No todo sobre diversidad: ¿qué impulsa el microbioma raíz invisible?

 Los descubrimientos recientes están demostrando que varias enfermedades, incluido el cáncer y los trastornos autoinmunes, están influenciadas por procesos en el microbioma intestinal humano. Al igual que los humanos, las plantas actúan como huéspedes de una asombrosa cantidad de diversidad microbiana dentro y alrededor de sus cuerpos, conocida como  microbioma . El microbioma asociado a las raíces fue fundamental en la evolución de las plantas y es la base de la salud del suelo y los ecosistemas.

Evaluación del impacto de la agricultura en los hongos del suelo

Un componente clave del microbioma de la raíz son los hongos micorrízicos arbusculares (AMF) (ver blog anterior ) que están presentes en casi todos los tipos de suelos del mundo. En general, se considera que su abundancia es un indicador de la resistencia de las plantas al estrés ambiental y antropogénico. Existe una creciente evidencia de que la intensificación agrícola reduce la abundancia, diversidad y complejidad de la red de HMA, mientras que la agricultura orgánica y de conservación apoya la HMA y una mayor resiliencia ecológica. Sin embargo, el conocimiento actual proviene principalmente de estudios primarios en países templados o de instalaciones artificiales, como invernaderos o experimentos de bioinoculación.

Con ese fin, un equipo conjunto de investigadores de la Alianza de Bioversity International y el CIAT, el Laboratorio de Plantas y Suelos de la Universidad de Amberes y la Unidad de Inteligencia Artificial para Agricultura Inteligente del Centro Leibniz de Investigación del Paisaje Agrícola (ZALF) sintetizó casi una miles de estudios primarios de todo el mundo con el  fin de evaluar el efecto comparativo de diferentes prácticas agrícolas (incluido el uso de fertilizantes, tipos de sistemas de cultivo, labranza, cultivos de cobertura, etc.), los factores climáticos y del suelo sobre la abundancia de HMA que se encuentran en las raíces de cultivos cultivados en condiciones de campo.

Lo que hemos encontrado hasta ahora: factores influyentes

Los resultados preliminares indican que los principales factores que influyen en la abundancia de HMA en todo el mundo son la  aplicación de fertilizantes con fósforo, el predominio de los monocultivos, la temperatura y el pH del suelo.. Esto significa que una pequeña aplicación de fertilizante a base de fósforo, como el DAP (fosfato de diamonio) ampliamente utilizado, puede causar una caída exponencial en la abundancia de HMA, y la tendencia negativa también está asociada con la disminución de la temperatura media anual y el pH del suelo. Por otro lado, parece que un enfoque de cultivo más convencional (mantener un tipo de cultivo en lugar de diversificar la elección) favorece la abundancia de HMA. Además, existe evidencia de que prácticas agroecológicas como la aplicación de fertilizantes orgánicos en lugar de inorgánicos, la inclusión de leguminosas y plantas tolerantes a la sequía en la rotación de cultivos y una baja intensidad de labranza contribuyen a aumentar la abundancia de HMA.

Por lo tanto, la forma en que los agricultores eligen los cultivos puede ser crucial para la simbiosis micorrízica. Si el aumento de la diversidad de cultivos a lo largo del tiempo y el espacio parece aumentar la biodiversidad subterránea, lo contrario podría estimular la abundancia de HMA: en campos menos diversos, los HMA pueden desarrollar rasgos adaptativos cooperativos destinados a una colonización más rápida

Comprender la relación entre la agrobiodiversidad y los hongos micorrízicos

Sí, lo leíste bien: los HMA parecen florecer cuando tienen un solo cultivo para colonizar, es decir, los monocultivos podrían en realidad fomentar estos organismos subterráneos. Pero, ¿por qué: se debe a los efectos heredados en el suelo oa una degeneración del conocido mutualismo micorrízico en una forma de parasitismo? Debemos tener en cuenta que las simbiosis pueden manifestarse como mutualismo, comensalismo o parasitismo dependiendo de las condiciones bióticas y abióticas de las condiciones de cultivo. Parece haber algo de verdad en la cita de Frederick Lenz "la simbiosis es un reflejo mucho más elevado de la vida inteligente", porque hay más micorrizas de lo que se ve a simple vista.

Los enfoques agroecológicos actuales apuntan a incorporar la biodiversidad y aprovechar todo el potencial de los procesos naturales, lo que permite la reducción de insumos sintéticos para apoyar la salud del suelo y, al mismo tiempo, garantizar alimentos para una población en crecimiento. Nuestros resultados hasta ahora hablan de esto, excepto por el papel de la diversidad de cultivos, que generalmente se considera que fomenta la biodiversidad del suelo. Esto no debe tomarse como obvio en las discusiones agroecológicas: se necesitan más investigaciones para comprender la relación entre la agrobiodiversidad y la abundancia de HMA. La diversificación de cultivos en general podría aumentar la productividad y la eficiencia en el uso de recursos, pero los efectos complejos de tal diversidad en las interacciones simbióticas en el microbioma raíz invisible están lejos de ser claros. Nuestro estudio espera descubrir respuestas que puedan aclarar la compleja relación planta-raíz-microbioma,

Este blog refleja un estudio en curso. Los resultados estarán disponibles en los próximos meses. 

Esta investigación se lleva a cabo gracias al apoyo financiero del Ministerio Federal Alemán de Cooperación Económica y Desarrollo (BMZ), encargado por la Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) a través del Fondo de Investigación Agrícola Internacional (FIA), Programa de Investigación CGIAR sobre Agua, Tierra y Ecosistemas (WLE) y el Consejo Indio de Investigación Agrícola (ICAR).