No.14 Amistosa Relación Planta-Hongos: Micorrizos
By Dr. Helgi Öpik | Ultimas Noticias No. 14 Septiembre 2009

 

Orchid plant dependent on mycorrhiza

            Muchos jardineros estarían horrorizados de saber que la mayoría de las plantas de su jardín tienen una infección de hongos en sus raíces. Los hongos tienen una mala reputación de causar enfermedades en las plantas; pero no todas las infecciones de hongos en las plantas son patogénicas (causa enfermedades). La infección a la cual me refiero es beneficiosa, una del tipo denominado simbiosis (vivir conjuntamente). En simbiosis, dos organismos viven en cercana asociación para beneficio de ambos. La asociación simbiótica entre las raíces de plantas con hongos (de muchas especies) se denomina micorriza, lo cual significa ‘raíz-hongo'.

 

Dactylorhiza maculataorquídea manchada, cerca del Lago Iseo, Italia. Ejemplo de una planta dependiente del Micorrizo. (Foto Copyright  © Helgi Öpik)

El micorrizo es una relación muy íntima.En algunos tipos (ectomicorriza), los hilos de hongos, los hifa, forman vainas alrededor de las puntas jóvenes de raíces y penetran en la raíz, creciendoentre las células vegetales. En la forma más comun (endomicorriza), sin embargo, los hifa de los hongos crecen justo dentro de las células y allí se ramifican tan profusamente que la masa de hongos en la célula se denomina un arbúsculo, lo cual significa "árbol pequeño". Se podría esperar que tal invasión matara la célula vegetal; pero las células de las raíces sobreviven. La entrada de los hongos micorrizos es un proceso más sutil que solamente digerir un hoyo, como lo haría cualquier patógeno.

La célula vegetal está rodeada por dos barreras; una pared celular y una membrana de plasma. La pared celular es una estructura fibrosa y resistente; al algodón y al lino lo forman las paredes celulares y también la madera. La membrana de plasma sin embargo, es una delicada estructura tan delgada que no puede verse bajo un microscopio ordinario, solamente bajo un microscopio electrónico. La pared no es una parte absolutamente vital de la célula, en el sentido de que en un laboratorio, las células vegetales pueden ser despojadas de sus paredes y mantenidas vivas, rodeadas solamente por la membrana de plasma - pero solamente bajo condiciones muy especiales, estériles y en un medio cuidadosamente seleccionado de sustancias químicas protectoras.  El hongo micorrizo produce sustancias las cuales aflojan la pared en el punto de contacto y los hifa del hongo apartan las fibras minúsculas de las paredes para lograr acceso a través de la pared; tal agujero en la pared no es fatal. La membrana de plasma es una estructura vital "viva" y dañarla resulta fatal. Toda célula viva sobre la tierra tiene una membrana de plasma. Pero el hongo no la penetra: a medida que los hifa ejercen presión sobre la membrana ésta se estira y crece. Imaginar al hongo creciendo como un dedo dentro de un guante de hule de membrana, el cual crece y se ramifica para acomodarlo. El hongo está físicamente dentro de la célula, pero fisiológicamente está afuera, la membrana de plasma todavía lo separa del contenido vivo dentro de la célula. Por lo tanto la célula puede sobrevivir.

             ¿Qué ofrece esta relación a sus dos socios? El hongo recibe nutrientes orgánicos de la planta, y la planta recibe agua y sales minerales del hongo. Los hifa del hongo dentro de la planta se conectan a una red profusa de hifa libres en el suelo, hilos finos con una superficie total enorme para la absorción de minerales y agua; el hongo así en efecto actúa como una extensión del sistema de raíces de la planta huésped. Nos enteramos del micorrizo cuando el hongo fuera de la planta entra en su etapa reproductiva y produce setas y honguitos, los cuales pueden formar un anillo regular alrededor del árbol. 

 

Mushroom ring of mycorrhizal fungus

 

Hongos, las estructuras físicas en fruta (portadores de esporas) de un hongo micorrizo, asociados a un árbol de roble, Newmiln (cerca Perth), Escocia. (Foto Copyright © Helgi  Öpik)

Muchos, sino todos de los hongos conspicuos bajo los árboles son micorrizos. Algunos son específicos a especies de árboles particulares, otros pueden vivir con varios árboles. Quizás la más famosa es el agarico de mosca rojo y blanco, Amanita muscaria, la cual forma micorrizos con el abedul y algunas otras especies de árboles.

 

fly Agaric

Hongos Amanita muscaria - agaric. (Foto Copyright © Michael Wood http://www.MykoWeb.com/)

 

Orchid plant dependent on mycorrhiza

Orquídea: Orchis palens. Ejemplo de una planta dependiente del micorrizo. (Foto Copyright  © Helgi Öpik)

