martes, 21 de febrero de 2017

La Woodwide Web o capitalismo y socialismo en el bosque


Por SUSAN GOLDHOR

Durante mucho tiempo veía el bosque como el ejemplo extremo de los ecosistemas capitalistas, donde el capital era la luz del sol y los árboles que alcanzan el techo del bosque son los plutócratas. O, como les llamaba en privado, los Donald Trunks [juego de palabras relacionado con Donald Trump (AyR)]. En cuanto a los de abajo... bueno, cada sistema tiene sus perdedores, ¿no es cierto? Es la otra cara inevitable de que haya ganadores.

Tal vez todo el mundo veía el bosque de esta manera hasta que los investigadores que miraban el suelo descubrieron que el capitalismo del bosque tiene servicios sociales subterráneos, con complejas redes de hongos que conectan las plantas entre sí mediante sus raíces, tomando de los ricos para dárselo a los pobres. ¡Una red de seguridad social de hongos! ¡Los hongos jugando el papel de Robin Hood! ¡La Woodwide Web! Y este fue el punto en el cual el capitalismo, rojo [por sangriento] en dientes y garras, mostró su parte más vulnerable y —al menos en las mentes de aquellos de nosotros en sintonía con estos temas— se transformó en una red de seguridad, de prestación de servicios sociales. O más bien una asociación (que podría ser una mejor manera de mirar a la relación entre el Gobierno y sus ciudadanos). Como dijeron tan brillantemente Bonfante y Genre en su comentario: «como muestran claramente los líquenes, combinar un organismo que pueda explotar luz y CO2 atmosférico con otro que pueda explotar eficientemente los nutrientes del suelo da lugar a una adaptación fructífera a los hábitats en la interfase suelo-atmósfera». Incluyamos «comunidades» en esta frase y se puede ver qué pensaba mi cerebro.

¿En qué estábamos pensando todos cuando nos imaginamos a los grandes árboles como señores ladrones? ¿Cómo pensamos que sobrevivía el resto del bosque? En algunos cálculos, se estima que los árboles grandes donan como mínimo el 40% de sus azúcares a través de sus raíces y, aunque algunos van a otros habitantes del subsuelo, la mayor parte se destina directamente a alimentar a los hongos, socios de los árboles. Estos socios (y un árbol puede estar asociado a más de una veintena de hongos diferentes) están asociados a las raíces tan densamente como para cubrirlas, pero también para mantener conexiones con otros de la misma especie y con otras plantas. Es esta red, que alguna persona inteligente ha denominado la «woodwide web» ['la red de información forestal' (WWW)], la que mantiene vivas a las plantas del sector inferior del bosque y a los brotes privados de luz en el suelo del bosque. Esta pequeña tuya que no llega ni a la rodilla y tiene un tallo delgado como un lápiz podría tener 100 años de antigüedad. Gracias al apoyo de la WWW, puede estar a la espera de una tormenta, un huracán o un leñador para abrir el dosel y darle sol y espacio para crecer. Además, ¿cómo creemos que sobrevivieron los grandes árboles sin esa fuente subterránea de apoyo físico que es un suelo saludable y el suministro de nutrientes de sus socios los hongos? Ningún árbol es una isla. Ningún árbol vive sólo de la luz solar y el dióxido de carbono. Las raíces de los árboles existen para el apoyo físico. En realidad, no son muy buenas en acceder al agua y nutrientes; el N-P-K (nitrógeno, fósforo y potasio) que suministran los jardineros como fertilizante. Esta red de hongos es lo que les permite encontrar fuentes de suministro distantes de agua; pueden filtrar el fósforo a diminutas partículas minerales; así como pudrir desechos y matar a los insectos para obtener nitrógeno, y luego compartir todo esto con los grandes árboles a cambio de azúcares.

