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Escondido bajo sus pies hay una autopista de información que permite a las plantas comunicarse y ayudarse mutuamente. Esta hecho de hongos
Es una autopista de información que acelera las interacciones entre una población grande y diversa de individuos. Permite a las personas que pueden estar ampliamente separadas comunicarse y ayudarse mutuamente. Pero también les permite cometer nuevas formas de delincuencia.
No, no estamos hablando de internet, estamos hablando de hongos. Si bien los hongos pueden ser la parte más familiar de un hongo, la mayoría de sus cuerpos están formados por una masa de hilos delgados, conocida como micelio. Ahora sabemos que estos hilos actúan como un tipo de Internet subterráneo, que vincula las raíces de diferentes plantas. Ese árbol en tu jardín probablemente esté conectado a un arbusto a varios metros de distancia, gracias al micelio.
Cuanto más aprendemos sobre estas redes subterráneas, más tienen que cambiar nuestras ideas sobre las plantas. No solo están sentadas allí creciendo silenciosamente. Al conectarse a la red de hongos, pueden ayudar a sus vecinos compartiendo nutrientes e información, o sabotear las plantas no deseadas mediante la propagación de productos químicos tóxicos a través de la red. Esta "web amplia de madera", resulta que, incluso tiene su propia versión de ciberdelito.
Alrededor del 90% de las plantas terrestres tienen relaciones mutuamente beneficiosas con los hongos. El biólogo alemán del siglo XIX Albert Bernard Frank acuñó la palabra "micorriza" para describir estas asociaciones, en las que el hongo coloniza las raíces de la planta.
Los hongos han sido llamados 'internet natural de la tierra'
En las asociaciones de micorrizas, las plantas proporcionan hongos con alimentos en forma de carbohidratos. A cambio, los hongos ayudan a las plantas a absorber el agua y a proporcionar nutrientes como el fósforo y el nitrógeno a través de sus micelios. Desde la década de 1960, ha quedado claro que las micorrizas ayudan a las plantas individuales a crecer.
Las redes de hongos también refuerzan el sistema inmunológico de sus plantas huésped. Esto se debe a que, cuando un hongo coloniza las raíces de una planta, activa la producción de químicos relacionados con la defensa. Éstas hacen que las respuestas posteriores del sistema inmunitario sean más rápidas y más eficientes, un fenómeno llamado "cebado". El simple hecho de conectarse a las redes miceliales hace que las plantas sean más resistentes a las enfermedades.
Pero eso no es todo. Ahora sabemos que las micorrizas también conectan plantas que pueden estar ampliamente separadas. El experto en hongos Paul Stamets los llamó "internet natural de la Tierra" en una charla de TED de 2008. Tuvo la primera idea en la década de 1970 cuando estaba estudiando hongos usando un microscopio electrónico. Stamets notó similitudes entre el micelio y ARPANET, la primera versión de internet del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
A los fanáticos del cine se les recuerda el exitoso Avatar de James Cameron en 2009 . En la luna del bosque donde tiene lugar la película, todos los organismos están conectados. Pueden comunicarse y administrar colectivamente los recursos, gracias a " algún tipo de comunicación electroquímica entre las raíces de los árboles ". De vuelta en el mundo real, parece que hay algo de verdad en esto.
Ha tardado décadas en reconstruir lo que puede hacer el hongo de internet. En 1997, Suzanne Simard, de la Universidad de British Columbia en Vancouver, encontró una de las primeras pruebas. Ella demostró que los abetos Douglas y los abedules de papel pueden transferir carbono entre ellos a través de micelios . Desde entonces, otros han demostrado que las plantas también pueden intercambiar nitrógeno y fósforo, por la misma ruta.
Estas plantas no son realmente individuos
Simard ahora cree que los árboles grandes ayudan a los más pequeños y jóvenes a usar el internet de hongos. Sin esta ayuda, ella piensa que muchas plantas no sobrevivirían. En el estudio de 1997, las plántulas en la sombra, que probablemente carecen de alimentos, obtienen más carbono de los árboles donantes.
"Estas plantas no son realmente individuos en el sentido de que Darwin pensó que eran individuos que compiten por la supervivencia del más apto", dice Simard en el documental de 2011 Do Trees Communicate? "De hecho, están interactuando entre sí, tratando de ayudarse mutuamente a sobrevivir".
