El mundo oculto de las raíces: ¿Las plantas saben de negocios?

¿Te gusta la naturaleza?, ¿esos grandes árboles en el bosque, el olor de las lavandas, los colores tan bonitos de las flores y los sabores deliciosos de algunas frutas?. Todos estos paisajes, olores y sabores que las plantas nos muestran, son posibles gracias a un mundo en el suelo donde ocurre una gran red de “negocios” entre raíces y muchos microorganismos.

Para que las plantas crezcan deben de obtener los nutrientes necesarios. Estos los obtienen gracias al suelo, que es una capa superior de tierra donde se desarrollan las raíces y donde suceden muchas interacciones. Todos los negocios que las raíces necesitan hacer para que la planta pueda crecer y dar esos deliciosos alimentos ocurren principalmente en una zona especial del suelo, llamada rizosfera.

La rizosfera es la región particular y única del suelo donde interactúan las raíces de las plantas con diferentes microorganismos. De hecho, ¡se puede considerar a la rizosfera como el ecosistema terrestre más grande! En un metro cuadrado de hierba, ¡la rizosfera sería tres veces mayor! En esta región del suelo crece un gran número de diferentes microorganismos que desempeñan diversas funciones. Hay bacterias, hongos, protozoos, y pequeños animales en el suelo que ayudan a reciclar la materia y por los que fluye gran parte de la energía que mueve a los ecosistemas. Estos microorganismos obtienen energía a través de nutrientes que liberan las raíces al suelo.

En la rizosfera hay unos hongos microscópicos, llamados hongos micorrízicos. Estos organismos son muy importantes para las plantas, pues una parte de estos hongos crecen dentro de las raíces y ayudan a obtener nutrientes a la planta en que se alojan.

Las interacciones que tienen las raíces con los hongos micorrízicos se podrían comparar con un trato o trueque, ya que los hongos intercambian compuestos que las plantas necesitan, como sales minerales y las raíces a cambio les ofrecen fotosintatos (azúcares resultado de la fotosíntesis). Estas asociaciones son tan fuertes que se crean interdependencias, tanto así que el hongo forma una parte de la raíz, y llega a ser muy difícil y hasta imposible que los hongos se desarrollen sin la ayuda de la planta que los hospeda.

Pero, ¿cómo es que se produce esta relación entre las plantas y los hongos? ¿Cómo es que las raíces y los hongos se reconocen y entablan estas asociaciones? En la rizosfera las raíces producen exudados (sustancias que expulsan las raíces como azúcares, aminoácidos, hormonas, etc) que provocan que el hongo desarrolle una estructura llamada micelio. Este es un grupo de filamentos blanquecinos que crecen en dirección hacia la raíz y se meten en ella al crear apresorios, estructuras que le permite al hongo romper la pared de la raíz y entrar en ella. Es como si un gusano entra en una manzana, primero el gusano debe reconocer a la manzana para poder entrar en ella, el micelio es como si el gusano se arrastrara en dirección al fruto y el apresorio sería como si este mordiera la manzana para poder entrar en ella. Pero en este caso la cosa se complica un poco más porque se empiezan a producir muchos cambios fisiológicos y estructurales en los tejidos de las raíces que el hongo ha colonizado. La pared celular del hongo cambia, y los simbiontes, hongos y raíces, empiezan a coordinar sus procesos metabólicos para que ambos se puedan alimentar y estar bien.

Formación de una micorriza en una raíz. Crédito López (2012) en Agronotas

Además, las plantas necesitan nitrógeno para desarrollarse, pero ellas no lo pueden obtener directamente del suelo, por lo que requieren de alguien más que pueda obtener el nitrógeno por ellas. Hay bacterias que fijan el nitrógeno del ambiente sin ningún problema, y se suelen llamar de manera general bacterias fijadoras de nitrógeno. Estas bacterias se desarrollan de manera natural en el suelo y hay un tipo de bacterias simbióticas que se asocian con unas plantas leguminosas, como el frijol y los chícharos. Estas bacterias son del género rhizobium, y así como los hongos micorrízicos, desarrollan estructuras especiales en las raíces: los nódulos bacterianos.

La interacción de las plantas con las bacterias ocurre de la siguiente manera: para empezar el trueque las raíces sueltan exudados que las bacterias identifican, esto provoca que las bacterias se reproduzcan más rápido de lo normal. Las raíces y las bacterias rhizobium se reconocen y, si son afines, la asociación continúa. Gracias a la secreción de algunas enzimas, se hace un hueco en la pared de los pelos radicales (pequeños pelos que rodean a las raíces), y es aquí donde las bacterias infectan a la raíz. Durante este proceso se siguen produciendo diferentes hormonas y enzimas que permiten que las bacterias se establezcan en la raíz, y que vayan intercambiando los nutrientes que cada una necesita.

Nódulos de raíces de plantas que contienen bacterias Rhizobium. Crédito Rahmani et al. (2020)

Ahora que ya entendemos mejor cómo es que las raíces hacen negocios con otros microorganismos, quizá puedas imaginar lo importante que es mantener estas interacciones. Por ejemplo, en una milpa tenemos varios cultivos donde se siembra una gran variedad de plantas como maíz,frijol, calabaza, etc., y dependiendo la temporada, las plantas van cambiando. De esta manera, los agricultores tienen una gran variedad de alimentos y consumen los más ricos de acuerdo a la temporada. Además, ¡estas prácticas permiten mantener los suelos sanos y nutritivos para que las plantas crezcan sanas y fuertes!

Si no hay rotación de cultivos los suelos van perdiendo nutrientes, pero los sembradíos de las milpas permiten que las raíces sigan haciendo tratos con hongos, bacterias y demás microorganismos al mantener los suelos sanos y frescos. De esta manera, las raíces del maíz interactúan con hongos micorrízicos y le permite al frijol obtener su preciado nitrógeno. Recuerda que no hay frijol, maíz, calabaza o fruta y planta sin su buena porción de microorganismos que le ayudaron a crecer en el suelo, ¿qué harías si no existieran estas relaciones?, ¿Cómo sería un mundo sin taquitos?

Milpa. Crédito Varela Scherrer & Trabanino (2016)

 

 

Imagen de portada de Christiann Koepke en Unsplash
Referencias:
http://www.encuentros.uma.es/encuentros55 /micorrizas.html
https://www.uv.mx/cienciahombre/revistae/vol16num1/articulos/microorganismos/micro.htm

			

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https://www.researchgate.net/publication/347859713_Simple_Feasibility_Analysis_Of_Nitrogen-Fixing_Cereals_Project
Simbiosis: Raíces con bacterias fijadoras de nitrógeno

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https://eos.com/es/blog/monocultivo/