La mayoría de los árboles viven en simbiosis con hongos. Los investigadores de ETH Zurich muestran cuán importante es esta asociación para el crecimiento de los árboles a través del primer análisis completo de datos compilados para los bosques europeos a gran escala.

La mayoría de las especies de árboles del mundo tienen una estrecha relación con los hongos, conocidos como ectomicorrizas, que crecen en sus raíces. Estos forman una red densa alrededor de las finas raíces, suministrando nutrientes a los árboles y protegiéndolos de los patógenos. A cambio, los hongos reciben energía en forma de carbohidratos, que los árboles producen a través de la fotosíntesis. Los científicos conocen esta relación mutualista desde hace mucho tiempo.

Un paso en la comprensión de los sistemas naturales

Lo que ha faltado, sin embargo, es una comprensión completa de la medida en que los hongos ectomicorrízicos influyen en el crecimiento de árboles maduros y bosques completos. Durante mucho tiempo se ha asumido que los factores físicos como la temperatura, las precipitaciones y el aporte antropogénico de nitrógeno al suelo eran los principales factores que influían en el crecimiento de los árboles, mientras que el efecto de las comunidades fúngicas ocultas bajo tierra ha sido difícil de medir y pasar por alto.

Pero ahora, el PhD Mark Anthony y los miembros del grupo dirigido por Tom Crowther, profesor de Ecología del Ecosistema Global en ETH Zurich, han cambiado todo eso. Al estudiar cinco especies de los árboles forestales europeos más comunes, muestran que las diferencias en las comunidades de hongos están vinculadas a una variación aún mayor en el crecimiento de los árboles que las condiciones climáticas locales y los aportes antropogénicos de nitrógeno. El estudio fue publicado recientemente en la revista ISME.

«Las diferencias en las comunidades de hongos ectomicorrícicos corresponden a un aumento del tamaño de un árbol en las tasas de crecimiento de los árboles. Estos hongos también brindan una explicación ecológica más clara de las diferencias en el crecimiento de los árboles en comparación con otros factores como la temperatura y la lluvia», dice Mark Anthony, autor principal del estudio.

Una simbiosis perfecta

Los árboles de crecimiento más rápido se encontraron donde las comunidades de hongos ectomicorrízicos están altamente adaptadas para extraer los compuestos de nitrógeno inorgánico, amonio y nitrato del suelo y ponerlos a disposición de los árboles. El nitrógeno inorgánico se encuentra en la mayoría de los fertilizantes, es la forma de nitrógeno más beneficiosa desde el punto de vista energético y es un excelente promotor del crecimiento de las plantas.

Hubo un crecimiento más lento en los árboles forestales donde las comunidades locales de hongos ectomicorrícicos están adaptadas para suministrar a los árboles nitrógeno de fuentes orgánicas. Este tipo de nitrógeno se encuentra en la biomasa muerta y en descomposición en el suelo. Para liberarlo, los hongos primero deben generar enzimas especiales para despolimerizar y descomponer la biomasa. Hacer esto le cuesta a los hongos más energía que extraer directamente el nitrógeno inorgánico del suelo y, a su vez, también le cuesta más a los árboles. Dado que los hongos que aprovechan el nitrógeno orgánico extraen la energía necesaria de los árboles asociados, los árboles mismos se quedan con menos energía para dedicar a su propio crecimiento.

Para obtener estos nuevos conocimientos, los investigadores identificaron los hongos ectomicorrízicos presentes en muestras de suelo en 137 parcelas de seguimiento de bosques europeos. Luego emparejaron cada tipo de hongo presente con su genoma completamente secuenciado para determinar la función que cada uno tiene dentro del ecosistema forestal general. Finalmente, correlacionaron las diversas funciones de los hongos con décadas de datos de crecimiento de los árboles para revelar la relación entre los hongos ectomicorrízicos y el crecimiento de los árboles. Las especies de árboles investigadas incluyeron los árboles de hoja caduca, robles y hayas, así como las coníferas, pinos y abetos.

Impacto positivo en la recuperación de bosques

Los hallazgos del equipo tendrán un impacto en futuras investigaciones y en la silvicultura misma. Los investigadores ahora pueden identificar los tipos de hongos y sus propiedades que permitirán que los árboles crezcan más rápido o más lento. De esta manera, este estudio puede ayudar al sector forestal a inocular ciertos bosques utilizando comunidades fúngicas específicas para lograr cambios específicos en el crecimiento de los árboles.

«Inocular plántulas de árboles con hongos ya es una práctica establecida. Nuestro trabajo proporciona una base científica sólida para esta práctica y puede ayudar a mejorarla», dice Anthony. También prevé aplicaciones relacionadas con el cambio climático y las condiciones ecológicas que cambian rápidamente. Primero, un crecimiento más rápido de los árboles podría presentar una forma rápida de absorber más carbono de la atmósfera. Segundo, algunos árboles ya no crecen bien en ciertas áreas debido al cambio global; Se podrían buscar nuevos socios fúngicos para estos árboles para ayudarlos a sobrevivir.

«En el futuro, las comunidades de hongos que utilizan nitrógeno orgánico podrían ser ventajosas para muchas especies de árboles», dice Anthony. Esto se debe a que el aumento de las temperaturas y las concentraciones de CO2 promueven el crecimiento de las plantas. Para crecer más rápido, los árboles extraen nitrógeno inorgánico fácilmente obtenible. Al hacerlo, agotan las reservas de este tipo de nitrógeno más rápidamente, lo que a su vez podría ralentizar el crecimiento a largo plazo. Esto contrasta con las comunidades de hongos que utilizan nitrógeno orgánico, que es más abundante en el suelo aunque más difícil de acceder. Los hongos adecuados podrían garantizar que su árbol asociado crezca de manera constante en el futuro mediante la captura de este nitrógeno orgánico a largo plazo.

Fuente: https://phys.org/, Agencias


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