Es de todos sabido que los suelos albergan una inmensa y desconocida diversidad de organismos, aunque este universo subterráneo todavía guarda muchos secretos. Las últimas investigaciones han descubierto lo relevantes que son los procesos biológicos del suelo para el funcionamiento de los ecosistemas subterráneos. Pero también son muy importantes en los ecosistemas aéreos. Por supuesto también existe un efecto directo en las funciones de crecimiento y defensa de las plantas.
Descubriendo Secretos.
Los defensores de los suelos vivos seguimos luchando por descubrir patrones que permitan definir la forma en que los organismos del suelo ejercen efectos sobre las plantas. Quizás sea un error de enfoque tratar de definir unos patrones frente a la complejidad de los procesos ecológicos. A menudo nos hemos limitado a realizar experimentos algo reduccionistas. Limitamos así las interacciones potenciales a unos pocos organismos seleccionados. Al hacerlo, sólo obtenemos conclusiones sobre relaciones fundamentales.
Por ejemplo, la presencia de microbios específicos del suelo puede afectar fuertemente el crecimiento de las plantas. Estos microbios proporcionan nutrientes, producen hormonas o proporcionan alivio del estrés.
Funciones de crecimiento y defensa de las plantas.
AL trabajar viñedos viejos, nos encontramos con plantas que tienen un gran potencial. Pero al encontrarnos suelos enormemente contaminados, este potencial se ve reducido a su mínima expresión. Las plantas que encontramos se encuentran tremendamente sensibles a las adicciones que el suelo ha soportado. El uso indiscriminado de herbicidas y fertilizantes ha generado un ecosistema inerte. Las plantas desarrollaban sus funciones de crecimiento y de defensa pasivamente, al abrigo de los aportes de nutrientes y fitosanitarios incorporados.
Las funciones de crecimiento y de defensa de las plantas son procesos que consumen muchos recursos. Son estas funciones las que deseamos recuperar para que la planta y su entorno sea natural. Se han desarrollado muchos conceptos para estudiar estos recursos; sin embargo, apenas se ha considerado el papel de los procesos ecológicos del suelo en tales compensaciones entre crecimiento y defensa.
En un artículo recientemente publicado en New Phytologist, utilizando la teoría ecológica y un elegante diseño experimental, se ha probado cómo las comunidades que comprenden tres grupos diferentes de microorganismos del suelo, por sí solas e interactivamente, pueden afectar las relaciones entre el crecimiento y la defensa de las plantas.
Los tratamientos microbianos del suelo no afectaron ni al crecimiento de las plantas ni a la producción de metabolitos secundarios cuando se consideraron individualmente. Los efectos solo aparecieron al observar la relación entre ambos.
Este trabajo es uno de los primeros en demostrar que la biota del suelo puede modular las relaciones entre el crecimiento y la defensa de las plantas y agrega una pieza importante al rompecabezas de comprender las interacciones planta-suelo en general.
Las Plantas, sus recursos y su rendimiento.
Las plantas asignan recursos tanto a su crecimiento como a la defensa del enemigo. La cantidad de recursos invertidos en el crecimiento o la defensa varía ampliamente entre los grupos funcionales de las plantas. Para las plantas de ciclo corto que necesitan ocupar rápidamente el espacio de nicho disponible, la inversión de recursos en el crecimiento es fundamental; mientras que para las plantas más tardía, la resistencia a las plagas puede volverse más crucial.
Las comunidades microbianas del suelo también experimentan patrones de sucesión con comunidades. A menudo dominadas por bacterias en las primeras etapas de sucesión y más comunidades dominadas por hongos en las últimas etapas de sucesión. Además, las especies de plantas se pueden clasificar en diferentes grupos funcionales, como gramíneas y herbáceas, según su influencia en el proceso del ecosistema.
Estrategias de Crecimiento y Defensa de las Plantas.
Como el crecimiento y la defensa de las plantas son procesos que consumen muchos recursos, las compensaciones entre las estrategias de crecimiento y defensa entre las plantas son comunes.