¿Qué hay algunos que hacen trampas con este sistema de bienestar? Por supuesto. Tomemos por ejemplo al espárrago borde o chupapinos (Monotropa hypopitys) u otras monotropáceas. Estas pequeñas plantas no producen clorofila propia, y sólo pueden obtener los azúcares de sus socios los hongos que, a su vez, lo obtienen de los árboles que (presumiblemente) no saben nada de estos pequeños parásitos. O tal vez los saben y, o bien no les importa, o no pueden encontrar la manera de cortar el suministro sin privarse de los beneficios mucho mayores de los micorrizas [las simbiosis entre los micelios de los hongos con las raíces de las plantas (AyR)] (hipótesis sugerida originalmente por Bidartondo y Bruns en 2001). Una gran cantidad de energía se ha empleado en averiguar qué dan las monotropáceas a sus socios y, hasta ahora, parecen ser como los lirios del campo, que ni trabajan ni hilan.

Chupapinos o espárragos bordes.

Por muy marginales que puedan ser las monotropáceas para la visión en conjunto del bosque, fue un estudio de los espárragos bordes (Monotropa hypopitys) y sus hongos asociados (del género Tricholoma) lo que llevó al primer indicio de la existencia de la WWW. Hace más de medio siglo, E. Bjorkman inyectó glucosa radioactiva y fósforo en el floema de pinos y abetos en los que crecía el parásito, y así descubrió que la radiactividad pasaba de los árboles a los hongos y de estos a las monotropáceas y que separar los espárragos bordes de los árboles ralentizaba su crecimiento. (Si bien el trabajo de 1960 de Bjorkman puede haber proporcionado la prueba de transferencia de carbono, es sorprendente —al menos para mí— darse cuenta de que Franz Kamienski llegó a la conclusión de que las monotropáceas se nutren de los hongos conectados a las raíces del árbol a comienzo de la década de 1880, lo que destacó la afirmación de Martin Bidartondo «examinar la historia temprana de la investigación de las micorrizas es sumergirse en la biología de las plantas micoheterótrofas».)

Cerca de un cuarto de siglo más tarde, David Read, junto con sus colegas y estudiantes graduados de la Universidad de Sheffield fueron, al menos por lo que yo sé, los primeros en mostrar el flujo unidireccional de carbono entre las plantas clorofílicas. Pero no fue hasta el 7 de agosto de 1997 cuando se imprimieron en Nature (casi cuarenta años después de la obra de Bjorkman) las palabras «wood-wide web», señalando el primer documento (de Simard et al.) para demostrar que el flujo de carbono entre las plantas en el campo es bidireccional, a través de la red ectomicorrícica. A pesar de que yo había asumido que Suzanne Simard o uno de sus coautores habían inventado esta frase pegadiza, no aparece en el documento. Fueron Melanie Jones y Dan Durall los que me dieron un indicio de que fue la idea de uno de los (anónimos) editores de Nature, que lo empleó en la portada de la revista para indicar la importancia de lo que había dentro.

Ninguna idea revolucionaria es aceptada de manera inmediata, y este papel desafiante recayó en dos micólogos escoceses, Robinson y Fitter, que señalaron que, aunque el carbono marcado se podía detectar en las raíces de la planta receptora, no se detectaba en los brotes. Por tanto, sugirieron que probablemente el carbono en cuestión se acumulaba en las estructuras de hongos dentro de las raíces, no estando disponible para las plantas, y estando separada sólo por unas membranas, ¡el suplicio de Tántalo! Además, dado que no hay filtro de malla fina que separe las plantas donantes de las receptoras, transferirlo a través del suelo era posible. «La transferencia de carbono a través de una red AM [micorriza arbuscular]», afirmaron, «no permite» compartir recursos ‘entre las plantas enlazadas’», queriendo decir con esto que si las plantas realmente podían compartir carbono, «las interacciones entre las vecinas sería entonces tendría menos de una lucha por un recurso escaso que una explotación comunal en la que todos (al menos los que forman parte de la red de micorrizas) reciben su parte». Esto cambiaría fundamentalmente nuestra visión de una importante influencia sobre la estructura y dinámica de las comunidades vegetales. Así que supongo que no era la única que comparaba las comunidades vegetales con el sistema capitalista.

