LAS MICORRIZAS Y SU RELACION CON LAS PLANTAS Y BACTERIAS
Hace mas de 450 millones de años las plantas se asociaron a los hongos filamentosos y esta relación se ha mantenido hasta nuestros días. Las micorrizas se definen como la interacción entre un hongo y una planta en la que ambos organismos se ven beneficiados: el hongo incrementa la toma de nutrientes mientras que la planta cede los carbohidratos necesarios para el ciclo vital del hongo.
https://es.wikipedia.org/wiki/Micorriza_arbuscular#/media/Archivo:Arbuscular_mycorrhiza_microscope.jpg
Las micorrizas están ampliamente distribuidas de forma que están presentes en mas de un 80% de las plantas. Adicionalmente se han clasificado más de 6000 especies de hongos capaces de micorrizar.
Se conocen varios tipos de micorrizas (ectomicorrizas, endomicorrizas y ectoendomicorrizas), siendo las endomicorrizas arbusculares las mas extendidas y las estudiadas. En este tipo de micorrizas, las hifas del hongo penetran en las células de la raíz estableciendo una simbiosis intracelular y formando una estructura característica denominada arbusculos.
Como se ha comentado en anteriores artículos (https://infallible-galois.82-223-12-66.plesk.page/simbiosis-con-hongos-micorrizicos/) los beneficios para las plantas se derivan en su mayoría (aunque no exclusivamente) del incremento en la extensión de la superficie de absorción gracias a las hifas del hongo y son:
- Incremento del crecimiento y nutrición mediante el incremento en la toma de nitrógeno, fósforo y otros nutrientes
- Incremento de la toma y retención de agua, especialmente en épocas de sequía
- Incremento en la tolerancia de otros estreses abióticos como la salinidad o la contaminación con metales pesados
- Incremento en la tolerancia a estrés biótico y bioprotección frente a patógenos
- Mejora de la calidad del suelo
- Incremento del vigor y el rendimiento de las plantas
Kuila & Gosh, 2022
Sin embargo, no hay que perder de vista el medio en el que se desarrollan estas interacciones: la rizosfera. En condiciones naturales, existen bacterias asociadas al hongo micorrizico que colonizan su superficie y que en incluso en algunos taxones son capaces de vivir en su citoplasma como endobacterias. Existe una amplísima variedad de bacterias identificadas asociadas a micorrizas pero parece existir una predominancia por especies de los géneros Pseudomonas, Burkholderia y Bacillus si bien estas comunidades dependen tanto del hongo (principalmente) como de la planta.
Bonfante & Anca, 2009
Las interacciones entre el hongo micorrizico y las bacterias implican que (como en el caso de las plantas) ambas deben obtener un beneficio. Algunas de estas especies son responsables de multiples efectos beneficiosos y tienen influencia tanto en las plantas como en el hongo micorrizico. Se han observado casos en los que el hongo micorrizico es capaz de sobrevivir sin la planta, en presencia de la bacteria.
Por último cabe destacar que en el interior de algunos hongos micorrícicos se han detectado mediante microscopía, estructuras con cierto parecido a bacterias y que no pueden ser cultivadas fuera del hongo. Estos objetos similares a bacterias (o BLOs) podrían tener gran importancia evolutiva, pero su función no está muy clara todavía.
Desde Arvensis Agro os animamos a que potenciéis vuestros cultivos mediante el uso de las micorrizas presentes en RHIZAS, y las PGPRs contenidas en FERTTYBYO.
C.Cívicos
BIBLIOGRAFIA Y LECTURA RECOMENDADA
“Plants, mycorrhizal fungi and bacteria: A network of interactions” (Bonfante & Anca, 2009) “Towards an integrated mycorrhizal technology: Harnessing mycorrhiza for sustainable intensification in agriculture” (Rillig et al., 2016) "Arbuscular mycorrhizal fungi as natural biofertilizers: Let´s benefit from past successes” (Berruti et al., 2016) “Mycorrhizzas in agroecosystems” (Pagano et al., 2016)
Más artículos de Arvensis:
La microbiota de las hojas y superficies vegetales
La agricultura esta afrontando diversos desafíos. La creciente demanda de alimentos, el crecimiento poblacional, el cambio climático y la urgencia por una producción sostenible, son parte de los retos a los que se enfrenta.
