Por: Nguyen Esmeralda López Lozano
Uno de los emblemas de las zonas áridas son las cactáceas, esas plantas suculentas que nos maravillan por sus formas atípicas que claramente reflejan su adaptación a los lugares que habitan. Aunque sus caprichosas formas y su fisiología contribuyen a que sean altamente tolerantes a diferentes tipos de estrés, algunos estudios han mostrado que los microorganismos asociados a ellas podrían también facilitar su adaptación al hábitat, incluso ante la presencia de metales pesados (Carabalí et al., 2019; Carabalí et al., 2020).
Los microorganismos fueron las primeras formas de vida del planeta, por lo que ya estaban presentes en los ecosistemas cuando las plantas evolucionaron, así que las han acompañado a lo largo de toda su historia. Al tener una relación tan antigua y estrecha, cualquier planta posee un tesoro invisible al ojo humano, un conjunto de millones de microorganismos, principalmente hongos y bacterias que habitan en todos sus rincones, incluyendo el interior de sus tejidos. Por mucho tiempo se pensó que estos microorganismos colonizaban a las plantas a partir del suelo donde germinaban las semillas y que otros llegaban arrastrados por el viento. El surgimiento de herramientas cada vez más precisas de análisis, basadas en técnicas moleculares, nos revelaron otra fuente importante de microorganismos: la planta madre. Cuando una semilla germina una parte de su microbiota ya está presente (Figura 1), durante el crecimiento de la planta estos microorganismos pueden migrar hasta las partes aéreas, colonizar las semillas y nuevamente transmitirse a la siguiente generación. Estos microorganismos son los cimientos sobre los que se ensamblará el resto de la microbiota que proviene del ambiente; conocerlos va más allá de una simple curiosidad: imaginemos qué tan importantes deben ser si están presentes y activos en una de las etapas más riesgosas en la reproducción de las plantas. Su presencia es particularmente crítica en especies de plantas que viven en zonas áridas y semiáridas, en las que las condiciones precisas de germinación se dan en periodos de tiempo muy cortos, y en los que las plántulas tienen que establecerse en el suelo rápidamente para asegurar su supervivencia sin perecer ante las inclemencias del ambiente.
Recientemente, con mi grupo de trabajo exploramos los microorganismos presentes en las semillas de cuatro especies de cactus que habitan el sur del Desierto Chihuahuense (Figura 2). Esto nos permitió descubrir que hay una riqueza de bacterias y hongos en las semillas mayor a la esperada, resultando una mezcla enigmática de patógenos potenciales y microbios benéficos (Mascot et al., 2021). Si bien las semillas podrían ser un vector para la transmisión de patógenos vegetales, la mayoría de los microorganismos que identificamos se asociaron con procesos benéficos para la planta: movilizar nutrientes hacia la planta, simular las señales químicas de las plantas para inducir la germinación y el desarrollo, inhibir el crecimiento de patógenos (Figura 3), e incrementar la tolerancia a salinidad y sequía.
El legado microscópico de las semillas de cactáceas, es un baluarte que resguarda una parte de la adaptación al estrés ambiental de estas especies vegetales. Entender este legado permitirá lograr un mejor manejo de sus poblaciones con fines de conservación, cultivo en invernadero y reintroducción en ambientes naturales. Esta perspectiva alentadora nos motiva a continuar con este tipo de investigaciones.
Referencias
- Carabalí MMS, García-Oliva F, Páez LEC, López-Lozano NE (2019). The response of candy barrel cactus to zinc contamination is modulated by its rhizospheric microbiota. Rhizosphere 12:100177.
- Carabalí MMS, García-Oliva F, Páez LEC, López-Lozano NE (2020). Effect of Cadmium contamination on the rhizosphere bacterial diversity of Echinocactus platyacanthus. Rhizosphere, 13, 100187.
- Mascot-Gómez E, Flores J, López-Lozano NE (2021). The seed-associated microbiome of four cactus species from Southern Chihuahuan Desert. Journal of Arid Environments, 190, 104531.
Reseña de la autora
Nguyen Esmeralda López Lozano ecóloga microbiana ocupada en el conocimiento y conservación de las zonas áridas. Estudió Biología en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Realizó la Maestría en Ciencias Bioquímicas en el Instituto de Biotecnología y el doctorado en Ciencias Biomédicas en el Instituto de Ecología, ambos en la UNAM. Realizó una estancia posdoctoral en el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, en el grupo de Microbiología Ambiental. Desde el 2014 es catedrática CONACyT asignada a la División de Ciencias Ambientales del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICyT) y pertenece al Sistema Nacional de Investigadores Nivel I. Actualmente su grupo de investigación tiene tres líneas principales:
1) Ensamblaje de microbiomas vegetales en zonas áridas
2) Microorganismos como bioindicadores del estado de los ecosistemas y en procesos de restauración.
3) Salud integral del suelo en sistemas naturales y manejados.