Por Aileen O’Connor Sánchez y Gabriela Herrera Martínez (CICY)*
Los seres vivos que podemos observar a simple vista —humanos, plantas, animales— están compuestos tanto por las células propias de su especie como por una amplia gama de células microbianas (sobre todo, bacterias, arqueas y hongos). Desde que en el año 2010 varios investigadores reportaron que todos los seres humanos estamos constituidos por diez veces más células microbianas que células humanas y que este “microbioma” tiene un papel crucial en la nutrición y la conservación de la salud, el interés por conocer el correspondiente a otras especies ha ido en aumento.
El microbioma está constituido por todas las células microbianas que nos conforman y que tienen una relación tan íntima con nosotros que forman parte integral de nuestro cuerpo. Normalmente, no solamente no nos perjudican, sino que nos ayudan, por ejemplo, a digerir los alimentos que nosotros no podemos, a producir ciertas vitaminas, a mejorar el sistema inmune, y asimismo nos protegen de la invasión de patógenos.
Las plantas y su microbioma
Muchas veces hemos escuchado “cada cabeza es un mundo”. Rara vez hemos oído “cada planta es un mundo”. Sin embargo, así es.
Se ha descubierto que cada especie vegetal tiene un microbioma particular, es decir, una composición única de seres vivos microscópicos que habitan tanto en su interior como en su superficie. Y este microbioma participa de manera muy importante en su nutrición, vigor, salud, productividad y resistencia a condiciones cambiantes, en ocasiones extremas, de su medioambiente, tales como bajas o altas temperaturas, falta o exceso de luz, de agua, condiciones de salinidad, acidificación, etcétera. Es más, se ha visto que el microbioma participa también en la comunicación entre plantas.
El microbioma tiene una estructura y una función íntimamente coordinadas con las células de la planta. Para dimensionar esta armonía y su importancia, veamos al microbioma como “residentes normales” que habitan tanto dentro de los tejidos de la planta, como en la superficie de sus distintos órganos. Es tan alta la interdependencia de la parte vegetal y la microbiana, que se empieza a considerar que las plantas deben ser conceptuadas como “holobiontes”, también denominados “súperorganismos”, esto es, que contienen un componente vegetal y otro microbiano. De ahí que, “cada planta es un mundo”...
¿Cómo se crea ese mundo, ese súperorganismo que es una planta? ¿Cómo “se reconocen, se juntan y se relacionan armoniosamente” las plantas con su microbioma? ¿Hay un tipo de “reclutamiento continuo” que depende de los microorganismos que hay en el medioambiente? ¿Todas las plantas de la misma especie tienen el mismo microbioma, aun cuando vivan en ambientes distintos? ¿El microbioma es diferente en función del suelo, de la edad y del estado de cada planta? ¿La elección del microbioma depende solamente de lo que convenga a la planta o también debe beneficiar a los organismos? Si la planta elige al microbioma “inadecuado”, ¿podría salir dañada? ¿Qué pasa si una planta recibe natural o artificialmente microorganismos de otra especie? ¿Puede el microbioma de una planta modificar al microbioma de los seres humanos o de los animales que se la comen? … Y podemos seguir formulando preguntas. Lo divertido está en buscar respuestas científicas e ir encontrándolas.
Se cree que probablemente el microbioma de cada especie vegetal se estructura de acuerdo con la disponibilidad de microorganismos que existe en el ambiente donde se desarrolla, así como con su estado fisiológico particular (su edad, salud, grado de estrés, etcétera.). También, son importantes los microorganismos que van transmitiendo en sus semillas. Sin embargo, todavía se desconoce cómo ocurre el reclutamiento y cuál es su intervalo de plasticidad, es decir, qué tan distinto puede ser de una condición a otra en una misma planta. Asimismo, se cree que hay ciertas substancias químicas con las que se comunican las plantas y los microorganismos, pero la información aún es muy incipiente.
La necesidad de saber más
Hoy en día, esta nueva forma de entender y estudiar a las plantas como súperorganismos se considera uno de los campos de frontera más fascinantes y con mayor potencial para contribuir a un avance en el entendimiento en la biología vegetal. Entender a las plantas como holobiontes, además de llevar a un cambio de conceptos, podría tener beneficios aplicados. Por ejemplo, ya hay algunos artículos que reportan posibles efectos benéficos en una planta si se inocula con algunos microorganismos de otra especie vegetal. Merece la pena que se empiecen a estudiar algunos microbiomas con potencial de ser útiles para la agricultura sustentable y se respondan preguntas como las que hemos formulado, y muchas más que rondan nuestra cabeza. Para ello, hay que ir un poco más allá, situarse en la frontera de la ciencia.
La metagenómica
Mediante técnicas de microbiología clásica, únicamente es posible cultivar e identificar uno por ciento de los microorganismos que existen. Sin embargo, si es extrae todo el ADN (ácido desoxirribonucleico) de los microorganismos de una muestra, por ejemplo de una planta, se secuencia este ADN y se analiza bioinformáticamente, se pueden identificar todos los microorganismos que están ahí. A esta tecnología se le llama metagenómica y se le considera la microbiología del futuro. Actualmente, está permitiendo encontrar respuestas científicas sumamente interesantes sobre el microbioma de las plantas y animales. En los años venideros, seguramente, muchos paradigmas caerán y será posible tener una agricultura más sustentable y amigable con el ambiente, gracias a todos estos descubrimientos. El futuro está llegando... A la actual generación de jóvenes les tocará mover la frontera, haciendo grandes descubrimientos científicos y ayudando al equilibrio del ambiente.
*La Dra. Aileen O’ConnorSánchez es bióloga y doctora en ciencias con especialidad en biotecnología de plantas; es profesora-investigadora de la Unidad de Biotecnología del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A. C. (CICY) y miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel I). Su dirección de correo es aileen@cicy.mx. Por su parte, la M. E. Gabriela HerreraMartínez es comunicóloga y máster en edición y es jefe de Comunicación Institucional del CICY.
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