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La milenaria Welwitschia mirabilis se asocia con hongos micorrícicos para sobrevivir en el desierto, una alianza dinámica dictada por los fugaces pulsos de lluvia

Pactos subterráneos en el Namib

Por Maria D. Arias Padró 2 , Víctor Olalde Portugal 2 , J. Francisco Castillo Esparza 1 , Damaris Desgarennes 1 *
Inecol Welwitschia mirabilis (Fotografía: Ing. Enrique Arias Jiménez, modificada con GPAI)

En el desierto del Namib (costa de Namibia y sur de Angola) habita Welwitschia mirabilis, un “fósil viviente” y único representante vivo de su familia botánica, caracterizado por poseer únicamente dos hojas que crecen continuamente a lo largo de siglos. Para subsistir en condiciones de extrema aridez, esta planta establece complejas alianzas subterráneas con hongos micorrícicos arbusculares. A través de filamentos microscópicos (hifas), los hongos recolectan agua y nutrientes escasos como el fósforo, recibiendo a cambio carbohidratos producidos por la fotosíntesis de la planta. En la rizosfera de la planta se ha identificado el hongo Rhizophagus dentro de un núcleo de microorganismos beneficiosos [1].

La presencia de esta asociación micorrícica no es fija ni uniforme; varía según el tipo de suelo mineral, las cepas fúngicas compatibles disponibles y la vegetación circundante. Las gramíneas del desierto, que también se asocian con micorrizas, influyen de manera determinante en el banco de propágulos del suelo (Figura 1).

Inecol. Figura 1. Welwitschia mirabilis junto a gramíneas autóctonas. En el árido ecosistema desértico, la vida bajo tierra interconecta a Welwitschia con la vegetación que la rodea. (Fotografía: Ing. Enrique Arias Jiménez).

Sin embargo, se aclara que la existencia de redes fúngicas compartidas no demuestra automáticamente una transferencia directa de recursos entre plantas vecinas en el campo [2].

En los ecosistemas desérticos, las lluvias breves e impredecibles abren ventanas de actividad biológica que reactivan el metabolismo de raíces y microorganismos, fenómeno conocido como el paradigma de pulso-reserva. Las respuestas microbiológicas ocurren en dos niveles principales (Figura 2):

  • Cambios funcionales: Aceleración del intercambio metabólico en cuestión de horas o días tras la lluvia.
  • Cambios estructurales: Modificaciones profundas en la diversidad de especies de hongos, las cuales requieren variaciones climáticas sostenidas durante años [3].
Inecol. Figura 2. El paradigma de Pulso-reserva. La micrografía muestra cómo las lluvias breves generan ventanas de actividad biológica (Imagen creada con GPAI).

Para ilustrar la diferencia entre las respuestas funcionales y estructurales en suelos áridos, un revelador experimento en el desierto de Sonora de exclusión artificial de lluvia demostró que alterar las precipitaciones modifica la composición estructural de la comunidad de hongos micorrícicos, dependiendo de las condiciones ecológicas iniciales de cada parcela [3]. Otro trabajo exhaustivo realizado en un pastizal del desierto de Chihuahua requirió de siete años de manipulación controlada de lluvia para observar cambios claros en los microorganismos, los cuales tardaron dos años completos en reaccionar a las nuevas condiciones hídricas [4]

La rizosfera de Welwitschia alberga una comunidad microbiana claramente distinta a la del suelo desnudo. Asimismo, se diferencia la presencia genética de hongos de una relación micorrícica plenamente funcional. En sitios donde la lluvia promedia solo 31 mm al año, la niebla costera del Atlántico (entre 50 y 90 eventos anuales) y el rocío activan la descomposición de hojarasca [5]. El análisis isotópico confirma que la precipitación profunda es la fuente principal de hidratación de Welwitschia, complementada estratégicamente por la niebla y el rocío superficial (Henschel et al., 2018).

La relación entre Welwitschia mirabilis y los hongos del suelo constituye una alianza dinámica y flexible ajustada a la disponibilidad fluctuante del agua en uno de los entornos más extremos del planeta.

Referencias

  1. Valverde, Á., Maayer, P. D., Oberholster, T., Henschel, J. R., Louw, M. K., & Cowan, D. A. (2016). Specific Microbial Communities Associate with the Rhizosphere of Welwitschia mirabilis, a Living Fossil. PLoS ONE, 11(4). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0153353
  2. Hausmann, N. T., & Hawkes, C. V. (2009). Plant neighborhood control of arbuscular mycorrhizal community composition. New Phytologist, 183(4), 1188–1200. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2009.02882.x
  3. Dickey, J. R., & Fordyce, J. A. (2024). Greater change in arbuscular mycorrhizal fungal richness as a response to short-term rainfall exclusion across the North American monsoon season. Elementa Science of the Anthropocene, 12(1). https://doi.org/10.1525/elementa.2022.00116
  4. Bell, C. W., Tissue, D. T., Loik, M. E., Wallenstein, M. D., Acosta‐Martínez, V., Erickson, R. A., & Zak, J. C. (2014). Soil microbial and nutrient responses to 7 years of seasonally altered precipitation in a Chihuahuan Desert grassland. Global Change Biology, 20(5), 1657–1673. https://doi.org/10.1111/gcb.12418
  5. Jacobson, K., van Diepeningen, A., Evans, S., Fritts, R., Gemmel, P., Marsho, C., Seely, M., Wenndt, A., Yang, X., & Jacobson, P. (2015). Non-Rainfall Moisture Activates Fungal Decomposition of Surface Litter in the Namib Sand Sea. PLoS ONE, 10(5), e0126977.   https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126977
  6. Henschel, J. R., Wassenaar, T. D., Kanandjembo, A., & Marais, E. (2018). Welwitschia mirabilis relies mainly on rain, not fog, in the central Namib Desert. Journal of Arid Environments, 158, 48–55. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2018.07.009

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

Figura 2. El paradigma de Pulso-reserva. La micrografía muestra cómo las lluvias breves generan ventanas de actividad biológica (Imagen creada con GPAI).

1 Red de Biodiversidad y Sistemática. Instituto de Ecología, A.C. (INECOL).

2 Departamento de Biotecnología y Bioquímica, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados

del IPN-Irapuato (CINVESTAV-Irapuato).

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