Sin embargo, es controvertida la utilidad de estas transferencias de nutrientes. "Ciertamente sabemos que sucede, pero lo que está menos claro es hasta qué punto sucede", dice Lynne Boddy de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido.
Mientras ese argumento continúa, otros investigadores han encontrado evidencia de que las plantas pueden mejorar y comunicarse a través de los micelios. En 2010, Ren Sen Zeng,de la Universidad de Agricultura del Sur de China en Guangzhou, descubrió que cuando las plantas se unen a hongos dañinos, liberan señales químicas en los micelios que advierten a sus vecinos.
Las plantas de tomate pueden 'espiar' en las respuestas de defensa
El equipo de Zeng cultivó pares de plantas de tomate en macetas. A algunas de las plantas se les permitió formar micorrizas.
Una vez que se formaron las redes de hongos, las hojas de una planta en cada par se rociaron con Alternaria solani , un hongo que causa la enfermedad del tizón temprano. Se utilizaron bolsas de plástico herméticas para evitar cualquier señalización química entre las plantas.
Después de 65 horas, Zeng intentó infectar la segunda planta en cada par. Descubrió que eran mucho menos propensos a contraer la enfermedad, y tenían niveles significativamente más bajos de daño cuando lo hacían, si tenían micelios.
" Sugerimos que las plantas de tomate pueden 'espiar' las respuestas de defensa y aumentar su resistencia a la enfermedad contra un patógeno potencial ", escribieron Zeng y sus colegas. Así que las micorrizas no solo permiten que las plantas compartan alimentos, sino que también las ayudan a defenderse.
No solo los tomates hacen esto. En 2013, David Johnson, de la Universidad de Aberdeen, y sus colegas demostraron que las habas también usan redes de hongos para detectar amenazas inminentes, en este caso, áfidos hambrientos.
Johnson descubrió que las plántulas de frijol que no estaban atacadas por los áfidos, pero que estaban conectadas a las que estaban a través de micelios fúngicos, activaron sus defensas químicas contra el pulgón. Aquellos sin micelios no lo hicieron.
"Se estaba produciendo alguna forma de señalización entre estas plantas sobre la herbivoría de los pulgones, y esas señales se transportaban a través de las redes de micelios micorrizales", dice Johnson.
Pero al igual que el internet humano, el internet fúngico tiene un lado oscuro. Nuestra Internet socava la privacidad y facilita los delitos graves, y con frecuencia permite que los virus informáticos se propaguen. De la misma manera, las conexiones fúngicas de las plantas significan que nunca están verdaderamente solas, y que los vecinos malévolos pueden dañarlos.
Por un lado, algunas plantas se roban entre sí a través de Internet. Hay plantas que no tienen clorofila, por lo que, a diferencia de la mayoría de las plantas, no pueden producir su propia energía a través de la fotosíntesis. Algunas de estas plantas, como la orquídea fantasma , obtienen el carbono que necesitan de los árboles cercanos, a través de los micelios de hongos a los que ambas están conectadas.
Otras orquídeas solo roban cuando les conviene. Estos "mixótrofos" pueden realizar la fotosíntesis, pero también "roban" carbono de otras plantas mediante la red de hongos que los une.
Eso podría no sonar tan mal. Sin embargo, la ciberdelincuencia de las plantas puede ser mucho más siniestra que un pequeño robo.
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Las plantas tienen que competir con sus vecinos por recursos como el agua y la luz. Como parte de esa batalla, algunos liberan sustancias químicas que dañan a sus rivales.
Esta "alelopatía" es bastante común en los árboles, incluyendo acacias, arándanos, sicomoros americanos y varias especies de eucalipto . Liberan sustancias que reducen las posibilidades de que otras plantas se establezcan cerca o reducen la propagación de microbios alrededor de sus raíces.
Los científicos escépticos dudan de que la alelopatía ayude mucho a estas plantas hostiles. Seguramente, dicen, los químicos dañinos serían absorbidos por el suelo, o degradados por los microbios, antes de que pudieran viajar lejos.