Se han desarrollado muchos conceptos y modelos para comprender y predecir tales compensaciones; sin embargo, hasta la fecha, apenas se ha considerado el papel de los procesos ecológicos del suelo en tales compensaciones entre crecimiento y defensa.
En recientes estudios se ha observado que las comunidades microbianas del suelo también se derivaron de dos etapas distintas de sucesión de campos. Las plantas de sucesión temprana se combinaron con microbios de sucesión temprana y plantas de sucesión media con microbios de sucesión media.
En las primeras comunidades (más tempranas), las relaciones crecimiento-defensa eran en su mayoría negativas. No se veían afectadas por los tratamientos biológicos del suelo.
En las comunidades de plantas de ciclo medio, los grupos microbianos del suelo por sí solos mostraron una relación positiva entre el crecimiento y la defensa.
Sin embargo, la presencia de hongos (más tardíos) eliminó esta relación positiva, pero solo cuando interactúan con bacterias o protozoos. Este patrón se confirmó en las comunidades de gramíneas y herbáceas.
Diferentes Enfoques.
La interpretación de los resultados es complicada pero propone diferentes enfoques. El trabajo futuro debería incluir evaluaciones de las consecuencias funcionales de las relaciones observadas.
La multitud de estudios ecológicos planta-suelo provienen de dos direcciones:
- Desde un enfoque reduccionista de abajo hacia arriba que utiliza muy pocas interacciones de especies en condiciones controladas.
- Desde un enfoque de arriba hacia abajo que intenta encontrar patrones mediante el estudio de ecosistemas complejos de planta-suelo.
Nos enfrentamos pues a un estudio que abarca gran complejidad de los procesos ecológicos. Pueden observar y analizar relaciones importantes entre la biota del suelo en las comunidades de plantas en su entorno del mundo real.
En el otro extremo del espectro se encuentran los estudios de modelos manipulativos de abajo hacia arriba con una complejidad muy reducida. Estos pueden identificar relaciones causales pero no reflejan necesariamente las condiciones en entornos naturales debido a la gran complejidad de los sistemas ecológicos. Pueden conllevar una toma de decisiones errónea en la gestión de nuestros suelos.
La Relación de las Comunidades Microbianas.
Investigar la interacción de las comunidades microbianas del suelo derivadas de diferentes reinos en las comunidades de plantas nos permite ir más allá.
La cuestión de cómo los organismos del suelo afectan el rendimiento de las plantas y sus funciones de crecimiento es de relevancia especialmente en entornos agrícolas. El manejo de la biota del suelo se considera un enfoque clave para mejorar la sostenibilidad de la producción de cultivos. Se ponen grandes esperanzas en los inoculantes microbianos del suelo para mejorar el rendimiento de los cultivos o inducir la defensa de las plantas. Así conseguiremos reducir la aplicación de agroquímicos, como fertilizantes y pesticidas. Además de resultar una estrategia positiva para el entorno, en un momento de escalada de precios, resulta clave desde el punto de vista económico.
El crecimiento vigoroso y equilibrado de las viñas es una característica deseada pero también lo es una alta resistencia a las enfermedades. Por lo tanto, comprender las compensaciones entre crecimiento y defensa y cómo la biota del suelo puede modularlas resulta clave.
La importancia del enfoque de nuestros estudios.
Estos estudios resaltan la importancia de considerar las interacciones entre diferentes grupos microbianos al investigar las relaciones planta-suelo. El conocimiento ecológico del suelo basado en la investigación de los efectos de un solo grupo microbiano en las plantas resulta incompleto.
Los resultados son fascinantes porque muestran que todavía hay una plétora de descubrimientos emocionantes que esperan ser realizados por la comunidad de investigadores. El conocimiento de estos procesos nos permitirá conseguir ecosistemas más robustos, mayor biodiversidad, y un fruto más equilibrado y complejo.