Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco

Los microbios del desierto pueden ayudar en la lucha contra el cambio climático

Written by:

Maria Martynova

A medida que la gente avanzaba hacia el nuevo milenio, organizaciones globales como la NASA y las Naciones Unidas comenzaron a expresar sus preocupaciones sobre el cambio climático y cómo éste puede afectar a la población de la Tierra a largo plazo. La implementación de prácticas sostenibles en todas las esferas de la vida se está volviendo crucial para la transición a una forma de vida más ecológica, asegurando así un futuro en este planeta. Con el crecimiento de la población de la Tierra, los métodos de agricultura sostenible no solo pueden proporcionar las reservas de alimentos necesarias, sino también eliminar o minimizar dañina huella ambiental. Para poder desarrollar nuevas prácticas de cultivo, numerosos grupos de investigación se han centrado en el estudio de las plantas del desierto. Esto suena casi contradictorio, ya que las plantas del desierto no son conocidas por producir cosechas ni frutos que se puedan consumir. Sin embargo, los desiertos cubren el 33% de la superficie terrestre total de la Tierra y, lo que distingue a estas plantas de otras es su singular capacidad de adaptación a un hábitat con fluctuaciones extremas de temperatura, alta radiación solar y escasez de agua. Si los científicos pudiesen entender cómo estas plantas logran sobrevivir, quizás puedan encontrar un nuevo método agrícola que permita a los agricultores explorar nuevas áreas y tierras.

Solo un vistazo rápido y notarás cuán inusuales son las plantas del desierto (vea las imágenes a continuación). Las condiciones secas y calurosas han contribuido en su específico aspecto. Las hojas de las plantas del desierto son muy estrechas para minimizar la exposición a la radiación. Una gruesa capa de cera, que le da un aspecto casi brillante a la planta, previene que el agua se evapore. Debajo de la arena y las capas de tierra se esconde un extenso sistema de raíces que permite a las plantas acceder al agua. Lo que también es interesante sobre el sistema de raíces es cuán fuertemente depende su funcionamiento de los microorganismos (lea el artículo “Una conexión profundamente arraigada” para saber más). Sí, ¡el suelo del desierto está lleno de vida microbiana!

Figura 1: Las plantas del desierto y sus adaptaciones morfológicas que les permiten sobrevivir en las duras condiciones del desierto. Imagen creada vía BioRender.com

Figura 2: Crecer en condiciones de baja predisposición de agua hizo que las plantas del desierto desarrollasen un sistema de raíces muy extenso.

Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB, siglas en inglés) son bacterias que estimulan el crecimiento de las plantas e incluso las protegen contra patógenos. Estas bacterias juegan un papel tan vital en el ciclo de vida de una planta, que su presencia es esencial para la supervivencia de ésta. No en vano, las plantas del desierto también las tienen. Las PGPB de las plantas del desierto generalmente se encuentran en las rizovainas – partículas del suelo que se adhieren físicamente al sistema de raíces. Los dos filos más dominantes están representados por Proteobacteria y Actinobacteria. Las proteobacterias tienen el poder de fijar nitrógeno, que es un elemento esencial para todas las plantas. Las actinobacterias son conocidas por crecer en condiciones extremas muy variables, como entornos con pH alto o bajo, temperaturas extremas o niveles anormales de radiación y presión.

Para mejorar el crecimiento sin utilizar fertilizantes u otros compuestos que puedan afectar negativamente al medio ambiente, algunos estudios sugieren un método para aislar las partículas del suelo que son ricas en bacterias que promueven el crecimiento y transferirlas a una nueva planta. Un estudio realizado en 2008 por Aseri et al. demostraron que PGPB se puede utilizar como biofertilizante en regiones áridas como el desierto de Thar (India). En el experimento de campo que duró 5 años, los investigadores han estado suplementando continuamente un granado con la bacteria fijadora de nitrógeno Azotobacter chroococcum. Esta planta se eligió inicialmente porque las granadas se suelen cultivar en regiones del mundo con suelos áridos y climas cálidos, como el subcontinente indio o los países mediterráneos. Por lo tanto, se planteó la hipótesis de que este microorganismo podría mejorar el crecimiento de una planta al suministrar compuestos de nitrógeno esenciales a los granados. Los resultados demostraron una mayor altura de la planta y rendimiento de frutos, mayor contenido de clorofila y una mejor absorción de nutrientes. Los investigadores demostraron que esta técnica fue un éxito y que podría usarse para mejorar las prácticas agrícolas en países con climas desfavorables.

A lo largo de los años, se iniciaron muchos otros estudios y proyectos para descubrir la posibilidad de utilizar microbios del desierto. Uno de los proyectos más conocidos se llama DARWIN21 y principalmente se centra en el estudio de la vida microbiana en los desiertos de la Península Arábiga. Se inició con la idea de explorar nuevas posibilidades de aumentar las tasas de producción de alimentos en países con climas cálidos y secos. Esas regiones dependen en gran medida de las importaciones y la ayuda exterior, debido al entorno desfavorable para la agricultura. Para resolver este problema, los investigadores se centraron en estudiar las plantas del desierto y sus mecanismos de adaptación. Esto condujo al establecimiento del primer centro de existencias del patrimonio mundial para los microbios del desierto. Hoy en día, los científicos están estudiando los microbios de las rizovainas y cómo éstos pueden aumentar la tolerancia de las plantas a las condiciones de estrés, como la sequía o la escasez de agua. Sin duda, proyectos como ese ayudarán con la implementación de métodos agrícolas sostenibles. Quién sabe, tal vez en un par de años los agricultores podrán cultivar frutas y verduras en el desierto del Sahara.