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Las plantas no crecen solas. Diario de Sevilla, 19-06-01 José Olivares Pascual (olivares@eez.csic.es) |
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A semejanza de los animales que requieren de bacterias,
como las que proporcionan vitaminas en el intestino o facilitan la asimilación
de los alimentos, las plantas no pueden desarrollarse adecuadamente en
un medio estéril. Cuando crecen en condiciones naturales estan
colonizadas por comunidades microbianas con amplia representación
de especies y géneros. Estos microorganismos establecen relaciones
no patogénicas con sus hospedadores que pueden incrementar su crecimiento
y la resistencia a estreses bióticos o abióticos. Unos microorganismos
proporcionan nutrientes directamente, como nitrógeno o fósforo,
otros, los ponen en condiciones de ser utilizados, también los
hay que producen sustancias promotoras del crecimiento (fitohormonas),
etc. En base a estas propiedades, se les ha atribuido, en su conjunto,
el acrónimo PGPR (del inglés, rizobacterias que promueven
el crecimiento vegetal). Aunque la mayoría de las interacciones
positivas más importantes ocurren a nivel de raíz no hay
que olvidar otras partes de la planta, como la filosfera, donde la abundancia
de microorganismos es manifiesta. La materialización de la idea de agricultura
sostenible conlleva la disminución o eliminación del uso
de productos químicos tanto en la fertilización como en
la lucha contra las enfermedades y plagas de las plantas. Los términos
biofertilización y bioprotección o biocontrol han adquirido
mayor importancia, si cabe, cuando ha sido posible manipular genéticamente
los microorganismos para mejorar sus características beneficiosas,
incrementar su presencia en la rizosfera o, incluso, suministrarles la
capacidad de ser eliminados cuando hayan cumplido su función para
evitar el riesgo ecológico que supone su diseminación al
ambiente. Los microorganismos de la rizosfera se nutren de
los exudados radicales, formados por compuestos de bajo peso molecular,
como azúcares, ácidos orgánicos y amino ácidos,
mucigel y lisados de la raíz liberados en la autolisis de células
radicales. Cerca del 40 por ciento del carbono fijado en la fotosíntesis
puede ser excretado a la rizosfera. Esto afecta positivamente a la mayoría
de los microorganismos de este habitat que son heterotrofos y por eso
requieren compuestos orgánicos para su vida. Los mecanismos por los que los PGPR manifiestan
su actividad son varios y no del todo completamente conocidos. Ligada
a la promoción del crecimiento aparece la producción de
hormonas: auxinas, giberelinas, citoquininas, etileno, etc. En relación
con la protección frente a patógenos, puede detectarse antagonismos,
producción de antibióticos, liberación de enzimas
como chitinasas y glucanasas, que actúan sobre la pared de los
hongos o cubiertas de los insectos, etc., además de la inducción
de una resistencia sistémica, de toda la planta, a virus, bacterias
y hongos. Y más directamente relacionadas con la nutrición,
la fijación de nitrógeno, la solubilización de fosfato
y otros nutrientes, la movilización de los mismos, etc. Una cuestión
importante a tener en cuenta en el estudio de esta microbiota, (término
que encuadra a los microorganismos en su conjunto y que ha sustituido
al antiguo de microflora), es que toda ella está en competencia
consigo misma y se puede modificar si cambian las condiciones ambientales,
como la simple adición de fertilizante, que puede ser positiva
en una dirección o contraproducente, en otra. La fijación
de nitrógeno no ocurre, por ejemplo, si el suelo se abona con nitrato,
amonio, urea, etc. Pero así como la presencia de otros organismos
puede ser detrimental para el propio PGPR, otras veces es beneficiosa.
