La Vida Secreta de los Hongos Micorrízicos
Descubre cómo los hongos micorrízicos apoyan la resiliencia y la comunicación de las plantas.
Zigmunds Orlovskis, Ēriks Voroņins, Annija Kotova, Daniels Pugačevskis, Kārlis Trevors Blūms, Ilva Nakurte, Ivars Silamiķelis, Soon-Jae Lee
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué son los hongos micorrízicos?
- Tolerancia al Estrés y Defensa
- Las increíbles redes subterráneas
- La red global de hongos: comienza la investigación
- Las señales que importan
- El papel de la comunicación entre plantas
- Configuración experimental: La prueba de comunicación de plantas
- Los resultados están aquí
- Desentrañando las respuestas génicas
- El lado químico de las cosas
- Lo bueno, lo malo y lo feo
- El futuro de la red de plantas
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Las plantas son como ciudadanos ocupados viviendo en una comunidad llamada ecosistema. Al igual que los vecinos que piden azúcar o comparten chismes, las plantas intercambian información vital y recursos a través de redes intrincadas. Una de las formas más geniales en que lo hacen es a través de una amistad con unos hongos diminutos conocidos como hongos micorrízicos. Estos hongos son como el internet para las plantas, permitiéndoles comunicarse, compartir nutrientes e incluso advertirse sobre peligros. Este artículo se sumerge en el fascinante mundo de los hongos micorrízicos y cómo ayudan a las plantas a mantenerse saludables y resistentes.
¿Qué son los hongos micorrízicos?
Los hongos micorrízicos forman asociaciones con las raíces de la mayoría de las plantas terrestres. Piénsalos como compañeros de cuarto útiles que extienden el alcance de la planta en el suelo. Estos hongos mejoran la capacidad de la planta para absorber nutrientes, agua y minerales. A cambio, la planta comparte un poco del azúcar que produce a través de la fotosíntesis con los hongos. Es un clásico "tú me rascas la espalda y yo te rasco la tuya".
Tolerancia al Estrés y Defensa
Los hongos micorrízicos no solo ayudan a las plantas con sus compras; también les ayudan a lidiar con el estrés. Cuando las plantas están estresadas por cosas como la sequía o enfermedades, estos hongos pueden aumentar sus defensas. Estudios han mostrado que las plantas con compañeros micorrízicos son generalmente duras, capaces de resistir mejor diversos desafíos ambientales. Incluso pueden enviar una señal de advertencia a sus vecinos cuando hay peligro cerca, creando un sentido de protección comunitaria.
Las increíbles redes subterráneas
Los hongos micorrízicos pueden conectar varias plantas a través de lo que los científicos llaman redes miceliales comunes (RMC). Imagina una red de pequeñas autopistas subterráneas donde las raíces de las plantas y los hilos de los hongos se interconectan. Esto permite el intercambio de nutrientes y señales entre diferentes plantas. Así como la gente puede compartir información a través de una red amplia, las plantas pueden compartir recursos útiles e incluso alertarse sobre posibles amenazas.
La red global de hongos: comienza la investigación
Los investigadores han estado emocionados con la idea de que las plantas usen RMC para comunicarse, muy parecido a cómo usamos internet para enviar mensajes. Los primeros estudios mostraron que los árboles conectados a través de estas redes podían compartir nutrientes. Esto generó emoción en círculos científicos y en los medios populares, como una buena historia de ciencia ficción. Pero, aunque eso fue interesante, las preguntas más profundas sobre cómo las plantas envían y reciben mensajes a través de RMC quedaron en gran medida sin respuesta.
Las señales que importan
Las plantas pueden enviar diferentes tipos de señales. Estas incluyen:
- Intercambio de Nutrientes: Como compartir una comida.
- Señales Químicas: Como enviar un mensaje de texto sobre peligro.
- Alarmas: Alertando a las plantas cercanas sobre amenazas, como plagas o enfermedades.
Los investigadores han producido evidencia que sugiere que cuando una planta es atacada por un patógeno, las plantas cercanas conectadas a través de RMC pueden aumentar sus defensas incluso antes de que la amenaza las alcance. ¡Es como un vecindario vigilante para plantas!
El papel de la comunicación entre plantas
Las plantas participan en comunicación tanto “con cable” (como RMC) como “inalámbrica” (como químicos en el aire). Esto significa que pueden enviar señales de varias maneras, lo cual es esencial para entender cómo interactúan entre sí. Los investigadores están trabajando para averiguar cómo estos diferentes métodos de comunicación se superponen y trabajan juntos.
Los experimentos han mostrado que cuando una planta está bajo estrés, puede influir en sus vecinos conectados a través de RMC. Esto plantea la pregunta: ¿Cómo aislamos estas señales para ver cuáles son las más efectivas?
Configuración experimental: La prueba de comunicación de plantas
Para entender cómo funcionan estas redes, los científicos realizaron experimentos con plantas llamadas Medicago truncatula. Examinaron las reacciones de las plantas conectadas a través de RMC cuando una planta fue sometida a estrés utilizando varios tratamientos. Hicieron que una planta se sintiera incómoda, mientras mantenían otra planta cerca, luego monitorearon cómo las señales de la planta estresada afectaron a su vecina.
