Investigadores del Instituto Weizmann revelan cómo cipreses sobreviven a la sequía gracias a bacterias beneficiosas, destacando la importancia ecológica de estas interacciones.
Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias, ubicado en Rejovot, Israel, han realizado un estudio que revela cómo los cipreses pueden recibir apoyo de bacterias beneficiosas en el suelo durante condiciones de sequía. Este hallazgo proviene del Departamento de Ciencias Vegetales y se centra en la cooperación entre las plantas y los microorganismos, lo que les permite no solo sobrevivir, sino también prosperar en situaciones adversas. El doctor Tamir Klein, líder del equipo de investigación, afirma: “Nuestro estudio podría haber proporcionado la mejor evidencia hasta el momento de que realmente pueden coexistir simbióticamente”. Este descubrimiento tiene una gran relevancia ecológica, especialmente en un contexto donde las sequías se han vuelto más frecuentes y severas en diversas regiones del mundo, como en partes de China, Europa, Oriente Medio, el Cuerno de África y América del Norte durante el verano de 2022.
El cambio climático está generando un aumento en la prevalencia de estas condiciones climáticas extremas, lo que crea una necesidad urgente de comprender los mecanismos subterráneos que permiten a los árboles sobrevivir en tales circunstancias. Klein enfatiza la importancia de los bosques, señalando que “si perdemos bosques, lo perderemos todo porque producen nuestro oxígeno, absorben dióxido de carbono, limpian el aire y regulan la temperatura. Por tanto, debemos apoyar nuestros bosques. Y si podemos entender cómo lo hacen, ese es un excelente punto de partida”.
El interés de Klein en las interacciones entre organismos forestales se remonta a años atrás. En investigaciones previas, se centró en cómo las plantas comparten recursos y mantienen relaciones simbióticas con hongos. En el estudio actual, dirigido por la doctora Yaara Oppenheimer-Shaanan, microbióloga del laboratorio, se exploraron las interacciones presentes en un entorno forestal. Durante un mes, los investigadores cultivaron plántulas en cajas hechas a medida, llenas de tierra forestal, que fueron colocadas en un invernadero. Las plántulas se dividieron en dos grupos: uno que recibió riego regular y otro que fue privado de agua. Cada grupo fue sometido a un análisis exhaustivo, que incluyó la medición de reacciones fisiológicas a la sequedad, recuentos bacterianos, obtención de imágenes de colonias bacterianas en zonas marcadas con fluorescencia y análisis de los compuestos emitidos por las plántulas a través de la evaluación de la composición mineral de su follaje.
Este enfoque multidisciplinario, que combina microbiología, fisiología vegetal y química orgánica, permitió a los investigadores identificar una sorprendente producción de compuestos en el suelo que ayudan a las plantas a enfrentar la escasez de agua. A su vez, estas secreciones benefician a las bacterias presentes en el suelo. Por ejemplo, se observó que la tasa de secreción de ciertos compuestos era el doble en comparación con las plántulas que recibieron riego. Los científicos identificaron alrededor de 100 secreciones, incluidos ácidos fenólicos y compuestos orgánicos, cuya concentración variaba significativamente en condiciones de sequía. Oppenheimer-Shaanan destacó que “añadimos nueve bacterias, fuentes de carbono y nitrógeno, y ocho de ellas estimularon el crecimiento bacteriano”, lo que sugiere que estas bacterias pueden actuar como una fuente de alimento.
En términos generales, los resultados del estudio sugieren que la salud de las bacterias mejoró durante la sequía, compensando el impacto negativo de la disponibilidad de fósforo, que se mantuvo solo en niveles reducidos. Este trabajo avanza el conocimiento sobre la ecología forestal y la comprensión de las interacciones que participan en el mantenimiento de la salud de los bosques, que se creía mucho más amplia de lo que se había considerado anteriormente. A nivel aplicado, los hallazgos tienen implicaciones significativas para mejorar la resiliencia de las plantas frente al estrés por recursos limitados. El siguiente paso en esta investigación es determinar la contribución exacta de las bacterias y los principios que rigen estas interacciones. Cuanto más se aprenda sobre estas relaciones, más capacidad habrá para formular un diccionario completo y preciso sobre el tema, lo que debería permitir alcanzar los objetivos deseados en la conservación y cuidado de los ecosistemas forestales. Este estudio fue realizado por un equipo que incluye a Gilad Jakoby, Maya Starr Klein, los doctores Maxim Itkin y Sergey Malitsky de las Instalaciones Básicas de Vida del Weizmann, así como estudiantes de secundaria, Romiel Karliner y Gal Eilon, quienes fueron seleccionados para el Programa Alpha, que integra a destacados estudiantes de secundaria en el ámbito científico.
