El papel de los hongos en la nutrición de las plantas
Explorando la importancia de los hongos micorrícicos arbusculares para el crecimiento saludable de las plantas.
Kian Jenab, Lauren Alteio, Ksenia Guseva, Stefan Gorka, Sean Darcy, Lucia Fuchslueger, Alberto Canarini, Victoria Martin, Julia Wiesenbauer, Felix Spiegel, Bruna Imai, Hannes Schmidt, Karin Hage-Ahmed, Erich M. Pötsch, Andreas Richter, Jan Jansa, Christina Kaiser
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Por Qué Son Importantes los Nutrientes?
- Deficiencias de nutrientes: Las Malas Noticias
- La Respuesta del Hongo
- El Dilema del Desequilibrio de Nutrientes
- Subiendo el Nivel: El Papel del Potasio
- La Importancia de los AMF Bajo Deficiencias de Nutrientes
- Más Allá de Lo Básico: Los Efectos de las Deficiencias de Nutrientes a Largo Plazo
- El Experimento de las Praderas
- Método para la Locura
- ¡Los Resultados Están Aquí!
- Relaciones de Nutrientes: Un Acto de Equilibrio
- Comunidades de AMF: Un Vistazo Más Cercano
- AMF y Plantas: El Baile de la Vida
- pH del suelo: El Héroe No Reconocido
- Las Buenas Noticias: Efectos Positivos de las Enmiendas
- La Conclusión: El Equilibrio de Nutrientes es Clave
- Fuente original
Empecemos con nuestros jugadores estrella: los Hongos Micorrízicos Arbusculares (AMF). Estos hongos diminutos son como los mejores amigos de las plantas. Forman una asociación con casi todas las plantas que puedas imaginar, especialmente las de granjas y praderas. ¿Por qué? Porque ayudan a las plantas a obtener Nutrientes esenciales del suelo, como nitrógeno, fósforo y Potasio. A cambio, las plantas comparten un poco de su comida con estos hongos en un trato que beneficia a ambos.
¿Por Qué Son Importantes los Nutrientes?
Entonces, ¿por qué son tan importantes los nutrientes? Bueno, las plantas necesitan estos nutrientes para crecer fuertes y sanas. El nitrógeno es crucial para hacer proteínas, el fósforo se necesita para la transferencia de energía en las células, y el potasio ayuda en la regulación del agua y la función de las enzimas. Puedes pensar en ellos como los tres mosqueteros de la nutrición vegetal. Sin estos chicos, las plantas no pueden rendir al máximo, lo que afecta todo en el ecosistema.
Deficiencias de nutrientes: Las Malas Noticias
Aquí viene el giro de la trama. Muchos suelos agrícolas están enfrentando serias deficiencias de nutrientes. Imagina una fiesta donde la comida se acaba demasiado pronto. Las estimaciones sugieren que una gran parte de la tierra agrícola del mundo carece de nitrógeno, fósforo y potasio. Si el suelo está hambriento de estos nutrientes, las plantas tienen problemas. ¿El resultado? Plantas débiles que no pueden obtener realmente los nutrientes que necesitan, incluso con la ayuda de sus amigos fúngicos.
La Respuesta del Hongo
Ahora, aquí es donde nuestros amigos fúngicos entran en juego. Cuando hay pocos nutrientes, los AMF se vuelven invaluables. Crecen redes extensas fuera de las raíces de las plantas que son mucho mejores para captar nutrientes del suelo en comparación con las propias plantas. Sin embargo, cuando los nutrientes abundan, las plantas tienden a dejar de apoyar a los AMF. Es como si de repente tuvieras acceso a un buffet elegante, no sentirías la necesidad de compartir tu almuerzo, ¿verdad?
El Dilema del Desequilibrio de Nutrientes
Para empeorar las cosas, los humanos han estado añadiendo fertilizantes al suelo, pero a menudo de forma desequilibrada. Esto crea desequilibrios. Por ejemplo, mientras que el nitrógeno puede ser abundante, el fósforo podría seguir faltando. Imagina invitar a alguien a tu fiesta que solo bebe refrescos cuando tienes mucha agua disponible. ¿El resultado? Una mezcla extraña que no hace para un buen rato.