Pero tal vez las plantas puedan solucionar este problema, aprovechando las redes de hongos subterráneos que cubren distancias mayores. En 2011, la ecologista química Kathryn Morris y sus colegas se dispusieron a probar esta teoría.
Morris, anteriormente Barto, cultivaba caléndulas doradas en recipientes con hongos micorrízicos. Las macetas contenían cilindros rodeados por una malla, con agujeros lo suficientemente pequeños como para mantener las raíces fuera, pero lo suficientemente grandes para dejar entrar micelios. La mitad de estos cilindros se giraron regularmente para detener el crecimiento de las redes de hongos.
El equipo probó el suelo en los cilindros en busca de dos compuestos hechos por las caléndulas, que pueden retardar el crecimiento de otras plantas y matar gusanos nematodos. En los cilindros donde se permitió que crecieran los hongos, los niveles de los dos compuestos fueron 179% y 278% más altos que en los cilindros sin hongos. Eso sugiere que el micelio realmente transportó las toxinas .
Luego, el equipo cultivó plántulas de lechuga en el suelo de ambos conjuntos de contenedores. Después de 25 días, los cultivados en el suelo más rico en toxinas pesaron un 40% menos que los del suelo aislado de los micelios. "Estos experimentos muestran que las redes de hongos pueden transportar estos químicos en concentraciones lo suficientemente altas como para afectar el crecimiento de las plantas", dice Morris, que ahora trabaja en la Universidad Xavier en Cincinnati, Ohio.
En respuesta, algunos han argumentado que los productos químicos podrían no funcionar tan bien fuera del laboratorio. Así que Michaela Achatz de la Universidad Libre de Berlín en Alemania y sus colegas buscaron un efecto similar en la naturaleza.
Uno de los ejemplos mejor estudiados de alelopatía es el nogal americano. Inhibe el crecimiento de muchas plantas, incluidos los alimentos básicos como las papas y los pepinos, al liberar un químico llamado jugalone de sus hojas y raíces.
Achatz y su equipo colocaron macetas alrededor de nogales, algunos de los cuales podrían penetrar las redes de hongos. Esas ollas contenían casi cuatro veces más jugalone que las que se rotaban para mantener alejadas las conexiones fúngicas. Las raíces de las plántulas de tomate plantadas en el suelo rico en yugalón pesaron en promedio un 36% menos .
Algunas plantas especialmente astutas podrían incluso alterar la composición de las comunidades de hongos cercanas. Los estudios han demostrado que las semillas de hoja , la avena silvestre esbelta y el brome suave pueden cambiar la composición fúngica de los suelos . Según Morris, esto podría permitirles atacar mejor las especies rivales con productos químicos tóxicos, favoreciendo el crecimiento de hongos a los que ambos pueden conectarse.
Los animales también pueden explotar el hongo de internet. Algunas plantas producen compuestos para atraer bacterias y hongos amigables a sus raíces, pero estas señales pueden ser detectadas por insectos y gusanos que buscan raíces sabrosas para comer. En 2012, Morris sugirió que el movimiento de estos químicos de señalización a través de micelios fúngicos puede anunciar inadvertidamente la presencia de plantas en estos animales. Sin embargo, ella dice que esto no se ha demostrado en un experimento.
Como resultado de este creciente cuerpo de evidencia, muchos biólogos han empezado a usar el término "web de bosques" para describir los servicios de comunicación que los hongos proporcionan a las plantas y otros organismos.
"Estas redes de hongos hacen que la comunicación entre plantas, incluidas las de diferentes especies, sea más rápida y más efectiva", dice Morris. "No lo pensamos porque generalmente solo podemos ver lo que hay sobre el suelo. Pero la mayoría de las plantas que puedes ver están conectadas debajo de la tierra, no directamente a través de sus raíces sino a través de sus conexiones miceliales".
La Internet fúngica ejemplifica una de las grandes lecciones de la ecología: los organismos aparentemente separados a menudo están conectados y pueden depender unos de otros.
"Los ecólogos han sabido desde hace tiempo que los organismos están interconectados y son interdependientes", dice Boddy.
La gran Internet de bosques parece ser una parte crucial de cómo se forman estas conexiones.
http://www.bbc.com/earth/story/20141111-plants-have-a-hidden-internet