Los microorganismos son los seres mas numerosos que existen en la tierra, son esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas y mantienen una interacción continua con las plantas. Desde hace décadas se realizan investigaciones relacionadas con el mundo microbiológico de las plantas. La Biotecnología nos permite identificar que microbios contribuyen a un manejo ambiental sostenible. Estos avances científicos han revelado la existencia de complejas comunidades microbianas asociadas a las plantas. Estas comunidades son denominadas “MICROBIOTA”.
Diversidad y funciones de la microbiota vegetal
La microbiota vegetal es diversa y abundante. Están presentes en todos los órganos de las plantas ,durante todas las etapas de crecimiento y desarrollo. La planta y su microbiota pueden considerarse una sola entidad y aunque se ha demostrado que esta microbiota asociada a las plantas promueve el crecimiento de estas ,la adquisición de nutrientes, la resistencia a plagas y enfermedades y la tolerancia al estrés.
La microbiota esta compuesta por una variedad de microorganismos como:
BACTERIAS: La microbiota bacteriana sobre las hojas es aerobia y esta compuesta por bacterias residentes ,además de las bacterias que son transportadas por el aire y se depositan transitoriamente.
HONGOS: Producen biopelículas de protección o sustancias inhibidoras que protegen del ataque de patógenos .Hongos endófitos provenientes de hojas sintomáticas y asintomáticas .
VIRUS, LEVADURAS Y PROTOZOOS: Que pueden ser beneficiosos como patógenos.
Además la microbiota de las hojas y superficies vegetales pueden actuar con la microbiota del suelo formada por un ecosistema complejo que influye en la salud general de las plantas y en la productividad agrícola.
Saber como esta constituido y cuales son los factores que influyen en la microbiota de la planta es muy importante.es fundamental mantenerlo saludable para nutrir, proteger y garantizar la máxima productividad de los cultivos. Estos microorganismos pueden interactuar de distintas formas y pueden ser alterados por factores ambientales(abióticos y bióticos) , la presencia de patógenos y las labores agrícolas, pueden influir.
Diversidad y funciones de la microbiota vegetal
Se han identificado ciertos factores relacionados directamente con las plantas, como su edad y estado fenológico , que influyen en la conformación de la microbiota vegetal. ¿A que futuro nos enfrentamos?
La biotecnología a través de la investigación nos conducirá a nuevas estrategias para mejorar la salud de las plantas ,aumentar su resistencia a plagas y enfermedades y mejorar la productividad agrícola de manera sostenible.
Se están investigando métodos para manipular selectivamente la microbiota de las plantas, ya sea mediante la aplicación de microorganismos beneficiosos la modificación de factores ambientales para promover el crecimiento de microorganismos beneficiosos previamente seleccionados.
Se están desarrollando biopesticidas y biofungicidas basados en microorganismos beneficiosos para controlar plagas y enfermedades de las plantas de manera segura y sostenible.
Se están seleccionando microorganismos que ayuden a tolerar condiciones extremas y que actúan de forma positiva en la promoción del crecimiento vegetal (fitohormonas).
Nos enfrentamos a un largo estudio de esta diversidad microbiana y sus relaciones simbióticas con las plantas que promueven la salud y el crecimiento vegetal. Aun nos falta mucho para obtener una gran comprensión de esta microbiota y sus funciones, siendo este uno de los desafíos mas importantes de la Agricultura del futuro para mejorar los rendimientos de manera sostenible.
Influencia del agua en aumentar la absorción de nutrientes
Antiguamente, cuando hablábamos sobre la absorción de nutrientes por parte de las plantas, se englobaba principalmente a las funciones de las raíces respecto a absorción de agua y nutrientes.