La producción o liberación de vitaminas y otros factores
de crecimiento por microorganismos neutros de la rizosfera favorecen la
actuación de PGPR potenciales que requieren de estos compuestos. La colonización de la raíz se considera
un requisito importante para que el microorganismo asociado ejerza su
función. La colonización y la supervivencia dependen de
factores físicos, químicos y biológicos tan importantes
como el pH, la textura del suelo, disponibilidad de nutrientes, humedad,
temperatura, presencia de materia orgánica, competencia con otros
microorganismos por la ocupación del mismo nicho, y el propio "quorum
sensing", fenómeno tan de actualidad, y que se entiende como
el control que cada microorganismo tiene sobre su propia población
manteniendola a través de un intercambio de señales dentro
de unos límites determinados. Prácticamente toda la investigación
realizada sobre la microbiota del suelo se ha llevado a cabo sobre los
microorganismos cultivables. Ahora se conoce la existencia en la rizosfera
de una gran cantidad de organismos viables pero no cultivables (VBNC)
y que representan una alta proporción en el conjunto de la población
del suelo que algunos llevan a más del 90 por ciento. De ellos,
unos pueden estar en estado de dormencia permanente, otros, aun siendo
muy activos, como los hongos formadores de micorrizas, no crecen en los
habituales medios de cultivo. Hay quien dice algunos pueden estar simplemente
muertos, sólo se detectan por métodos indirectos, de ahí
la polémica que existe acerca de estos organismos VBNC. ¿Qué
papel juegan todos en el conjunto de la vida y actividad microbiana en
la rizosfera? Es difícil saberlo, sólo podemos llegar a
conocer su efecto a nivel global. Las bacterias relacionadas con la liberación
del fósforo se han considerado siempre como paradigma de las PGPR
y han sido conocidas por mucho tiempo como IPSB (del inglés, bacterias
solubilizadoras de fosfato inorgánico). Son muy variadas y estan
ampliamente extendidas por todos los suelos y condiciones ambientales.
Los valores de fósforo asimilable en los suelos son generalmente
bajos para soportar un cultivo intensivo, mientras que la cantidad total
del mismo es más que suficiente. Muchas bacterias y hongos son
capaces de liberar ácidos orgánicos que solubilizan el llamado
fosfato de roca. Y no sólo el fosfato, también ponen en
condiciones de ser utilizado por las plantas micronutrientes que en determinados
suelos estan insolubilizados, como el manganeso. A los efectos directos e indirectos ya apuntados
debidos a estos organismos, hay que añadir su participación
en los ciclos biogeoquímicos de los elementos que pasan por unas
estapas de libre disposición para las plantas y por otras que los
estabilizan y quedan listos para su utilización posterior. Como
ciclo biogeoquímico se entiende las modificaciones debidas a la
actividad microbiana que sufren los distintos compuestos de naturaleza
mineral u orgánica que se encuentran en el suelo formando parte
natural del mismo o como consecuencia de los residuos vegetales o animales
que allí han ido a parar, así como los fertilizantes aplicados.
Como ejemplo típico se puede mencionar el ciclo del nitrógeno,
nutriente que junto con el agua se considera el factor limitante más
importante para el crecimiento de las plantas. Este elemento se puede
encontrar en el suelo como nitrato, amonio, formando parte de las proteínas,
etc. Los microorganismos se encargan de pasar de una forma a otra, teniendo
la planta siempre un nivel aceptable de elemento disponible. El nitrógeno
que se añade como abono entra dentro de ese ciclo, lo que posibilita
su más rápida adquisición por la planta o una inmovilización
transitoria para el futuro. No conviene olvidar, sin embrago, que algunas
etapas del ciclo también llevan a la pérdida de este nutriente,
bien por su transformación en nitrógeno molecular que pasa
a la atmósfera o simplemente por lavado por el agua de riego o
lluvia. Será necesario actuar en el sentido que conduzca a minimizar
tales pérdidas. En este conjunto, no hay que olvidar la materia
orgánica que tiene una importancia clave en la nutrición.
Su presencia, además de mejorar las características físicas
del suelo, es imprescindible para la vida microbiana y de su transformación
se van a derivar compuestos directamente asimilables por las plantas y
otros que van a facilitar la solubilización y movilización
de muchos nutrientes. Siempre se ha dicho que un suelo fértil
es rico en microorganismos y que un suelo rico en microorganismos es fértil.
¿Qué es primero? La respuesta parece difícil a primera
vista, sin embargo, una cosa es cierta, si no hay colonización
microbiana no hay un desarrollo normal de las plantas en condiciones naturales.
El suelo no es un mero soporte inerte. Se puede considerar como un ser
vivo que como tal, manifiesta algunas de sus propiedades: nace (se forma),
respira y puede, incluso, morir. No lo maltratemos. |