Interacción entre hongos buenos y malos impulsan la biodiversidad forestal

Queñoas. Foto: Ricardo Alonso.

Los científicos han entendido durante mucho tiempo que la biodiversidad forestal está impulsada en parte por algo llamado ventaja de especies raras, es decir, un árbol individual tiene una mejor oportunidad de supervivencia si solo hay unos pocos árboles de la misma especie. Como resultado, cuando el número de árboles de cualquier especie aumenta, las tasas de supervivencia entre los árboles individuales de esa especie disminuyen. Los científicos coinciden en que la ventaja de las especies raras promueve la diversidad forestal al evitar que una especie de árbol domine el bosque, pero los mecanismos subyacentes a la ventaja de las especies raras han sido difíciles de identificar.

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Maryland y la Academia de Ciencias de China revela una interacción compleja entre los hongos del suelo y las raíces de los árboles que podría ser la causa de la ventaja de las especies raras. Los investigadores encontraron que el tipo de hongos benéficos del suelo que viven alrededor de las raíces de los árboles en un bosque subtropical en China determinó la rapidez con la que los árboles acumulaban hongos patógenos y dañinos a medida que crecían. La tasa de acumulación de hongos patógenos influyó fuertemente en qué tan bien sobrevivieron los árboles al crecer cerca de árboles de la misma especie. El estudio fue publicado en la revista  Science .

«Durante años, se presumió que los herbívoros eran los principales impulsores de la ventaja de las especies raras», dijo el  profesor de  biología de la UMD  Nathan Swenson , coautor del artículo. “Pero el importante papel de los patógenos fúngicos se ha hecho evidente en los últimos años. Esta es la primera vez que alguien profundiza en ese rol para observar las tasas en que los árboles acumulan hongos patógenos junto con las relaciones que los árboles tienen con los hongos beneficiosos. Los dos están tan fuertemente correlacionados, y la relación entre esos dos factores es un predictor tan fuerte de cómo la densidad de especies afecta la supervivencia. No esperábamos una correlación tan fuerte «.

Entre los diferentes tipos de hongos beneficiosos que proporcionan nutrientes a las raíces de los árboles, dos resultaron significativos en este estudio: hongos ectomicorrícicos que crecen en el exterior de las raíces de los árboles y hongos micorrícicos arbusculares que se canalizan hacia las raíces. Los investigadores encontraron que las raíces de los árboles asociadas con hongos micorrícicos arbusculares acumularon hongos patógenos dañinos más rápido que aquellos con hongos ectomicorrícicos.

Swenson sugirió que los hongos ectomicorrícicos que rodean las raíces en el exterior pueden proteger las raíces de los hongos patógenos, mientras que los hongos arbusculares que perforan las raíces pueden ofrecer una vía para que los hongos dañinos entren al árbol.

La densidad es relevante

A lo largo del estudio, las tasas de supervivencia de los árboles variaron con la ubicación y las especies, al igual que las cantidades de árboles de hongos y la fuerza de la ventaja de las especies raras. Esa variación es típica de los bosques, y es lo que hace difícil descubrir los mecanismos detrás de la ventaja de las especies raras. Al observar los hongos beneficiosos y patógenos en combinación con qué tan bien sobrevivieron los árboles cerca de vecinos de la misma especie, Swenson y sus colegas pudieron identificar patrones claros.

«En nuestro estudio, los árboles que obtuvieron mejores resultados en los grupos de mayor densidad tenían niveles más altos de hongos ectomicorrícicos», dijo Swenson . «Además, vimos que los árboles que acumulan hongos patógenos más rápido sufren más cuando sus poblaciones son más densas».


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Los investigadores postulan que los árboles con tasas más rápidas de acumulación de patógenos acumulan mayores cargas de patógenos a medida que envejecen, lo que los hace más infecciosos para las plántulas cercanas y los árboles más pequeños de la misma especie. La propagación de la infección de árboles más grandes con altas cargas de patógenos a las plántulas de la misma especie podría ser una causa subyacente de la ventaja de especies raras. Los árboles con hongos ectomicorrícicos pueden estar más protegidos de la infección, incluso cuando están cerca de vecinos infectados de la misma especie, lo que podría explicar por qué les va mejor en grupos más densos.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores recolectaron tierra alrededor de las raíces de 322 árboles de 34 especies en una parcela forestal en la Reserva Natural Nacional Gutianshan en la provincia de Zhejiang, China. Swenson y sus colegas secuenciaron el ADN de hongos de sus muestras y luego correlacionaron el tipo de hongos asociados con cada especie de árbol con la cantidad de hongos acumulados por árboles de diferentes edades. También analizaron los datos de supervivencia de plántulas a largo plazo del mismo bosque de 2006 a 2014, observando qué tan bien sobrevivieron las plántulas de cada especie a medida que aumentó el número de árboles de la misma especie.

El análisis reveló que las variaciones en el nivel de ventaja de especies raras entre especies y ubicaciones podrían explicarse por el tipo de hongos beneficiosos en el suelo que rodea las raíces de los árboles. Las especies arbóreas asociadas con hongos ectomicorrícicos tuvieron tasas de acumulación de hongos patógenos más lentas y una ventaja más débil para las especies raras. Los árboles asociados con hongos micorrícicos arbusculares tenían mayores tasas de acumulación de hongos patógenos y una ventaja más fuerte de especies raras.

«Todos entendemos que la ventaja de las especies raras es realmente importante para la diversidad forestal», dijo Swenson . «Con este estudio, realmente estamos comenzando a ver la compleja batalla que se libra en el componente microbiano de estos ecosistemas y los roles de duelo entre diferentes hongos».

Lea el periódico: Ciencia
Fuente del artículo: Universidad de Maryland

Fuente: Global Plant Council.

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