No obstante, las plantas también tienen la capacidad de absorber nutrientes a través de las hojas. Por lo cual el total de nutrientes absorbidos por una planta engloba la suma de la absorción radicular y absorción foliar. A pesar de que la absorción radicular supera en cantidad de nutrientes absorbidos a la absorción vía foliar, complementar ambas, es lo ideal para una correcta y equilibrada nutrición de las plantas.
El Agua: Clave para Nutrientes y Productividad Vegetal
El agua y su importancia, recurso limitante y clave en la absorción de nutrientes. De todos los recursos que necesitan los cultivos para crecer y desarrollarse, el agua debido al gran volumen que absorbe la planta en su ciclo de vida. De esta agua el 97% se utiliza para el transporte de nutrientes y el 3% restante para realizar la fotosíntesis y otros procesos metabólicos.
El agua en el suelo y un déficit será el factor principal que afectará para que las plantas no alcancen su potencial de productividad. Ya que la absorción radicular supera en importancia a la absorción foliar. El agua afecta la forma química en la que los nutrimentos se encuentran en el suelo y si hay un déficit de humedad se disminuye la disponibilidad de nutrientes, aunque se encuentren en cantidades suficientes. Para que puedan ser absorbidos por la raíz, los nutrientes deben estar disueltos en el agua, presente entre las partículas de suelo, o lo que se definiría, como la solución del suelo, por lo que el agua actúa como solvente y los nutrientes actúan como soluto.
Por lo que la cantidad de lluvia o tener una irrigación menor a los requerimientos de una planta serán factores muy limitantes para la absorción de nutrientes. Pudiendo impedir que se alcancen rendimientos óptimos en una planta por falta de absorción de nutrientes.
Regulación de la pérdida de agua por traspiración
El agua es un compuesto esencial para todos los seres vivos, incluidos los vegetales. De hecho, por lo general las plantas requieren más agua que un animal de un peso semejante; y a diferencia de este no puede desplazarse para buscarla de manera activa. Por esta razón las plantas cuentan con mecanismos muy eficientes para evitar la pérdida de agua, lo que les ha permitido adaptarse a una gran variedad de climas, incluidos los más secos y cálidos.
El fenómeno por el cual los vegetales pierden agua a través de sus hojas se denomina traspiración vegetal. El agua se absorbe por las raíces, pasa al xilema y de allí se mueve hasta las hojas, donde se evapora. El agua en forma líquida forma una columna continua dentro de la planta que se impulsa hacía arriba debido a la suma del efecto de la traspiración, que hace que se pierda agua en la superficie foliar, con el de la cohesión de las moléculas de agua que “tira” hacia arriba las que están en la parte inferior del xilema para sustituir a las que se han evaporado. El proceso de traspiración en las plantas es continuo y sirve principalmente para la obtención y el reparto de los nutrientes absorbidos del suelo, reducir su temperatura gracias al elevado calor latente de vaporización del agua, y permitir la absorción de dióxido de carbono (CO2) atmosférico para realizar la fotosíntesis. Pero esto tiene un coste: más del 90% del agua captada por las raíces se pierde en forma de vapor. Como es lógico, dependiendo del estado fisiológico de la planta esta puede preferir limitar o no la traspiración y para ello cuenta con tres mecanismos:
1) Cutícula: es una capa cerosa hidrofóbica que por tanto se opone al movimiento de agua fuera de las hojas.
2) Capa límite: es una delgada lámina de aire inmóvil alrededor de la hoja a través de la cual debe difundir el vapor proveniente de la planta antes de alcanzar el aire atmosférico en movimiento. Cuanto mayor es esta lámina, menor es la traspiración. Las plantas tienen maneras de modificar su grosor mediante, por ejemplo, la presencia de tricomas.
3) Estomas: los estomas son pequeños poros presentes en las hojas que pueden abrirse o cerrarse, y a través de los cuales se capta el CO2 y se evapora el agua; pudiendo de esta manera regular ambos procesos. Suelen estar en el envés de las hojas, pero algunas especies vegetales tienen también en el haz.
