la raíz secreta unas moléculas señalizadoras denominadas estrigolactonas, las cuales estimulan el desarrollo del hongo AM y lo atraen. En respuesta, el hongo AM secreta una mezcla de moléculas que en conjunto reciben el nombre de factores micorrícicos (o factores Myc), que la planta reconoce (Figura 4).

Los factores Myc son similares a los compuestos Nod que las bacterias del género Rhizobium producen para establecer simbiosis con las plantas leguminosas. Si quieres saber más al respecto, lee “Factores de vida o muerte para establecer una simbiosis entre leguminosas y bacterias” [1].

A este intercambio de moléculas (también llamadas señales bioquímicas) se le conoce como “diálogo molecular”, y es que, en efecto, es una conversación inicial que se da entre la planta y el hongo. Si deciden colaborar, la hifa del hongo comienza a penetrar las capas externas de la raíz hacia las capas internas, en donde se establece, crece y forma estructuras especializadas llamadas arbúsculos (Figura 4).

En los arbúsculos es donde ocurre el intercambio de nutrientes entre el hongo y la planta; la planta produce moléculas orgánicas mediante la fotosíntesis, suministrándoselas al hongo en forma de azúcares o lípidos, mientras que el hongo suministra a la planta agua y nutrientes minerales, como el fósforo, que ha extraído del suelo. Durante este proceso, las hifas del hongo actúan como una extensión de la raíz, aumentando su superficie de exploración y sus posibilidades de absorber agua y minerales esenciales (Figura 5). Pero los beneficios de esta simbiosis no se limitan a la nutrición. Se sabe que, cuando la planta está asociada a estas comunidades, es mucho más resistente al ataque de organismos patógenos, y también al estrés provocado por cambios drásticos en las condiciones ambientales.

Gracias a registros fósiles y análisis moleculares, sabemos hoy que la asociación entre los hongos AM y las plantas es muy antigua. Se estima que esta simbiosis se originó hace al menos 460 millones de años, cuando las primeras plantas poblaron la Tierra, y resultó ser tan beneficiosa que se ha mantenido hasta nuestros días. De hecho, alrededor del 90% de las plantas terrestres actuales viven en simbiosis con hongos micorrícicos.

Las redes micorrícicas también se relacionan con varios tipos de bacterias del suelo, formando así complejas comunidades subterráneas que intercambian nutrientes y otras moléculas, promoviendo el crecimiento de las plantas y la salud en general del ecosistema, ya que contribuyen a la circulación de nutrientes en el suelo y mejoran su estructura. Sin embargo, aún hay preguntas sin contestar, como ¿quién se beneficia más en esta relación, la planta o el hongo? La extensión de las micorrizas puede abarcar varias plantas y de distintas especies ¿Cómo se establece la comunicación en estas redes? ¿En qué dirección se mueven los nutrientes que intercambian los participantes? ¿Se transmiten otro tipo de señales bioquímicas, aparte de nutrientes?

En la actualidad las micorrizas se comercializan de diversas maneras para facilitar su aplicación y maximizar sus beneficios en la agricultura, la horticultura y la restauración ecológica. Por ejemplo, existen en el mercado mezclas comerciales de suelos enriquecidos con micorrizas, diseñadas para mejorar el desarrollo de las raíces de las plantas al proporcionar una fuente constante de hongos beneficiosos. También se pueden encontrar micorrizas en forma de polvos que pueden aplicarse fácilmente mediante el riego. Además, algunas micorrizas se incorporan a la formulación de fertilizantes orgánicos, lo que ofrece una forma eficaz de mejorar la salud de las plantas y la productividad del suelo de manera sostenible.

Aunque aún hay mucho por descubrir sobre esta fascinante y exitosa simbiosis, el estudio de las micorrizas promete seguir generando avances significativos tanto en la ciencia fundamental como en su aplicación práctica en agricultura y ecología.

Referencias

1. Hernandez-Lopez, A., Diaz-Camino, C. (2022). Factores de vida o muerte para establecer una simbiosis entre leguminosas y bacterias. Biotecnología en Movimiento. Revista de divulgación del Instituto de Biotecnología de la UNAM, 7 (28), 4-8. https://biotecmov.ibt.unam.mx/services/pdfDownloader.php?id=MjgqKl8qKjE=

Lecturas recomendadas

1. Escobar Turriza, J., Muñoz Miranda, LA., Casas Godoy L. (2023). ¿Por qué tantos colores y formas? Entendiendo la diversidad de los hongos a partir del ADN. Biotecnología en Movimiento. Revista de divulgación del Instituto de Biotecnología de la UNAM. https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/34/5.html
2. Sheldrake, Merlin. 2020. Entangled Life: How Fungi Make Our Worlds, Change Our Minds & Shape Our Futures. London, England: Bodley Head. En este libro, el autor habla de los hongos como organismos transformadores y poco estudiados que pueden ofrecer soluciones a problemas actuales, como las enfermedades mentales y los desafíos ambientales.