Este trabajo, como en todos los buenos desafíos, depende en gran parte tanto de los micólogos izquierdistas como de los experimentos por hacer; es decir, eliminó la posibilidad de una transferencia significativa del suelo, y demuestra que el carbono iba efectivamente a los brotes y hojas. Al cabo de par de años, Sylvain Lerat y sus colegas de Quebec había llevado a cabo un muy ingenioso (y, para mí, muy sorprendente) experimento que demostró que no sólo se transfería carbono entre diferentes tipos de plantas a través de la red AM, sino también que la transferencia era bidireccional, dependiendo de quién realizaba la fotosíntesis en cada momento, de acuerdo a lo que se ha venido a llamar una relación origen-destino. Los socios en este caso (plantados en macetas grandes en un bosque local de arces) eran lirios amarillos (Erythronium americanum) y arces azucareros (Acer saccharum), dos plantas muy diferentes, pero que cumplían cuatro requisitos: crecían en la misma zona; se las encuentra juntas en la naturaleza; ambas son colonizadas por MA (micorrizas arbusculares) de hongos y podían compartir una red; y los efímeros lirios ponían sus hojas hacia fuera y realizaban la fotosíntesis a principios de la primavera, cuando las copas de los arbolitos carecían de hojas, pero engordaban sus cormos [o bulbos] subterráneos según avanzaba la estación, aunque estando a la sombra llevaban activamente a cabo la fotosíntesis.

Bosque de arces del azúcar.

Estoy segura de que has adivinado el resultado. Los lirios suministraban carbono a las plántulas de arce durante el crecimiento de sus hojas, y los arces transferían carbono a los lirios al final de temporada, cuando almacenaban nutrientes en sus cormos. Esto es bastante sorprendente. Una cosa es pensar que la WWW permite a los árboles alimentar las plántulas de la misma especie; brotes que pueden llevar incluso sus propios genes, pero éstas eran dos especies de plantas muy diferentes que se ayudaban mutuamente a superar los momentos difíciles. Y, a diferencia de los trabajos sobre la reciprocidad entre plantas y hongos («te paso azúcares si me das fósforo y nitrógeno»), esta reciprocidad tenía lugar con grandes espacios de tiempo entre transferencia y transferencia. Así que tiene una implicación interesante. Por cierto, mientras estaban analizándolo, el grupo quebequés comprobó que no tenía lugar la transferencia de carbono en el suelo al sembrar ectomicorrizas de brotes de abedul en las mismas macetas. Como los abedules no se introducen en la red AM, no recibieron carbono.

Desde entonces, se han realizado más trabajos sobre las redes ectomicorrícicas que han demostrado redes naturales más complejas con centros de conexiones de los árboles grandes con plántulas y árboles más pequeños. (Este trabajo sólo puede llevarse a cabo con ectomicorrizas debido a que sólo los ectomicorrizas pueden ser identificados genéticamente. Las redes de micorrizas arbusculares, con su citoplasma mezclado y su incomprensible —para nosotros— sexualidad, simplemente no se pueden identificar claramente.) Los ejemplos de este trabajo de EM (ectomicorrizas), como el de Teste y Beiler (ambos del laboratorio de Simard) se han concentrado en el abeto de Douglas (Pseudotsuga menziesii), con todos los árboles (aunque no todos los hongos) de una misma especie. Esto se ha ajustado más a nuestra visión de la WWW permitiendo a árboles más grandes y viejos alimentar a sus semillas (y proporcionar una razón más de por qué es una mala práctica forestal eliminar los árboles más grandes o pensar que una plantación de semillas es un bosque saludable), aunque parece probable que la red mantenga no obstante la mayor parte de las relaciones de vegetación bajo la superficie del bosque.

