Relación entre hongos y arbustos bajo tierra: una simbiosis que permite la vida en el desierto

En el Desierto de Atacama la hiperaridez es una condición permanente. Sin embargo, este ecosistema al norte de Chile, alberga una gran diversidad de flora y fauna, incluyendo decenas de especies de arbustos que sobreviven a largas temporadas de sequía y escasos pulsos de lluvia. 

Plantas como el cachiyuyo (Atriplex clivicola), Chorizanthe desertícola, o el cacho de cabra (Skytanthus acutus), se mantienen con vida durante años, aunque muchas de sus hojas y copas se vean complementan secas. Lo que ocurre es que las plantas no están solas. Bajo tierra y específicamente en sus raíces, un grupo de hongos microscópicos ayudan a la supervivencia de la vegetación, entregándole nutrientes y protección, en medio del estrés ambiental y la falta de agua.

Este vínculo no es nuevo. Hace más de 400 millones de años que existe una estrecha relación entre plantas y hongos. Sin embargo, esta simbiosis no había sido estudiada tan profundamente en ecosistemas áridos e hiperáridos como el desierto de Atacama, el más seco del mundo. 

Con el fin de abordar este vacío, un reciente estudio desarrollado por investigadores del Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB), y del Laboratorio de Ecología del Desierto, de la Universidad de La Serena, exploró las estrategias ecológicas de 32 especies de arbustos característicos de esta zona. El estudio, publicado en la revista Frontiers in Plant Science contempló vegetación presente en la zona costera del desierto, entre el Parque Nacional Bosque Fray Jorge, Región de Coquimbo, y el Parque Nacional Pan de Azúcar, en la Región de Atacama. 

“Específicamente, la investigación buscó evaluar el rol de los hongos micorrízicos en la estrategia de crecimiento y adquisición de recursos o alimentos por parte de los arbustos. Todo esto, considerando que muchas veces lo único que permanece vivo en el desierto es lo que existe bajo tierra. Esto nos habla de que las estrategias de las plantas para soportar la sequía son realmente increíbles”, destaca Cristián Delpiano.

Ayudantes microscópicas

Las micorrizas son un grupo de hongos microscópicos, que viven dentro de las raíces de las plantas, y producen ciertos compuestos que les permiten incorporar nutrientes que ellas por sí solas no podrían. “Es como nuestra flora bacteriana, que nos ayuda a extraer los nutrientes de ciertos alimentos. Esta relación es recíproca y el hongo también se beneficia, recibiendo azúcares de la planta”, señala el investigador del IEB.

El científico destaca que lo más interesante del estudio fue demostrar que todos los arbustos explorados tenían una relación simbiótica con micorrizas, incluyendo siete especies de plantas que según la literatura, no tenían este vínculo con los hongos.

“Aún sabemos casi nada de lo que ocurre bajo tierra, lo que en otras palabras, es la mitad de toda la historia. Y si consideramos la poca información que hay sobre el desierto más árido del mundo, el estudio es más relevante todavía”, menciona.

Andrea Loayza, investigadora del IEB y coautora del estudio, también comenta sobre estos hallazgos. “No esperábamos este resultado. Fue una sorpresa encontrar que todos los arbustos tenían asociaciones con micorrizas. Todo ello nos está diciendo que ésta es una estrategia de las raíces y de las especies mismas para sobrevivir y adaptarse a estos ambientes. Esta extrema aridez empuja a las plantas a hacer cosas extremadamente distintas a las que esperaríamos”.

En zonas áridas no sólo el agua es un recurso limitante para las plantas, sino también, la falta de nutrientes en el suelo, como el nitrógeno y el fósforo. Es por ello que las micorrizas harían más eficaz la captura de alimentos, facilitando su entrega a la raíz de la planta. De esta manera, bajo tierra existiría un gran almacén para las plantas, que debe ser administrado eficazmente. Todo esto, sabiendo además que la mayoría de arbustos del desierto son especies longevas, que necesitarán nutrirse durante largos años. 

En ese contexto, Delpiano destaca que estos hallazgos demuestran que las micorrizas tendrían más de una función benéfica para las plantas, ayudando no solo en la entrega de nutrientes, sino también en la protección, y en el crecimiento y longevidad de las raíces.

El científico advierte que hay razones evolutivas en ello. Las especies con raíces más gruesas, tendrían un origen más antiguo, y dependerían fuertemente de la simbiosis con las micorrizas. En cambio, los arbustos con raíces más delgadas, serían más jóvenes en términos evolutivos y tendrían menor dependencia de estos hongos, permitiendo una rápida adquisición de nutrientes. 

Andrea Loayza destaca que mientras más fina es la raíz ésta puede absorber más rápido los recursos. Sin embargo, al tener menor consistencia, la planta también podría morir más rápido.  “Las raíces más gruesas en cambio, que albergan más micorrizas, son más resistentes, pero tienen menos capacidad de asimilar recursos más rápido. Eso también era algo inesperado”, describe la investigadora. 

¿De qué otra forma se entrega protección a los arbustos? “Es posible que la presencia de micorrizas induzca a que la planta genere un tejido más eficiente para la adquisición de recursos o que haga trabajar menos a la raíz, haciendo que ésta tenga un menor gasto de energía. Otro punto, es que la micorriza genere defensas contra patógenos, como una especie de sistema inmunológico”, detalla Cristián Delpiano.   

Finalmente, el científico destaca la relevancia de seguir estudiando y comprendiendo el rol de la colaboración en la naturaleza, entendiendo además, que el desierto es un ecosistema altamente vibrante, diverso, resiliente y un verdadero laboratorio natural para entender cómo los organismos y plantas pueden vivir y adaptarse en ambientes de estrés. 

“Creo que este estudio aborda hallazgos bastante románticos. Las plantas no pueden hacer el trabajo solas y el vínculo de ellas con el suelo y sus microorganismos, son relaciones que llevan millones de años. Por eso es que conocer las estrategias de las plantas para sobrevivir es una línea que queremos seguir explorando”, puntualiza.