Se ha conocido de la existencia de micorrizos por muchos años, pero se creía que era algo raro. En las últimas décadas se ha encontrado que

muchas de las plantas cultivadas en campos (en oposición a las cultivadas en laboratorios) tienen micorrizos. La mayoría de las especies vegetales pueden crecer sin ellos, pero los micorrizos son altamente beneficiosos, especialmente en suelos pobres en nutrientes. Los micorrizos son obligatorios para las orquídeas cultivadas en el suelo, las semillas de orquídeas ni siquiera germinan a menos que se infecten del hongo adecuado. La razón por la cual los micorrizos no fueron reconocidos como de amplia importancia por un largo período es que los trabajadores en los laboratorios generalmente suministran a sus plantas con abundantes soluciones de nutrientes, de manera que crecen muy bien aún sin el hongo. No hace falta el micorrizo. Pero en el mundo real donde la vida es dura y las plantas compiten por limitados suministros de nutrientes los micorrizos son muy importantes. El suministro de fosfato a la planta se incrementa particularmente por los micorrizos. Aún en culturas de laboratorio los micorrizos pueden mejorar el crecimiento. Se mejora la biodiversidad de las comunidades vegetales (Van der Heijden et al., 1998). También algunos aspectos de resistencia a la tensión en las plantas se mejora con la simbiosis con los hongos. En Florida, los agricultores de naranjas decidieron matar los patógenos de hongos al esterilizar el suelo. El resultado en los rendimientos de los cultivos fue desastroso - ¡habían eliminado los micorrizos! (Watling, 2001).

Se cree que la simbiosis es antigua; los fósiles de las primeras plantas terrestres, las cuales aparecieron hace 400 millones de años y ya son extintas, muestran células infectadas por hongos los cuales se parecen mucho a las estructuras de micorrizos vivientes de hoy día.

Mientras que los micorrizos pueden ofrecer alguna protección contra algunas tensiones en el ambiente, está sujeto a las tensiones. La lluvia ácida golpea a las plantas severamente a través de los micorrizos; la lluvia acidifica el suelo y aún si el hongo sobrevive se reduce su efecto sobre la planta ó se pierde del todo y se agrega la deficiencia de nutrientes a cualquier efecto directo de la lluvia ácida sobre las plantas.

Generalmente pensamos que las plantas son muy independientes, requiriendo para su existencia nutrientes muy sencillos, sin necesitar nada excepto luz, aire, agua y ciertos elementos minerales. Esto es absolutamente cierto. Pero bajo las condiciones naturales, si ‘ningún hombre es una isla', tampoco lo es una planta, y las plantas se benefician mucho nutricionalmente de la cercana relación simbiótica con microorganismos, i.e. hongos y también bacterias. Otra simbiosis de plantas, principalmente de la familia de los guisantes y frijoles, Fabaceae, (anteriormente denominadas Leguminosae) con bacterias fijadoras de nitrógeno es muy importante al proveer nitrógeno. Estas bacterias viven dentro de nódulos sobre las raíces de plantas e igual que los hifa de los micorrizos las bacterias están dentro de las células de las raíces, pero separados de los contenidos de la célula por la membrana de plasma de la célula.

                                         Inga root nodules

 

Nódulos de la raíz formados por bacterias en una plantita Inga. Al efectuar un examen microscópico se esperaría que también muestren micorrizos en las raíces. (Foto Copyright © Gaston Bityo, (VSD)), Cameroon 2009

Finalmente, los hongos NO son plantas. Se clasifican en el reino separado de Hongos y en términos evolutivos se relacionan probablemente más cercanamente al reino Animal que al reino Vegetal.

 

Referencias

Van der Heijden, M. G. A., Klironomos, J. N., Ursic, M., Moutogolis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., Wiemken, A. & Sanders, I. R. (1998). Mycorrhizal fungal diversity determines plant biodiversity, ecosystem variability and productivity. (La diversidad de hongos micorrizos determina la biodiversidad de las plantas y la variabilidad y productividad del ecosistema) Nature396, 69 - 72.

Watling, R. (2001). Mycorrhiza - what every plant should have. (Micorrizos - lo que toda planta debe tener) Plantlife, Autumn 2001, 10 - 11.

Nota: Este artículo se reproduce con modificaciones menores de un artículo publicado por el autor en elNewsletter of the Friends of the City of Swansea Botanical Complex, no.17 (2005).

Y especiales gracias a Michael Wood por su permiso para utilizar esta linda imagen de la mosca agarica.

 http://www.CaliforniaFungi.com/

http://www.michaelgrantwood.com/

Nota del Editor: Acerca del Inga

El éxito del Inga como árbol para cultivar en callejones depende de su relación simbiótica con ambos micorrizos y las bacterias de los nódulos de las raíces. Se encontró que la pérdida de fósforo del suelo talado y quemado fue la mayor razón de la rápida pérdida de fertilidad del suelo. Los micorrizos absorben el fósforo no utilizado, se lo pasan al árbol, y cuando el árbol se poda las hojas descompuestas que se dejan en los callejones donde se siembran los cultivos liberan el fósforo a las cosechas. El exceso se vuelve a absorber y así se repite el ciclo.

Collecting  Inga fruit

 

 

Se recoge fruta madura en un árbol de Inga crecido. (Foto  Copyright © Gaston Bityo, (VSD), Cameroon 2009)

Si los hongos crecen cuando hay micorrizos en el suelo debajo de los árboles me pregunto si pudiésemos asegurar si el micorrizo adecuado está presente en una plantación Inga al observar los honguitos. Aparentemente no se puede. Los Inga tienen ENDOmicorrizos (Pennington and Fernandes 1998), y los hongos endomicorrizos no son formadores de hongos. Los ectomicorrizos son los formadores de hongos.

 

                                       Young Inga edulis tree

 

Jóven árbol de Inga edulis en FunaVid, Honduras. (Foto Copyright © Tiiu Miller 2009)

Referencia

Pennington, T.D.y Fernandes E.C.M. The Genus Inga:  Utilization (Utilización del Inga) The Royal Botanic Gardens, Kew 1998