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Las bacterias que viven en el suelo y ayudan a las raíces a fijar el nitrógeno pueden aumentar la capacidad de reproducción de ciertas plantas.
Es la conclusión de un artículo publicado en el American Journal of Botany que describe un estudio de este mecanismo en Chamaecrista latistipula, una leguminosa perteneciente a la familia Fabaceae, que incluye frijoles y guisantes, informa FAPESP.
Las bacterias del suelo mejoran el atractivo de las flores de la planta para los polinizadores a través de un tipo de relación conocida como mutualismo, que está muy extendida en plantas y animales. Los microorganismos como las bacterias o los hongos contribuyen y se benefician de las relaciones mutualistas con las plantas, por las que ambas partes obtienen más nutrientes o se reproducen con más vigor, por ejemplo.
En el caso de C. latistipula, un arbusto con un área de distribución nativa que abarca Bolivia, Brasil y el noreste de Argentina, el suelo que habita tiende a ser pobre en nutrientes y depende de un tipo específico de polinizador para reproducirse.
"Su relación mutualista con las bacterias fijadoras de nitrógeno aumenta el suministro de ese nutriente a sus raíces a cambio del azúcar del que se alimentan", explicó Anselmo Nogueira, profesor del Centro de Ciencias Naturales y Humanas de la Universidad Federal del ABC (CCNH-UFABC), en Brasil.
"La planta también tiene una relación mutualista con un tipo específico de polinizador. El polen almacenado en las anteras de sus flores sólo se libera cuando se las hace vibrar, principalmente al ser sacudidas por las hembras de algunas especies de abejorros del género Bombus".
Un experimento de invernadero realizado en el Laboratorio de Interacción Planta-Animal, que dirige Nogueira, mostró que estas bacterias desempeñan un papel importante en hacer que las flores sean atractivas para los abejorros, especialmente para las plantas que crecen en suelos pobres en nutrientes.
"También observamos un efecto drástico que no esperábamos. Como la asociación con bacterias es muy costosa para la planta, supusimos que en un suelo rico en nitrógeno las plantas simplemente tomarían nitrógeno directamente del suelo, pero en nuestros experimentos, el suelo rico en nutrientes no produjo plantas sanas con flores atractivas", dijo Caroline Souza, primera autora del artículo.
El experimento fue parte del proyecto "Efecto sinérgico de múltiples mutualistas en las plantas: cómo las bacterias, las hormigas y las abejas contribuyen a la evolución de un linaje hiperdiverso de leguminosas", que es coordinado por Nogueira.
En el experimento, los investigadores monitorearon el crecimiento de 60 plantas de C. latistipula desde la germinación de las semillas durante 16 meses. La mitad se cultivó en un suelo compuesto principalmente de arena (90%) con una fina capa de tierra vegetal orgánica (10%) y una baja concentración de nutrientes, especialmente nitrógeno. La otra mitad se cultivó en un suelo rico en materia orgánica y suplementado con nitrato de potasio, que libera nitrógeno en el suelo. En ambos casos se controló la acidez del suelo durante seis meses para asegurar que el pH fuera neutro y no influyera en la interacción raíz-bacteria.
Antes de sembrar las semillas, se esterilizaron con alcohol, hipoclorito de sodio y peróxido de hidrógeno para eliminar las bacterias que pudieran influir en los resultados, y luego se enjuagaron en agua destilada. El suelo se esterilizó a alta temperatura en un autoclave para eliminar microorganismos.
A continuación, los dos tipos de suelo se sometieron a diferentes tratamientos. A la mitad de las macetas con suelo arenoso pobre en nitrógeno y a la otra mitad con materia orgánica rica en nitrógeno se añadió una solución que contenía rizobios (bacterias que fijan el nitrógeno en las raíces de las plantas). El resto no tenía bacterias. Los rizobios utilizados en el experimento se aislaron directamente de nódulos radiculares encontrados en C. latistipula en la naturaleza.
En el suelo arenoso pobre en nitrógeno sin bacterias añadidas, las plantas crecieron muy poco y tuvieron hojas amarillentas persistentes debido a la falta de nitrógeno. Las plantas cultivadas en suelo arenoso pobre en nitrógeno con rizobios añadidos se desarrollaron satisfactoriamente.
"En el suelo arenoso pobre en nitrógeno con bacterias fijadoras de nitrógeno, las plantas eran casi dos veces más altas y tres veces más grandes que las cultivadas en suelo rico en nitrógeno con materia orgánica y rizobios. Por otro lado, las plantas cultivadas sin rizobios tanto en suelo arenoso como en suelo rico en materia orgánica eran más bajas y más pequeñas que las cultivadas con rizobios", dijo Nogueira.
Los investigadores analizaron las flores utilizando un espectrofotómetro de superficie, que mide la forma en que se refleja la luz. "Con base en la reflectancia de las flores medida de esta manera, probamos alteraciones en los contrastes de color perceptibles para los abejorros en los diferentes suelos con y sin bacterias", dijo Souza.
Se detectaron diferencias significativas solo en las plantas cultivadas en suelo arenoso pobre en nitrógeno con rizobios: sus anteras presentaban un patrón considerado particularmente atractivo para los abejorros, que perciben el espectro de colores de manera diferente a los humanos.
"Las anteras contienen el polen y sólo pueden acceder a ellas los insectos capaces de hacerlas vibrar, algo que no pueden hacer especies exóticas como la abeja europea Apis mellifera, por ejemplo", explicó Souza.
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