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Bosques tropicales y hongos

Un nuevo estudio desarrollado en Barro Colorado analiza las interacciones entre los hongos y semillas para entender la supervivencia y crecimiento en bosques tropicales.

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El estudio se realiza en la isla Barro Colorado. El estudio se realiza en la isla Barro Colorado.
El estudio se realiza en la isla Barro Colorado.

Los bosques tropicales albergan la gran mayoría de especies de plantas que existen en el planeta. Una diversidad tan alta de vegetación ha sido el norte a seguir de múltiples investigaciones científicas y una de las más recientes se desarrolla en la isla Barro Colorado, Panamá, e intenta establecer el papel de los hongos la ecuación.

El estudio, a cargo de científicos del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), descubrió una de las claves para entender la diversidad de árboles en el trópico al analizar las interacciones entre hongos y semillas.

Carolina Sarmiento, becaria del STRI y autora principal del estudio, lo explica: “A pesar de un sinnúmero de especies disponibles para elegir, los hongos y las semillas tropicales se asocian de manera selectiva. Dependiendo de la especie de semilla con la que se asocia, un hongo puede matarla, retardar su desarrollo o, por el contrario, ayudar a su germinación”.

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Bosques tropicales y hongos

El estudio empezó en 2012 cuando los científicos enterraron miles de semillas de nueve especies de árboles en Barro Colorado. “Dentro del estudio incluimos datos que recolectamos luego de un año después del enterramiento, aunque luego de eso tuvimos que esperar varios meses para darle tiempo a los hongos de que crecieran en cultivo y posteriormente realizar la identificación molecular. En total, los datos incluyen reportes de hongos aislados provenientes de 8 mil 335 semillas analizadas, mil 460 hongos aislados y unas 200 cepas de hongos distintos. En nuestro estudio se reportaron hongos asociados con las semillas de nueve especies de árboles tropicales”, detalla Sarmiento de la investigación que fue publicada recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Existe una selectividad de las semillas o cierta afinidad para asociarse con un grupo particular de hongos, resume Sarmiento y añade: “Todavía no hemos descubierto por qué los hongos actúan de formas distintas, dependiendo de cuál especie de semilla infectan, pero estas respuestas son cruciales para entender su supervivencia y crecimiento en bosques tropicales”.

LOS HONGOS, ÁRBITROS DEL BOSQUE

La mayoría de los trabajos científicos que se han interesado en las asociaciones entre plantas y hongos se han enfocado en plantas jóvenes o en individuos adultos o en órganos como raíces y hojas.

A nivel de las semillas también se han hecho análisis, pero el nuevo estudio sobre interacciones de hongos y semillas en Barro Colorado, incluyó por primera vez varias especies de semillas. Nueve en total.

Con ellas se hicieron experimentos de enterramiento en diferentes parcelas en el bosque y se dio seguimiento a las semillas por varios meses después de que entraron en contacto con el suelo.

“Esto nos permitió hacer conclusiones un poco más amplias sobre los factores que determinan la estructura de las comunidades de hongos que se asocian con las semillas. Hasta donde tengo conocimiento, es la primera vez que se hacen experimentos de inoculación en el laboratorio con varias especies de semillas y de hongos para estudiar el efecto de algunos hongos sobre la germinación de las semillas”, destaca Carolina Sarmiento, becaria del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y autora principal de la investigación pionera.

El estudio ha evaluado desde 2012 diferentes aspectos para describir las comunidades de hongos encontradas en las semillas enterradas, entre ellos la especie de planta/semilla de la cual se aisló, el tiempo que permaneció la semilla en el suelo del bosque (que en el experimento fue de un rango de entre 1 y 12 meses), el lugar en el cual se enterró la semilla (cinco parcelas diferentes en la isla Barro Colorado) y el estatus de viabilidad de la semilla en el momento en el que fue recuperada del suelo (es decir, si la semilla estaba viva o muerta).

“De estos, la especie de semilla resultó ser la característica más fuerte que describe los grupos de hongos que se asocian con las semillas, es decir que cada especie de semilla se asocia con un grupo distinto de hongos, así se encuentren muy cerca unas de otras”, explica Sarmiento.

Los científicos procederán con más estudios para conocer más de la interacción entre hongos y semillas en el bosque. CORTESÍA Expandir Imagen
Los científicos procederán con más estudios para conocer más de la interacción entre hongos y semillas en el bosque. CORTESÍA STRI

Luego del experimento en campo, los científicos continuaron el análisis en laboratorio e invernadero, inoculando las diferentes especies de semillas con cuatro hongos diferentes que habían aislado previamente en el campo y haciendo pruebas de germinación. Sarmiento afirma que el resultado fue sorprendente: “Un solo hongo tiene efectos diferentes en diversas especies de semillas. Es decir, aunque un mismo hongo sea capaz de colonizar varios tipos de semilla, el efecto en cada una es diferente. Por ejemplo, un hongo determinado puede matar a una semilla, mientras que a otra especie de semilla podría ayudar a que germine más rápido que las semillas en control (las cuales no fueron inoculadas con ningún hongo).

Sarmiento prosigue: “Estos hongos estudiados son microscópicos y viven en el suelo del bosque, por ejemplo uno de los hongos, Nigrospora sp. mató al 40% de las semillas de balso, mientras que hizo que las semillas de jordancillo germinaran mucho más que las semillas de esta misma especie que no habían sido inoculadas con ningún hongo. Este resultado tiene consecuencias importantes para los bosques, si estas asociaciones con hongos tienen efectos diferentes según el tipo de semilla, esto podría hacer que en un lugar determinado haya, por ejemplo, más plantas de cierta especie o que una determinada especie de planta no sea tan abundante en un lugar específico”.

O como lo resumió James Dalling, investigador vinculado al proyecto y profesor de la Universidad de Illinois en Urbana Champaign, Estados Unidos: “Al afectar benéficamente a unas especies, mientras que evitan la regeneración de otras, los hongos podrían ser los árbitros últimos de la lucha por la existencia en los bosques tropicales”.

¿Qué sigue en esta investigación? Ahora los científicos están empezando otro experimento de enterramiento para entender mejor cuál es el efecto de la cercanía de árboles de la misma especie sobre las comunidades de los hongos que se asocian con las semillas. “Se sabe que en plántulas e individuos juveniles la cercanía con árboles de la misma especie tiene un efecto negativo en la sobrevivencia de estas plantas y se cree que la razón es la presencia de patógenos específicos. Aunque nuestro estudio sugiere que este mecanismo también podría estar actuando incluso antes de la germinación de las semillas, no hay datos de campo para comprobar si hay un efecto de la cercanía de árboles de la misma especie sobre las comunidades de hongos que se asocian con las semillas cuando estas son dispersadas naturalmente en el bosque tropical”, comenta Sarmiento.

Y otra pregunta que intentarán responder con el desarrollo del estudio es si estos hongos que las semillas adquieren en el suelo permanecen en la plántula luego de la germinación y si esto tendría un efecto a largo plazo.

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