Bajo la superficie del suelo se esconde un ecosistema de una complejidad asombrosa, siendo la rizosfera el centro principal. La rizosfera es una delgada capa de tierra que envuelve a las raíces en donde se lleva a cabo la máxima actividad biológica. Aquí, las plantas liberan exudados radiculares, los cuales son una mezcla de azúcares, aminoácidos y ácidos orgánicos que funcionan como una invitación química para atraer microbios específicos. Tal es la importancia de este proceso que una planta puede invertir hasta el 40% de la energía obtenida en la fotosíntesis solo para alimentar a esta comunidad, reclutando así “guardaespaldas” y facilitadores nutricionales esenciales para su supervivencia [1].
Entre estos aliados destacan los Hongos Micorrízicos Arbusculares (HMA), los cuales establecen con las raíces una simbiosis denominada micorriza. En esta relación mutualista, el hongo coloniza el tejido radicular para proveer agua, nutrientes críticos como fósforo y nitrógeno y una mayor resistencia ante el estrés ambiental; a cambio, la planta le suministra los carbohidratos derivados de la fotosíntesis. Para potenciar esta unión, los hongos despliegan una densa red de filamentos microscópicos llamados hifas que, en su conjunto, conforman el micelio, una estructura capaz de incrementar la superficie de absorción de la planta hasta 100 veces. La clave de su éxito reside en su escala, ya que al ser extremadamente delgadas, las hifas logran penetrar en los poros más diminutos del suelo, lugares inaccesibles para las raíces más gruesas, logrando extraer agua que de otro modo sería inalcanzable y transportándola eficientemente hacia el interior de la planta a través de canales especializados conocidos como acuaporinas (Figura 1).
Pero esta relación de simbiosis no es solo un intercambio de agua por nutrientes, es una alianza que transforma el metabolismo vegetal. En condiciones de sequía, el potencial hídrico del suelo cae, lo que significa que el agua está retenida con tanta fuerza que a la planta le resulta difícil extraerla. Para combatir esto, los HMA estimulan la producción de un “escudo protector” de sustancias como la prolina y diversos azúcares. Estos componentes actúan como imanes químicos que retienen la humedad dentro de las células, manteniendo la turgencia, la presión interna que evita que las hojas se marchiten y caigan [2].
Más allá de la química, el hongo actúa como un regulador del sistema de señales de la planta. Las plantas producen hormonas como el ácido abscísico (ABA), que funciona como un freno de emergencia ante la falta de agua, ordenando el cierre de los poros de las hojas para evitar la deshidratación. Sin embargo, el hongo interviene para que la planta no entre en un estado de “pánico” biológico. Al regular estos poros, llamados estomas, el hongo permite que la planta siga capturando el dióxido de carbono necesario para la fotosíntesis sin agotar sus reservas hídricas. Gracias a la mediación del hongo, la planta puede mantener sus estomas operando eficientemente incluso en condiciones adversas.
La ciencia ha demostrado la eficacia de esta cooperación. En estudios con cultivos de sorgo, las plantas con micorriza mantuvieron una hidratación casi perfecta, similar a una planta con riego constante, mientras que las plantas no micorrizadas sufrieron un estrés severo. La diferencia más reveladora apareció al analizar sus proteínas: las plantas sin hongo se limitaban a la biogénesis de ribosomas, un proceso de emergencia donde la célula intenta fabricar piezas básicas solo para no morir. En cambio, las plantas con micorrizas mantenían activa su fosforilación oxidativa, el mecanismo celular que genera energía, permitiéndoles seguir creciendo y siendo productivas incluso bajo la radiación solar de alta intensidad [3]. En la Figura 2 se observa el efecto protector de la simbiosis micorrízica en plantas de maíz sobre el estado hídrico, este efecto es visible en la disparidad de vigor entre el ejemplar micorrizado (derecha) y el control lateral no micorrizados bajo estrés hídrico (izquierda).
Diferentes estudios han demostrado el efecto positivo que tienen los HMA sobre diferentes cultivos de importancia agrícola, por lo cual, los HMA proponen un cambio de visión en la agricultura. Ya no se trata solo de aplicar productos químicos, sino de fortalecer la capacidad natural de los cultivos mediante estos aliados biológicos. Al cuidar la salud del suelo y sus microorganismos, sentamos las bases para una agricultura más resistente y sostenible, apoyándonos en una estrategia que la naturaleza ha perfeccionado durante millones de años.
Referencias
- Vives-Peris, V., de Ollas, C., Gómez-Cadenas, A. et al. (2020). Root exudates: from plant to rhizosphere and beyond. Plant Cell Rep 39, 3–17. https://doi.org/10.1007/s00299-019-02447-5
- Sun, W., & Shahrajabian, M. (2023). The Application of Arbuscular Mycorrhizal Fungi as Microbial Biostimulant, Sustainable Approaches in Modern Agriculture. Plants, 12. https://doi.org/10.3390/plants12173101.
- Olalde-Portugal V, Cabrera-Ponce JL, Gastelum-Arellanez A, Guerrero-Rangel A, Winkler R, Valdés-Rodríguez S. (2020). Proteomic analysis and interactions network in leaves of mycorrhizal and nonmycorrhizal sorghum plants under water deficit. PeerJ 8:e8991 https://doi.org/10.7717/peerj.8991
1Red de Biodiversidad y Sistemática. Instituto de Ecología, A.C. (INECOL).
2Departamento de Biotecnología y Bioquímica, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN-Irapuato.
*Autor de correspondencia