Alianzas entre reinos

Las plantas no pudieron conquistar tierra
firme sin la ayuda de los hongos.

 Por LYNN MARGULIS y DORION SAGAN

Todos los líquenes —se estima que hay unas 25.000 clases— son el resultado de asociaciones entre hongos y algas o cianobacterias. Muchos líquenes incluso albergan ambos tipos de fotosintetizadores. Adheridos a troncos, lápidas, paredes de roca y otros lugares iluminados inaccesibles para organismos menos emprendedores, los líquenes se han procurado un nicho confortable para ellos. A medida que crecen, desmenuzan lentamente la roca sólida y la convierten en suelo vivo.

Por separado, los componentes fúngico y algal de un liquen no se parecen en nada. Y tampoco se parecen al extraordinario conjunto de partida. El resultado de la simbiosis es mucho más que una simple suma, es una sorpresa no aditiva.

Con tantos líquenes diferentes, cada uno de los cuales representa un encuentro permanente entre dos formas de vida, una fúngica y otra fotosintética, la expresión «relación a largo plazo» adquiere un nuevo sentido. Cuando se extrae el socio fotosintético de un liquen y se cultiva aparte, la excreción de azúcar cesa y no se reanuda aunque se introduzca en el cultivo un extracto del hongo inductor. De algún modo, alga y hongo perciben la presencia del otro, formando un consorcio emprendedor y complejo depende de la historia de la relación. Como las células animales, las células del alga y el hongo en un liquen se comunican metabólicamente. A diferencia de la mayoría de animales, sin embargo, el tamaño y la forma de un liquen no están fijados con precisión, y su histología se reduce a una capa de tejido o poco más. Los líquenes, sin embargo, superan a los animales en longevidad; algunos líquenes individuales pueden vivir hasta 4.000 años.

Los líquenes son organismos formados
por la simbiosis entre varios seres vivos.

La última alianza entre reinos, aunque aún no constituye un liquen, quizá sea la que se da en la actualidad en la Antártida. El 70 por ciento del agua dulce del planeta se encuentra en ese continente, pero está en forma de hielo, y la humedad relativa en estos páramos desamparados raramente sobrepasa el 30 por ciento. Las pocas regiones antárticas libres de hielo son desiertos, y son los lugares más secos de la Tierra. Pero incluso en estas estériles extensiones desérticas y frías hay hongos que crecen dentro de las rocas —los llamados hongos endolíticos— en asociación laza con algas verdes. Estos hongos endolíticos aprovechan la escasa pero suficiente agua de fusión y suministran nutrientes a las algas (que captan la luz que atraviesa los cristales traslúcidos de la roca).

La vida puede evolucionar súbitamente, a saltos, cuando se unen partes separadas. Las alianzas entre hongos y algas originan líquenes; una alianza similar pudo haber sido crucial para el desarrollo de los primeros bosques. Las micorrizas, por ejemplo, estructuras radicales que resultan del crecimiento acompasado de hongos y plantas, suministran nutrientes minerales al socio autótrofo, y el socio heterótrofo recibe alimento fotosintético a cambio.

Pues bien, estas micorrizas —raíces redondeadas, rechonchas y a menudo coloreadas— son estructuras simbióticas dinámicas producidas por la planta junto con el hongo. Se han descubierto más de 5.000 hongos productores de micorrizas. En la mayoría de casos las plantas asociadas parecen depender de estos simbiontes para absorber fósforo y nitrógeno del suelo. Más que pelos radicales o micelios, son estructuras sinérgicas, emergentes, cruciales para el reciclado. Un solo árbol grande puede tener en sus raíces hasta cien variedades de micorrizas, cada una producida por un hongo distinto.

Plantas y hongos unieron sus fuerzas desde el comienzo mismo de la vida en tierra firme. En algunos de los fósiles vegetales más antiguos se pueden identificar hongos simbióticos. Carentes de hojas y ramas, las primeras plantas terrestres eran poco más que tallos verdes erectos. Peter Atsatt, botánico de la Universidad de California en Irvine, y Kris Pirozynski, micólogo investigador en el Museo de la Naturaleza de Ottawa, defendieron que la colonización del medio terrestre por los ancestros de las plantas modernas no habría tenido éxito sin la ayuda de los hongos. Hoy los hongos siguen estando sinérgicamente entrelazados con las raíces de más del 95% de las especies vegetales. Las plantas ancestrales quizá no fueran capaces de adentrarse en tierra sin hongos que les procuraran nutrientes. La cubierta arbórea primigenia, los primeros suelos forestales, parecen haber sido creados no sólo por las plantas, sino por la acción conjunta de plantas y hongos.

El reino de las plantas es (y siempre lo ha sido) casi enteramente terrestre. Los ancestros de este reino surgieron, naturalmente, de entornos acuosos, pero la mayoría de sus descendientes se quedaron en tierra. Las plantas terrestres primitivas tuvieron que superar desafíos casi insuperables. En aquellos tiempos las tierras emergidas eran despiadadamente irradiadas y esquilmadas de las sales de nitrógeno y fósforo absolutamente necesarias para el crecimiento vegetal. Es más, la tierra era y es un abastecedor poco fiable de ese recurso vital, el agua. Hasta el Silúrico, en que plantas y hongos comienzan a ocupar la tierra, las bacterias verdeazuladas y demás monopolizaban los desolados continentes.

