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jueves, 14 de enero de 2021

Un trío descompensado: plantas, hongos e insectos parasitados

 

Una larva muerta por infección de Metarhizium. Foto.

Como escribí en este artículo, no se puede hablar de plantas terrestres sin hablar de hongos. La gran mayoría de las especies de plantas terrestres dependen de las interacciones con hongos para sobrevivir. Esta relación mutualista se conoce como micorriza. El micelio de los hongos coloniza el sistema radicular de las plantas y las ayudan a adquirir nutrientes como nitrógeno y fósforo. A cambio, la mayoría de las plantas fotosintéticas pagan a sus simbiontes micorrícicos con carbohidratos.

Cada vez estamos más seguros de que las vidas de las plantas y los hongos están inextricablemente unidas y probablemente lo hayan estado desde que aparecieron los primeros organismos terrestres. A medida que se investiga aparecen nuevos ingredientes. Como en los vodeviles y en las comedias de enredo, lo que parecía un dúo es en realidad un trío. Veamos las relaciones establecidas entre plantas, insectos y hongos del género Metarhizium.

Las especies de este género son fundamentalmente patógenos de insectos, cuyo letal mecanismo de infección es similar la “viagra del Tíbet”: invaden los cuerpos de los insectos que habitan en el suelo, los matan desde el interior y absorben los nutrientes, sobre todo nitrógeno, del cuerpo de sus desdichadas víctimas. Aunque son extremadamente eficaces obteniendo nitrógeno de los insectos, no pueden acceder fácilmente al carbono que necesitan para sobrevivir. Ahí es donde entran las plantas.

A pesar de su relativa simplicidad estructural (si se compara con la de los animales) las plantas son expertas en producir compuestos a base de carbono. A través de la fotosíntesis, rompen las moléculas de CO2 y las convierten en azúcares ricos en carbono. Sin embargo, necesitan nitrógeno para hacerlo.

Casi el 80 % del aire que respiramos es nitrógeno, el elemento más abundante en la atmósfera, que es vital para nuestra existencia, porque, entre otras cosas, es un componente esencial de ácidos nucleicos y aminoácidos. A pesar de su abundancia en la atmósfera, para nuestra desgracia y para la de las plantas el nitrógeno es inerte y no interactúa con otros elementos.

Cuando respiramos, el nitrógeno penetra en los pulmones y vuelve a salir de inmediato sin provocar reacción alguna salvo la de servir como agente diluyente del oxígeno en la respiración. Para que nos resulte útil (a los animales y a las plantas) debe adoptar otras formas más reactivas, como el amoniaco, y son las bacterias las que hacen ese trabajo para nosotros, fijándolo y transformándolo en nitratos para que pueda ser absorbido por las plantas en uno de los ciclos fundamentales para el mantenimiento de la vida.

Representación del intercambio entre un Metarhizium endofítico en su planta huésped a la que suministra nitrógeno obtenido de la larva al tiempo que recibe a cambio carbohidratos fotosintetizados.



En los últimos años, los científicos que estudian la relación entre Metarhizium y las plantas han descubierto que se ha desarrollado un intercambio fascinante y ecológicamente importante entre estos organismos. Cuando las plantas reciben una cantidad adecuada de nitrógeno, muchas especies producen carbohidratos en exceso. Sus socios fúngicos son los que se benefician de esto, porque esos carbohidratos en exceso alimentan a los hongos micorrícicos de esas plantas.

Usando isótopos de carbono y nitrógeno, los científicos han demostrado que matar y comer insectos no es la única forma que emplean las especies de Metarhizium para sobrevivir. Además de devorar insectos, los Metarhizium también forman relaciones micorrícicas con las raíces de numerosas especies de plantas herbáceas. Así obtienen carbohidratos.

Sin embargo, las plantas no regalan los productos de la fotosíntesis así como así. A cambio, los hongos les proporcionan parte del nitrógeno que obtuvieron al infectar y digerir a sus presas. Cuando rastrearon el camino de los isótopos de carbono y nitrógeno entre hongos y plantas, los investigadores descubrieron que los hongos suministraban directamente a las plantas el nitrógeno obtenido de los insectos parasitados.

Tampoco debe extrañarnos demasiado. Después de todo, así es más o menos cómo funcionan la mayoría de las interacciones micorrícicas. Sin embargo, el hecho de que un hongo que mata insectos esté transfiriendo nitrógeno de un insecto a la planta directamente, revela una vía desconocida en el ciclo del nitrógeno.

Metarhizium es un género de hongos extremadamente común y muy extendido, por lo que es probable que estas relaciones no sean exclusivas de las plantas utilizadas en estas investigaciones. Es importante recordar que este tipo de relaciones son beneficiosas tanto para las plantas como para los hongos.

Ambas partes se benefician del mutualismo. No podemos olvidar que, como las plantas, los hongos son organismos que luchan por sobrevivir el tiempo suficiente para que sus genes pasen a la siguiente generación. Los mutualismos no son altruistass. Son intercambios mutuos que benefician a ambas partes.

Si les pudiéramos preguntar a los insectos, no opinarían lo mismo. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.