Realmente, la función de los estomas es captar el CO2 para el proceso fotosintético. Sin embargo, al permitir el intercambio gaseoso se produce también la pérdida de agua por evaporación. A mayor apertura del estoma, mayor es la velocidad de absorción del CO2, pero también lo es la transpiración. Como el CO2 esta en una concentración muy baja en la atmósfera (0,035%), su captación es poco eficiente en comparación con la pérdida de agua. Es decir, por cada molécula de CO2 absorbida se evaporan muchas más de agua. Así pues, controlando la apertura estomática las plantas buscan un delicado balance entre la fijación de CO2 y la transpiración. Esto se realiza en función de diversos factores externos como son la luz, la humedad relativa, el calor, y el estado hídrico de la planta.
Apertura de estomas: El secreto detrás de la respiración vegetal
Los estomas están compuestos por dos células oclusivas que, como su nombre indica, se encargan de cerrar el poro. Cuando las condiciones son las adecuadas para realizar la fotosíntesis y la planta dispone de suficiente agua, un conjunto de señales químicas inducen que la H+-ATPasa de las células oclusivas comienza a expulsar iones H+ del interior del citoplasma, lo que genera un gradiente de carga que se compensa mediante la entrada de iones potasio (K+). El aumento de la concentración de iones en el citoplasma incrementa la presión osmótica de las células oclusivas y estas empiezan a absorber agua, hinchándose. Su pared celular es más gruesa en la zona que rodea al poro estomético, evita que esta parte se expanda. Además, las células oclusivas cuentan con unas fibras radiales rígidas de célulosa. Todo ello hace que cuando la célula se expanda por la entrada de agua, lo haga únicamente por el lado opuesto al poro, y por tanto se abra el estoma.
Control de los Estomas: Vital para las Plantas
El proceso contrario, es decir, la salida de ion potasio del citoplasma con la consiguiente pérdida de agua, provocan la flacidez de las células oclusivas y por tanto el cierre de los estomas. Esto puede desencadenarse por diversos factores, siendo el más evidente de ellos una situación de estrés hídrico en la que el vegetal debe minimizar la pérdida de agua. Pero otros fenómenos menos “traumáticos” también pueden provocarlo, como son la ausencia de luz (y por tanto la imposibilidad de realizar la fotosíntesis) o cuando la planta considera que ha captado suficiente CO2.
La traspiración a través de los estomas es también un mecanismo que tiene la planta para disipar calor. Así, en situación de estrés térmico, el vegetal puede optar por incrementar la tasa de evaporación mediante la apertura estomática para regular su temperatura. No obstante, corre el riesgo de deshidratarse si la absorción de agua por la raíz no consigue equilibrar la tasa traspirativa. Cuando esto ocurre, se produce un fenómeno llamado cavitación, que consiste en la formación de burbujas de gas (generalmente vapor de agua) en los conductos del xilema que rompen la columna de agua. Llegado este punto, si la planta no consigue disipar estar burbujas
cerrando los estomas para así generar sobrepresión en su sistema, y/o creando una nueva conexión de tejido vascular, corre el riesgo de que se produzcan oclusiones en su xilema y muera. Esta es una muestra de la importancia que tiene la regulación de la apertura estomática para control la tasa de transpiración.
Bibliografía
- Graham, L. E., J. M. Graham, and L. W. Wilcox; 2003; Plant Biology; Prentice Hall, Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ.
- C. Bhatla and M. A. Lal; 2018; Plant Physiology, Development and Metabolism; Springer Nature Singapure Pte. Ltd.
Es tan importante enriquecerse de estos conocimientos que ayuda a manejar y cuidar la biodiversidad de una forma humana.
Estoy promoviemdo la agricultura orgánica y realizando encalados a y aplicando bokashi y el hidroxido de calcio o cal apagada o hidratada es selectiva es decir si protege a la vida microbiana del suelo pero mata a los patógenos
¡Muchas gracias por tu comentario! Es cierto, profundizar en el conocimiento sobre micorrizas y su interacción con bacterias y plantas es clave para manejar los ecosistemas de manera más sostenible y respetuosa, sobre todo hoy en día donde la agricultura ecológica cada día tiene un papel más importante.