El camino hacia la sostenibilidad, en concreto de la sostenibilidad agrícola, viene bien definido desde las altas instituciones europeas a través de programas o acuerdos como el Pacto Verde Europeo o ‘Farm to Fork’ (De la Granja a la Mesa). Entre sus objetivos para 2030 se encuentra la reducción en el uso de agroquímicos, tanto fertilizantes como pesticidas. Hace unas semanas, unos compañeros de nuestro centro, la Estación Experimental del Zaidín (CSIC), en Granada, se hacían eco de cómo el uso de microbios beneficiosos para las plantas podían ser parte de la solución a esa reducción de agroquímicos. Entre esos microbios destaca un antiguo grupo de hongos que han vivido asociados a las plantas desde hace más de 400 millones de años. En este post les vamos a hablar de su origen, de las cosas que pueden hacer por las plantas (y su cultivo) y de lo difícil que es conseguir encontrarlos, aislarlos y cultivarlos para su uso. Les vamos a hablar de la labor que se lleva a cabo en la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC) a través de su Colección de Hongos Micorrícicos Arbusculares (ColHMA-EEZ).

Hace unos 450 millones de años, en un periodo llamado Ordovícico, los antecesores de las primeras plantas luchaban contra los elementos físicos para salir del agua y conquistar un mundo de tierras infinitas y vacías, pura roca, sometidas a la radiación solar directa y a fluctuaciones extremas de temperatura diaria. Además de los problemas mencionados, estas plantas primitivas, similares a los musgos actuales, tenían problemas para obtener los nutrientes y el agua necesarios para su desarrollo a partir de la roca, ya que sus primigenias raíces (que realmente no eran tal cosa) no eran eficientes para llevar a cabo esa tarea. En ese contexto, fue crucial el pacto al que llegaron con un grupo de hongos con los que, probablemente, ya andaban en ‘conversaciones’ cuando aún vivían en el agua. Juntos, conformaron una de las simbiosis mutualistas más antiguas y extendida en la naturaleza, la simbiosis micorrícica. En esta simbiosis, el hongo coloniza, por un lado, el interior las células de las raíces vegetales y, por otro, explora el sustrato, toma nutrientes inorgánicos y agua, los transporta hasta la planta y los intercambia con ella por compuesto de carbono procedentes de la fotosíntesis. El hongo no puede vivir sin la planta (fuente de todo su carbono), la planta, difícilmente puede crecer sin el hongo. Fue tan temprano el surgimiento de esta relación que es uno de los rasgos más basales en el árbol genealógico de las plantas, es decir, una característica que se ha ido heredando conforme aparecían nuevas especies de plantas. De hecho, actualmente más del 70% de las especies de plantas terrestres forman este tipo de simbiosis micorrícica. Se ha llegado a decir que las plantas no tienen raíces, tienen micorrizas (del griego “hongo-raíz”). 

El camino hacia la mejora de las condiciones de producción hacia una sostenibilidad que asegure el futuro de nuestros suelos para las generaciones venideras, pasa por reducir insumos químicos en favor del papel que, de forma natural, los microbios del suelo pueden jugar en nuestros sistemas productivos

Aunque hay más tipos de hongos que forman micorrizas, los más importantes desde el punto de vista agrícola son los hongos micorrícicos arbusculares (hongos MA). También son los más antiguos y extendidos. Como hemos dicho, son muy importantes a la hora de tomar nutrientes del suelo, sobre todo fósforo, el nutriente más limitante de la naturaleza tras el nitrógeno y que, entre otras cosas, es necesario para conformar nuestro ADN. Pero tienen otros beneficios para la planta, haciéndola en general más tolerantes a los estreses ambientales. Cuando estos hongos entran en contacto con una raíz nueva que no ha sido colonizada antes, se establece una comunicación química (‘dialogo molecular’) entre planta y hongo para dejar claro que, aunque puedan parecer enemigos a primera vista, son, en realidad, aliados. Ese amago defensivo iniciado por la planta es capaz de activar sus defensas, como una vacuna, contra futuros ataques de enemigos. A este proceso se le llama potenciación o priming. Por otro lado, la interacción con estos hongos también beneficia a la planta frente a estreses como la sequía o la salinidad. No sólo porque proveen directamente agua a la planta, sino también porque inducen cambios fisiológicos y bioquímicos que mejoran su respuesta a los estreses, fortaleciendo y aportando mayor resiliencia a su hospedador. 