Micorrizas: exenciales para la existencia
de los ecosistemas terrestres.

Kris Pirozynski ha sugerido que los frutos —cuyos colores, sabores y aromas todavía impresionan nuestro sentido primate de la estética— evolucionaron a raíz de interferencias con los reinos fúngico y animal. Su hipótesis intenta explicar el vacío existente en el registro fósil entre la difusión de las plantas con flores y la aparición de frutos carnosos, un lapso de más de cuarenta millones de años. Pirozynski propone que el primer fruto apareció tras una transferencia de genes fúngicos que quedaron incorporados en el ADN cromosómico de la planta. Este proceso es similar al que origina las agallas. Las agallas son tejidos vegetales simbióticos inducidos por insectos, hongos o bacterias. Se trata de tumores abultados, a veces de aspecto un tanto monstruoso, que se encuentran principalmente en árboles y arbustos, y que en algunos casos recuerdan frutos.

En muchas plantas la formación de agallas es causada por la penetración de Agrobacterium. Esta bacteria del suelo puede transferir fragmentos cortos de ADN en forma de plásmidos a las células de las raíces y tallos de plantas susceptibles, cuyos núcleos incorporan así genes bacterianos. La biotecnología emplea Agrobacterium para introducir genes deseables en plantas cultivadas. Pirozynski especula que los genes fúngicos podrían haber infiltrado las plantas de modo parecido. La importancia de las infecciones fúngicas en la aparición relativamente abrupta y tardía de los frutos en muchas plantas con flores del Cretáceo sigue siendo una interesante hipótesis. En cambio, la sinergia planta-hongo, ejemplificado por las agallas, es un hecho establecido.

¿Qué es la vida?
(1996)

El talón de Aquiles de la biosfera

Los hongos saprófitos son de vital
importancia para nuestros bosques.

Por LYNN MARGULIS y DORION SAGAN

Los hongos se parecen a los animales en que, al no ser capaces de producir alimento, dependen para su nutrición de las 'donaciones' de otros. Desde el punto de vista ecológico, sin embargo, ambos reinos son marcadamente distintos. Los hongos son indispensables para la formación del suelo al descomponer la roca intratable. Contribuyen al asentamiento del manto de vida en expansión. Son el talón de Aquiles de la biosfera.

Sin los hongos, las plantas y en última instancia todos los animales se quedarían sin suministro de fósforo (componente esencial del ADN, ARN y el ATP). También hacen de mediadores en los intersticios de las redes tróficas. Los sabios árabes que clasificaron los hongos entre los reinos vegetal y mineral no iban del todo desencaminados. Cuando los hongos toman posesión de un cuerpo, enseguida se pone de manifiesto su naturaleza material. Los cuerpos se convierten en humus rico en carbono. Los hongos descomponen cadáveres y se alimentan de tejidos vivos, como la piel de los pies sudorosos. Durante más de 400 millones de años sus esporas han estado dispersando micelios por una despensa a escala planetaria. Son los basureros de la biosfera, responsables de reciclar lo muerto.

Descomponen pan, frutas, cortezas, exoesqueletos de insectos, pelo, cuerno, monturas de lentes, celuloide, vigas, algodón, plumas, cabellos y uñas. Como equipos de limpieza portátiles, los hongos viajan alrededor del mundo en forma de esporas transportadas por el aire. Casi nada está exento de sus prestaciones gastronómicas. De hecho, su celo reciclador es tan grande que muchos comienzan a actuar aun antes de que el organismo haya muerto. En enfermedades como el pie de atleta o la tiña, los hongos se adelantan en su labor de redistribución de elementos en el seno de la biosfera.

Ya crezcan sobre la epidermis humana, ya descompongan las fibras de celulosa de la ropa o cubran de esporas grises los granos de uva, los hongos digieren las sobras de otros. Lo que para nosotros es «descomposición» para los hongos es el saludable crecimiento de una nueva generación. Sin hongos ni bacterias que descompongan las macromoléculas complejas, los cadáveres de plantas y animales se acumularían dejando el fósforo y el nitrógeno fuera de circulación.

En tierra, son los hongos los que se encargan de la mayor parte del tratamiento de desechos en la biosfera. A diferencia de los grupos humanos, que han sobrevivido como nómadas contaminadores durante generaciones, desplazándose y dejando atrás montones de basura, biosfera simplemente no puede arrojar sus desechos fuera de los confines planetarios. En la Tierra, la basura sólo se traslada de un sitio a otro. La especie humana se está aproximando ahora al grado de eficiencia sanitaria alcanzado hace 400 millones de años por los hongos, que no sólo eliminan la basura, también la reciclan. Así, suplementando la acción de las bacterias, reciclan carbono, nitrógeno, fósforo y demás; en un paisaje continental dominado por las plantas —y los animales— amplían la autopoyesis planetaria hasta la tierra seca, modificando permanentemente la superficie terrestre.

¿Qué es la vida?

(1996)