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| El margallo o vallico (Lolium multiflorum) es una de las gramíneas más estudiadas que hospedan hongos endófitos. |
Cada vez estamos más
seguros de que las vidas de las plantas y los hongos están inextricablemente
unidas y probablemente lo hayan estado desde que aparecieron los primeros
organismos terrestres. Todo el mundo sabe que existen relaciones patogénicas,
como las de royas o los mildius, o beneficiosas como las micorrizas, algunas de
las cuales he comentado en este blog (1, 2,
3,
4).
Hay otro tipo de relación que estamos empezando a apreciar plenamente es la de
las plantas y los hongos
endofíticos, es decir, que viven dentro de los tejidos de las
plantas.
Los hongos endofíticos se
han descubierto en muchos tipos diferentes de plantas, aunque, por la facilidad
de su manejo en el laboratorio y su rápido crecimiento, en la investigación se estudien mejor en gramíneas. Cuanto más nos
acercamos a estas relaciones simbióticas, más compleja se vuelve la imagen que
se obtiene de la relación. Hay muchas maneras mediante las cuales las plantas pueden
beneficiarse de la presencia de estos hongos en sus tejidos, y algunas de ellas incluso almacenan sus semillas con hongos, lo que parece dar a sus
descendientes una mejor oportunidad de germinar y crecer.
Para empezar, los
beneficios para los hongos son bastante sencillos. Consiguen un lugar
relativamente seguro para vivir dentro de los tejidos de una planta. También
obtienen acceso a todos los carbohidratos que las plantas producen a través de
la fotosíntesis. Esto no es diferente a lo que ocurre con las micorrizas.
Pero, ¿y las plantas? ¿Qué podrían ganar dejando que los hongos vivan dentro o
alrededor de sus células?
Un beneficio sorprendente
que los hongos endofíticos ofrecen a las plantas es la protección. Los hongos
son famosos por los cócteles químicos que producen, muchos de los cuales pueden
ser tóxicos o letales para los animales, como ocurre con las archiconocidas
setas venenosas. Los beneficios varían de una planta a otra y de un hongos a otro,
pero el efecto general es básicamente el mismo. Los herbívoros que se alimentan
de plantas como las gramíneas que han sido infectadas con hongos endófitos aprenden
a dejarlas de lado, porque los hongos hacen que la planta sea desagradable o
francamente tóxica.
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| Los filamentos negros son el micelio del hongo endofítico Neotyphodium coenophialum. Foto. |
No solo los grandes
herbívoros dejan de consumirlas, porque la evidencia ha demostrado que los
insectos también se ven afectados. Incluso hay alguna evidencia que sugiere que
estos compuestos anti-herbívoros podrían ejercer su influencia más arriba en la
cadena alimenticia. Generalmente se necesitan muchas toxinas para derribar a un
gran herbívoro, pero algunas de estas toxinas tienen el potencial de acumularse
en los tejidos de algunos herbívoros y, por lo tanto, pueden influir en su
atractivo para los depredadores. Algunos investigadores han planteado la
hipótesis de que las toxinas fúngicas endofíticas pueden hacer que los
herbívoros sean más susceptibles a los depredadores (1). Quizás las toxinas hacen que los
herbívoros sean menos precavidos frente a los predadores o hacen que sean más
lentos, lo que los convierte en objetivos más seguros de cazar. Hasta el
momento, esto es una mera hipótesis, que necesita de mucha investigación antes
de que pueda convertirse en teoría.
Otro ejemplo sorprendente
se refiere a los parasitoides,
como las avispas que ponen sus huevos en otros insectos. Los investigadores
encontraron que las avispas parasitoides hembras pueden discriminar entre pulgones
(áfidos) que se han estado alimentando de plantas con hongos endofíticos y
aquellos que no los contienen (2). Las larvas de avispa se desarrollaron más
lentamente y tuvieron una vida más corta cuando se criaron en áfidos que se han
alimentado de plantas de hongos endófitos. Por tanto, la distribución de plantas
con simbiontes endofíticos puede tener graves ramificaciones para la abundancia
de parasitoides en cualquier hábitat.
Otro beneficio que los
hongos endofíticos ofrecen a las plantas es el aumento de la fotosíntesis (3). Sorprendentemente,
algunas gramíneas parecen fotosintetizar mejor cuando hay hongos endofíticos en
sus tejidos que las plantas que carecen de ellos. Hay muchos mecanismos para
que esto funcione, pero, para simplificar la cuestión, parece que al producir
compuestos de defensa, los hongos endofíticos permiten a la planta redistribuir
sus procesos metabólicos hacia la fotosíntesis y el crecimiento. A cambio, las
plantas producen más carbohidratos que alimentan a los hongos que viven en sus
tejidos.
Uno de los aspectos más
notables sobre la relación entre los hongos endofíticos y las plantas es que estas
pueden transmitir estos hongos a su descendencia. Los hongos pueden infectar
los tejidos de las semillas de las plantas hospedadoras y, por lo tanto, pueden
transportarse con las semillas a donde quiera que vayan. A medida que crecen
las plántulas, también lo hacen los hongos. Algunas evidencias sugieren que
esto le confiere a las plantas infectadas una ventaja sobre sus competidoras (4).
Otros estudios han
demostrado que puede que no sean los hongos dentro de las semillas los que establezcan
una gran diferencia, sino los hongos presentes en los tejidos en descomposición
de las plantas que crecen a su alrededor. Se ha demostrado que los hongos endófitos
producen compuestos alelopáticos
que envenenan a las plantas vecinas. Las parcelas de cultivo experimental que
recibieron mantos de hojarasca que contenían hongos endofíticos produjeron menos
plantas, pero estas plantas crecieron más grandes que las que crecían en
parcelas sin mantos de hongos endófitos (4). Una vez más, esto tiene ramificaciones
potencialmente grandes para la diversidad y la abundancia de especies de
plantas que viven en un área determinada.
Estamos comenzando a
comprender el papel de los hongos endofíticos en la vida de las plantas y las
comunidades que estas componen. Hasta ahora, parece que los hongos endofíticos
tienen impactos potencialmente grandes en los ecosistemas de todo el mundo. No
hace falta decir que se necesita investigar más en este campo. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.
Bibliografía citada
(1)
Saari, S. et al. 2010. Fungal-Mediated
Multitrophic Interactions-Do Grass Endophytes in Diet Protect Voles from
Predators? PLoS ONE 5(3): e9845.
doi:10.1371/journal.pone.0009845
(2) Härri, S. et al. 2008. Fungal endosymbionts of
plants reduce lifespan of an aphid secondary parasitoid and influence host
selection. Proc Biol Sci. 275(1651):
2627–2632. doi: 10.1098/rspb.2008.0594
(3) Rozpądek , P. et al. 2015. The fungal endophyte
Epichloë typhina improves photosynthesis efficiency of its host orchard grass
(Dactylis glomerata). Planta 242 (4):
1025–1035. doi.org/10.1007/s00425-015-2337-x
(4) Omacini M. et al. 2009. A fungal endosymbiont
affects host plant recruitment through seed and litter‐mediated mechanisms. Functional Ecology 23 (6): Pages 1148-1156.
doi.org/10.1111/j.1365-2435.2009.01582.x
