La rizósfera: un universo oculto que permite a las plantas sobrevivir en el desierto más árido del mundo

Un nuevo estudio liderado por investigadores chilenos, entre ellos dos del Instituto de Ecología y Biodiversidad -IEB Chile- revela cómo las plantas del Desierto de Atacama manipulan su entorno subterráneo para sobrevivir a condiciones extremas, con implicancias claves para la agricultura del futuro.

 

En medio del hiperárido Desierto de Atacama, la vida vegetal logra subsistir gracias a una aliada invisible: la rizósfera. Este término, poco conocido fuera del ámbito científico, define el delgado anillo de suelo que rodea las raíces de las plantas, y que resulta ser un microcosmos bioquímico esencial para su supervivencia. En palabras simples, es la zona del suelo cercana a las raíces de las plantas, donde se desarrolla la vida microbiana.

Un estudio publicado recientemente en la revista Soil Biology and Biochemistry por los investigadores del Instituto de Ecología y Biodiversidad -IEB-, Claudio Latorre y Rodrigo Gutiérrez, profundiza esta interacción entre plantas, suelos y microbiota, revelando mecanismos de adaptación. “La rizósfera es una mezcla entre lo que la planta produce con todo lo que exuda -como azúcares y otras moléculas de carbono- y todos los microorganismos que interactúan con ella, directamente o a través de esa química modificada del suelo”, explica Rodrigo Gutiérrez, investigador del estudio. 

Link del estudio: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071724003547

 

Un laboratorio natural llamado Atacama

El Desierto de Atacama no solo alberga condiciones hostiles, sino también una biodiversidad microbiana apenas explorada. “Este desierto no es solo una mina de oro, sino una mina de biodiversidad, con mecanismos moleculares fundamentales para hacer frente al cambio climático”, destacó Gutiérrez. Usando herramientas avanzadas de metabolómica -estudio de las pequeñas moléculas producidas por organismos vivos- y metagenómica -análisis de ADN de comunidades microbianas-, el equipo pudo rastrear cómo las plantas ajustan químicamente su rizosfera según el estrés ambiental, particularmente a lo largo de un transecto altitudinal que atraviesa diferentes microclimas del desierto.

Ajustar químicamente, se puede entender de manera simple, ante el hecho de que las plantas no son pasivas, exudan al suelo una parte considerable del carbono que producen por fotosíntesis, en forma de compuestos que alteran la composición microbiana a su alrededor. De esta manera, “reclutan” microorganismos que les ayudan a tolerar la sequía, a obtener nutrientes escasos como el nitrógeno, o a resistir metales pesados. “La raíz funciona como un intestino, pero al revés. Así como tenemos una flora intestinal que nos ayuda a digerir, las raíces tienen un microbioma que facilita su vida en el suelo. Y no es cualquier microbioma, la planta selecciona cuáles microorganismos quiere a su lado”, aclara Gutiérrez.

Uno de los hallazgos más llamativos del estudio fue la identificación de metabolitos específicos -como el ácido glutámico o las catequinas- que permiten predecir con gran precisión la altitud a la que vive una planta. “Con ciertos marcadores químicos podemos identificar no solo la altitud de una muestra actual, sino incluso de muestras recolectadas hace cinco años en el mismo lugar. Esta es una señal estable del metabolismo vegetal”, señala el investigador. Este tipo de estabilidad metabólica tiene un gran potencial para entender los mecanismos adaptativos de las plantas y aplicarlos en especies agrícolas.

 

El papel de las bacterias y su potencial agrícola

Los microorganismos del suelo, especialmente bacterias y hongos, no solo sobreviven junto a las plantas, sino que las potencian. En condiciones pobres en nutrientes, como las del Atacama, ciertas bacterias pueden fijar nitrógeno atmosférico y ponerlo a disposición de las raíces. “Las bacterias fijadoras de nitrógeno son clave, porque en estos ambientes oligotróficos, es decir entornos con bajos niveles de nutrientes, podrían suplir las necesidades nitrogenadas de las plantas”, detalla Gutiérrez.

Esta interacción abre una puerta interesante para la agricultura sostenible. Si se identifican los metabolitos y microorganismos adecuados, es posible diseñar suelos más saludables y cultivos más resistentes al estrés ambiental. “Podríamos mejorar una planta seleccionando marcadores relacionados con el estrés hídrico o introducir microorganismos beneficiosos que le den a la planta funciones que no tiene por sí sola”, propone el investigador.

Esta investigación no sólo tiene valor académico, ya que frente a un mundo que enfrenta cada vez más sequías y desertificación, entender cómo las plantas interactúan con su entorno subterráneo puede ser decisivo para la seguridad alimentaria del futuro. “Una de las predicciones del cambio climático es el aumento de zonas desérticas, así es que ¿qué mejor lugar para estudiar la adaptación a la falta de agua que el Desierto de Atacama?”, concluye Gutiérrez.