Pese a ser un grupo de organismos muy ubicuo, es decir, que los encontramos en casi todos los hábitats terrestres, la presencia y función de estos hongos mutualistas se ve muy afectada por las prácticas agrícolas convencionales. Hemos comentado que una de las bases del establecimiento de esta simbiosis es el intercambio de nutrientes por compuesto carbonados que se produce entre hongo y planta. Cuando en el ambiente existen nutrientes suficientes para satisfacer las necesidades de la planta, esta no invierte en la simbiosis. No la necesita. Si los hongos no consiguen colonizar una planta, al final acaban por desaparecer del sistema (recuerden que son simbiontes obligados, es decir, que necesitan colonizar una planta para completar su ciclo de vida). Décadas de fertilización masiva de nuestros campos han hecho que la diversidad y el funcionamiento de los hongos MA se haya visto mermada. Hasta ahora no ha importado mucho. Habíamos reemplazado el papel de estos microorganismos beneficiosos por fertilizantes y plaguicidas químicos que aportaban los nutrientes y vencían a las plagas. Sin embargo, el camino hacia la mejora de las condiciones de producción hacia una sostenibilidad que asegure el futuro de nuestros suelos para las generaciones venideras, pasa por reducir insumos químicos en favor del papel que, de forma natural, los microbios del suelo pueden jugar en nuestros sistemas productivos. 

En la EEZ-CSIC llevamos repitiendo este proceso, es decir, aislando hongos MA, desde hace casi cincuenta años, recolectando y estudiando los hongos MA que conviven con nosotros

Son muchas las iniciativas y empresas que han desarrollado, y siguen haciéndolo, bioinoculantes que contienen hongos MA vivos, listos para ser aplicados a los cultivos. Sin embargo, si nos paramos un momento y revisamos su contenido, nos damos cuenta de que la diversidad de especies fúngicas que contienen es en realidad muy reducida. Toda la diversidad que contienen casi se puede contar con los dedos de una mano. Esto tiene que ver con la dificultad para aislar y multiplicar este grupo de hongos. Como hemos dicho, son simbiontes obligados, microscópicos (no vemos dónde están), cada uno tiene su propio ciclo de vida (no vemos cuándo están), y viven a menudo mezclados colonizando la misma planta, lo que implica separarlos antes para poder cultivarlos individualmente. Una forma de aislarlos es utilizar una planta trampa: se toma el suelo de interés y se coloca en algún contenedor con una planta tipo (sorgo, trébol o puerro son las más utilizadas), se deja crecer y, cada cierto tiempo, se toma un poco de suelo para ver qué hongos van multiplicándose. No se exagera si se dice que tras más de dos años todavía se pueden encontrar hongos MA que esporulan por primera vez (también hay hongos que no son capaces de esporular en condiciones artificiales de crecimiento y que probablemente nunca se puedan detectar). Las esporas nuevas que producen los hongos que se multiplican, y que nos permiten identificarlos, se transfieren a un nuevo contenedor con sustrato estéril, y se cultivan, con nuevas plantas hospedadoras, por otro periodo de tiempo. No siempre funciona, a veces las esporas no germinan, pero si la nueva planta se coloniza, tendremos un nuevo aislado de hongo MA. 

En la EEZ-CSIC llevamos repitiendo este proceso, es decir, aislando hongos MA, desde hace casi cincuenta años, recolectando y estudiando los hongos MA que conviven con nosotros. La colección de germoplasma vivo que conforma la ColHMA-EEZ contiene más de doscientos cincuenta aislados de más de cuarenta especies diferentes. Algunos de ellos han sido descritos por primera vez para la ciencia en la provincia de Granada y llevan nombres que nos suenan a todos como la Ambispora granatensis, la Acaulospora baetica o la Entrophospora nevadensis, que hacen referencia a la localidad o a los sistemas montañosos de los que se aislaron. Hay uno en concreto, la Otospora bareae, que lleva el nombre del pionero en España en el estudio de la simbiosis MA, José Miguel Barea Navarro, investigador también de la Estación Experimental del Zaidín. Otros, aunque ya conocidos, han demostrado tener excepcionales capacidades en la protección de cultivos. Por ejemplo, una Entrophospora etunicata aislada de los sistemas semidesérticos de Cabo de Gata, es muy eficiente mejorando la adaptación a sequía y salinidad de plantas cultivables. 

La historia de la agricultura del futuro se está escribiendo estos días, en parte, mirando al pasado más remoto, a esas antiguas alianzas entre plantas y hongos que permitieron la vida sobre la tierra. Recuperar y potenciar el papel de los hongos micorrícicos arbusculares en nuestros sistemas agrícolas no es solo una estrategia para reducir el uso de insumos químicos: es una oportunidad para reconectar con los procesos naturales que sostienen la fertilidad del suelo y la resiliencia de los cultivos. Desde la EEZ-CSIC y la ColHMA-EEZ, la labor silenciosa pero constante de caracterizar, conservar y estudiar estos microorganismos ofrece herramientas reales para avanzar hacia una agricultura más sostenible, más viva y más en armonía con el mundo que habitamos.