Subiendo el Nivel: El Papel del Potasio
Mientras que el nitrógeno y el fósforo suelen acaparar los titulares, el potasio es como el héroe no reconocido. Muchos suelos manejados en todo el mundo están luchando con deficiencias de potasio, afectando cuán bien las plantas pueden utilizar los nutrientes que tienen. Esto es particularmente evidente en regiones como África y China. Es como formar un equipo de atletas estrella pero olvidar darles sus bebidas energéticas.
La Importancia de los AMF Bajo Deficiencias de Nutrientes
Los AMF realmente pueden brillar en estas situaciones difíciles. Ayudan a las plantas a captar nutrientes del suelo, especialmente fósforo, cuando las plantas mismas no están equipadas para hacerlo. Pero si las plantas tienen suficientes nutrientes disponibles, puede que no compartan tanto con los hongos. Piénsalo como una amistad donde una persona es realmente generosa, y la otra solo devuelve el favor cuando necesita algo.
Más Allá de Lo Básico: Los Efectos de las Deficiencias de Nutrientes a Largo Plazo
Ahora, profundicemos. Las deficiencias de nutrientes a largo plazo pueden joderlo todo. No solo las plantas tienen problemas, sino que la comunidad de AMF puede cambiar. Diferentes hongos tienen diferentes fortalezas, y su presencia en el suelo puede cambiar según los nutrientes disponibles. Eso es como un equipo deportivo cambiando tácticas según quién está en el juego.
Por ejemplo, algunas familias de AMF prefieren crecer más en las raíces de las plantas, mientras que otras lo hacen mejor en el suelo. Si ciertos nutrientes son escasos, puede que veas un aumento en un tipo de AMF, mientras que otro tipo simplemente desaparece. ¡Es un juego de todo o nada en el mundo fúngico!
El Experimento de las Praderas
En un experimento a largo plazo en Austria, los investigadores han estado monitoreando cómo diferentes nutrientes afectan a los AMF y sus compañeros vegetales. Han estado experimentando con el suelo desde 1946, cambiando qué nutrientes se añaden y observando los resultados. ¿Los resultados? Un tesoro de información sobre cómo los AMF se ajustan a varias condiciones de nutrientes.
Método para la Locura
En el experimento, diferentes parcelas de pradera recibieron tratamientos diversos, algunas con fertilizantes y otras sin. Luego, los investigadores analizaron muestras de suelo y plantas para ver cómo respondieron los hongos a lo largo de las décadas. Piensa en ello como un reality show de larga duración donde los concursantes (plantas y hongos) tenían que adaptarse a desafíos siempre cambiantes.
¡Los Resultados Están Aquí!
Lo que encontraron fue bastante fascinante. A lo largo de los años, observaron cambios distintos en las comunidades de AMF dependiendo de los nutrientes disponibles. Algunos hongos prosperaron, mientras que otros no tenían oportunidad. Curiosamente, se demostró que el nitrógeno y el potasio tenían impactos diferentes en los AMF en comparación con el fósforo. ¿Quién sabía que los hongos podían ser tan exigentes?
Relaciones de Nutrientes: Un Acto de Equilibrio
Una de las conclusiones clave fue la relación entre los AMF y las deficiencias de nutrientes. En suelos que carecían de nitrógeno, la biomasa de AMF aumentó significativamente. Esto sugirió que las plantas estaban dando más apoyo a sus amigos fúngicos cuando estaban en problemas sin nitrógeno. Es como ser el amigo que siempre ayuda cuando las cosas se ponen difíciles.
Por el contrario, cuando el potasio era escaso, los hongos en las raíces se vieron afectados. Podías ver esta caída a medida que las plantas no podían proporcionar suficiente energía para apoyar a los AMF prosperando en sus raíces.
Comunidades de AMF: Un Vistazo Más Cercano
Los investigadores examinaron más de cerca las comunidades de AMF en el suelo y las raíces. Descubrieron que ciertos géneros de AMF estaban prosperando en ciertas condiciones. Por ejemplo, un grupo de hongos conocido por enraizar (literalmente) dentro de las plantas era común en raíces saludables, mientras que otros tipos lo hacían mejor en el suelo. Esto nos dice que diferentes hongos no solo tienen preferencias, sino que estas elecciones también afectan la salud de las plantas.