Los resultados están aquí
Los hallazgos revelaron que cuando las plantas emisoras (las que estaban siendo estresadas) eran heridas o tratadas con señales de defensa, las plantas receptoras (los vecinos) mostraron reacciones distintas. Esto sugiere que la presencia de RMC juega un papel significativo en cómo las plantas se comunican sobre el estrés y la defensa.
Desentrañando las respuestas génicas
El estudio se centró en observar la expresión génica en las plantas receptoras. En términos más simples, examinaron qué genes estaban activados o desactivados en respuesta a las señales de las plantas emisoras. Encontraron miles de genes que cambiaron su actividad en respuesta a la comunicación. Esta actividad génica puede determinar qué tan bien una planta puede enfrentar desafíos, como plagas o enfermedades.
A partir de los datos recopilados, se hizo evidente que las plantas conectadas a través de RMC reaccionaban al estrés de manera diferente que aquellas que no estaban conectadas. Esto resalta la importancia de estas redes micorrízicas en la ayuda a la resiliencia de las plantas.
El lado químico de las cosas
Aparte de la actividad génica, los investigadores también evaluaron la composición química de las plantas. Se descubrió que las plantas estresadas afectaban los tipos de químicos producidos en sus vecinas. Esto incluía cambios en compuestos volátiles, que pueden atraer insectos beneficiosos o repeler plagas. Es como si cada planta tuviera un perfume personal que puede cambiar dependiendo de quién esté en problemas.
Lo bueno, lo malo y lo feo
Curiosamente, no todos los resultados de estas señales inter-planta son beneficiosos. Mientras que algunas plantas pueden volverse más resistentes a ciertos patógenos, también pueden tornarse más vulnerables a otros. Por ejemplo, cuando una planta emisora estaba estresada, sus vecinas mostraron una mayor susceptibilidad a un patógeno pero resistencia a otro.
Esta dualidad de respuestas en las plantas sugiere que la comunicación a través de RMC puede llevar a consecuencias tanto positivas como negativas, dependiendo de la situación. ¡Es un poco como cómo un gesto amable puede llevar a resultados inesperados!
El futuro de la red de plantas
A medida que los científicos profundizan en cómo las plantas usan estas redes fúngicas para comunicarse, surgen muchas preguntas. ¿Qué tan específicas son estas señales? ¿Están influenciadas por el tipo de hongos micorrízicos o por las especies de plantas involucradas? ¿Hay un límite a los tipos de mensajes que se pueden enviar?
Entender estas dinámicas podría tener implicaciones importantes para la agricultura y la silvicultura. Al aprovechar la comunicación entre plantas y el poder de los hongos micorrízicos, podríamos potenciar la resiliencia y el crecimiento de los cultivos.
Conclusión
La fascinante interacción entre las plantas y los hongos micorrízicos revela una compleja red de comunicación y apoyo oculta bajo nuestros pies. Estas redes subterráneas son comparables a internet, conectando plantas y permitiéndoles compartir información y recursos.
A medida que los científicos continúan desentrañando los misterios de la comunicación entre plantas, tenemos mucho más que aprender sobre la resiliencia y adaptabilidad de nuestros amigos verdes. ¿Quién sabe? Con más investigación, incluso podríamos encontrar formas de aprovechar este "internet de las plantas" para mejorar las prácticas agrícolas y fomentar ecosistemas más saludables. Mientras tanto, es seguro decir que el reino vegetal tiene su propia manera de charlar que es tan intrincada e ingeniosa como la nuestra.
Título: Common mycelial network mediated inter-plant signals modulate plant biotic stress responses and defence against foliar pathogens
Resumen: O_LIArbuscular mycorrhizal fungi (AMF) colonize multiple plant hosts and form common mycelial networks (CMNs) that link multiple plants in nature. CMNs are hypothesised to function as a highway for inter-plant information exchange to modulate plant biotic and abiotic stress responses. C_LIO_LIHere we used AMF Rhizophagus irregularis to inter-connect two Medicago truncatula plants and explored the effect of known plant defence elicitor on pathogen tolerance of AMF-connected inter-plant signal receivers. We analysed Medicago leaf metabolites and emitted volatiles together with transcriptome data to compare responses of the inter-plant signal receivers with intact and cut CMN. C_LIO_LIThe integrity of CMN significantly affected inter-plant signal receiver responses. Plant defence and signalling pathways were enriched with receiver transcripts that are uniquely changing in the intact vs interrupted CMN along with distinct production of plant isoprenoids - volatile monoterpenes and triterpene saponins. Furthermore, receivers of CMN-mediated signals from stressed senders display increased resistance to Fusarium sporotrichoides and susceptibility to Botrytis cinerea. C_LIO_LIOur results highlight CMN contribution to receiver plant responses which may encode susceptibility and resistance factors to different plant pathogens. Future dissection of the mechanisms involved in inter-plant signal decoding will yield novel discoveries on genetic regulation of inter-plant defence priming under pathogen attack. C_LI
Autores: Zigmunds Orlovskis, Ēriks Voroņins, Annija Kotova, Daniels Pugačevskis, Kārlis Trevors Blūms, Ilva Nakurte, Ivars Silamiķelis, Soon-Jae Lee
Última actualización: 2024-12-04 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626652
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626652.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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