El artículo de Beiler, titulado «Arquitectura de la Woodwide Web», amplió nuestra comprensión de la estructura de las redes naturales, examinado dos especies de hongos del género Rhizopogon; cada uno de los cuales exhibieron una estructura de la red ligeramente diferente, con R. vesiculosus conectando un mayor número de árboles y habitando una profundidad mayor que el R. vinicolor. La posibilidad de acceder a estratos más profundos podría ser útil cuando los recursos son escasos. Y el artículo de Teste mostró la complejidad de la red en la naturaleza, encontrando un total de 32 tipos de hongos vinculados a los árboles adultos y plántulas del estudio; la vinculación con la web y el intercambio de carbono fue muy útil para la supervivencia y el desarrollo de las semillas plantadas en el sector del bosque analizado, pero no parece ayudar a las semillas trasplantadas. (Teste et al. concluyen que en la relación origen-destino la fuerza del destinatario es mayor que la de la fuente). Y, para complicar aún más el cuadro general, cuanto mayor sea el donante en esta parcela de abeto de Douglas, menos carbono se comparte (llegados a este punto, vuelta al capitalismo o, como dicen los italianos: «Si necesitas dinero, pregunta a los pobres».)

Edwin Hubble dijo una vez que la historia de la astronomía es una historia de horizontes que retroceden. Por supuesto, eso es cierto para todos los conocimientos científicos. Pero me sorprende que el horizonte del espacio exterior haya retrocedido en pársecs, mientras que el de la tierra sólo retrocede muy lentamente y de manera incompleta, pulgada a pulgada.

También me ha impresionado el predominio de investigadores canadienses en este campo. Esto podría ser simplemente el efecto debido a una serie de laboratorios que casualmente están en Canadá. Pero no puedo dejar de preguntarme si esto tiene que ver con el hecho de que Canadá tiene una fuerte red de Seguridad Social para sus ciudadanos, y los EEUU no. Si decidiésemos que hacerse cargo del cuidado de los débiles y de los jóvenes fuera una prioridad nacional, ¿habría más investigación en EEUU sobre la interconexión de los ecosistemas y los beneficios de la distribución de los recursos? Bromeando a medias compartí este pensamiento con un viejo amigo, John Klironomos, un micólogo canadiense que acababa de regresar de la Conferencia Internacional de Micorrizas en la India, y me respondió en un correo electrónico: «Tiene usted un agudo sentido de la observación. En las reuniones, los mayores críticos de la distribución de los recursos a través de redes de micorrizas aparentemente son unos cuantos estadounidenses... ¡hmmm…!»




REFERENCIAS:

Bidartondo, M. and T. Bruns. 2001. «Extreme specifi city in epiparasitic Monotropoideae (Ericaceae): widespread phylogenetic and geographical structure». Molecular Ecology 10: 2285-2295.

Björkman, E. 1960. «Monotropa hypopitys L.–an epiparasite on tree roots». Physiologia Plantarum 13: 308-327.

Bonfante, P., and A. Genre. 2010. «Mechanisms underlying benefi cial plant–fungus interactions in mycorrhizal symbiosis». Nature Communications 1:48 doi: 10.1038/ ncomms1046.

Kaminski, F. 1881. «Die Vegetationsorgane der Monotropa hypopitys L.». Botanische Zeitung 29: 457-461.

Lerat, S., R. Gauci, J.G. Catford, H. Bierheilig, Y. Piche, and L. Lapointe. 2002. «14C transfer between the spring ephemeral Erythronium americanum and sugar maple saplings via arbuscular mycorrhizal fungi in natural stands». Oecologia 132: 181-187.

Read, D.J. 1984. «The structure and function of vegetative mycelium of mycorrhizalroots». p. 215-240. In: D.H. Jennings and A.D.M. Rayner (eds.) The Ecology and Physiology of the Fungal Mycelium. Cambridge U. Press, New York.

Robinson, D., and A. Fitter. 1999. «The magnitude and control of carbon transfer between plants linked by a common mycorrhizal network». Journal of Experimental Botany 50 (330): 9-13.

Simard, S.W., D.A. Perry, M.D. Jones, D.D. Myrold, D.M. Durall, and R. Molina. 1997. «Net transfer of carbon between tree species with shared ectomycorrhizal fungi». Nature 388:579-582.

Teste, F.P., S.W. Simard, D.M. Durall, R. Guy, M.D. Jones, and A.L.Shoonmaker. 2009. «Access to mycorrhizal networks and tree roots: importance for seedling survival & resource transfer». Ecology 90: 2808-2822.