AMF y Plantas: El Baile de la Vida
Curiosamente, los investigadores encontraron que las comunidades de plantas cambiaban junto con las comunidades de AMF. Cuando miraron los datos de la comunidad vegetal, se volvió claro que al igual que en un baile, las parejas (AMF y plantas) estaban en sintonía. Si uno estaba luchando, el otro también sentía los efectos.
pH del suelo: El Héroe No Reconocido
Otro factor destacado fue el pH del suelo, que también tuvo efectos significativos en las comunidades de AMF. Parece que estos hongos prefieren suelos más neutrales a alcalinos. Cuando el pH era más bajo, la biomasa fúngica disminuyó. Así que, si estás tratando de mantener felices a tus amigos AMF, asegúrate de que su suelo esté dentro del rango correcto de pH.
Las Buenas Noticias: Efectos Positivos de las Enmiendas
Al añadir cal o materiales orgánicos al suelo, los investigadores notaron aumentos en la biomasa de AMF. Resulta que estos tratamientos mejoraron la disponibilidad de nutrientes, lo que a su vez ayudó a los hongos a florecer. Así que, un poco de cal o materia orgánica puede hacer mucho para apoyar a estos organismos del suelo cruciales.
La Conclusión: El Equilibrio de Nutrientes es Clave
Al final, este extenso estudio nos dice algunas cosas. Primero, las deficiencias de nutrientes realmente joden las asociaciones entre plantas y hongos. Segundo, diferentes nutrientes importan de maneras diferentes. Al igual que los humanos necesitamos una dieta equilibrada para prosperar, nuestras plantas amigas y sus compañeros fúngicos también.
Si queremos plantas y ecosistemas saludables, necesitamos prestar atención al equilibrio de nutrientes en nuestros suelos. De lo contrario, tanto las plantas como los AMF pueden terminar en problemas, lo que lleva a praderas y cultivos menos productivos.
Así que, ¡levanta una copa (de agua, por supuesto) por los pequeños hongos que hacen una gran diferencia en el mundo de la salud del suelo! ¡Salud!
Título: Strong family- and guild-specific responses of arbuscular mycorrhizal fungi to long-term deficiencies and imbalances of N, P and K
Resumen: O_LIMany agroecosystems face nitrogen (N), phosphorus (P) or potassium (K) deficiencies due to imbalanced or insufficient nutrient replenishment after plant biomass harvest. How this affects the symbiosis between plants and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), and the abundance of exploration-based AMF guilds (i.e., rhizophilic, edaphophilic, ancestral) remains largely unknown. C_LIO_LIWe studied a 70-year nutrient-deficiency experiment in a managed grassland in central Austria, where aboveground biomass was harvested three times annually. Nitrogen, phosphorus and potassium were fully, partially, or not replenished, causing strong nutrient deficiencies and imbalances. We analysed AMF communities in soil and roots by DNA/RNA amplicon sequencing and fatty-acid biomarkers, alongside soil and plant community changes. C_LIO_LISoil AMF communities were primarily affected by N and P deficiencies, while root AMF communities were most susceptible to K deficiency, with a 50% reduction in root AMF biomass. We observed distinct, guild- and family-specific responses: edaphophilic AMF declined with nitrogen deficiency, while rhizophilic fungi decreased with phosphorus and potassium deficiencies. Families within each guild, particularly ancestral ones, exhibited differential responses, indicating complementary nutrient specializations at the family level. C_LIO_LIOur findings underscore the previously unrecognized role of K deficiency in AMF symbiosis, and suggest the existence of nutrient-related functional subgroups within exploration-based AMF guilds. C_LI
Autores: Kian Jenab, Lauren Alteio, Ksenia Guseva, Stefan Gorka, Sean Darcy, Lucia Fuchslueger, Alberto Canarini, Victoria Martin, Julia Wiesenbauer, Felix Spiegel, Bruna Imai, Hannes Schmidt, Karin Hage-Ahmed, Erich M. Pötsch, Andreas Richter, Jan Jansa, Christina Kaiser
Última actualización: 2024-11-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.06.622229
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.06.622229.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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