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Martes, 3 octubre 2017
Ecología

La diversidad tropical tiene sus raíces en las relaciones entre hongos y semillas

Un equipo liderado por científicos del Instituto Smithsonian en Panamá descubrió una de las claves para entender la diversidad de árboles tropicales estudiando interacciones entre hongos y semillas. A pesar de un sinnúmero de especies disponibles para elegir, los hongos y las semillas tropicales se asocian de manera selectiva. Asociaciones tempranas con hongos específicos pueden determinar si una semilla sobrevive, y al mismo tiempo pueden ayudar a explicar cómo se mantiene la alta diversidad de especies en bosques tropicales.

 

"Dependiendo de la especie de semilla con la que se asocia, un hongo puede matarla, retardar su desarrollo o, por el contrario, ayudar a su germinación," comentó Carolina Sarmiento, becaria del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y autora principal del nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. El efecto de estas asociaciones especie-específicas es sorprendente porque muchos de los hongos aislados en el estudio pueden colonizar varias especies de plantas, las cuales tienen defensas químicas y físicas particulares. "Todavía no sabemos por qué los hongos actúan de formas distintas dependiendo de cuál especie de semilla infectan, pero estas respuestas son cruciales para entender su supervivencia y crecimiento en bosques tropicales."

 

Para desmitificar las interacciones entre hongos y semillas, Sarmiento y sus colaboradores enterraron miles de semillas de nueve especies nativas en diferentes parcelas en el bosque de la Isla Barro Colorado en Panamá. Desenterraron las semillas luego de períodos que variaron entre un mes y un año. Después de esterilizar las superficies externas, cortaron las semillas en mitades. Usaron una mitad para cultivar cualquier hongo que pudiera invadir el tejido de la semilla y procesaron la otra para ver si el embrión de la planta aun estaba vivo.

 

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(Foto: Carolina Sarmiento/STRI)

 

El equipo procesó más de 8,300 semillas, aisló 1,460 hongos e identificó más de 200 cepas de hongos distintos. Cada una de las nueve especies de plantas se asoció con una comunidad de hongos diferente, a pesar de haber estado enterradas durante distintos períodos de tiempo, en varios tipos de suelo, y rodeadas de diferentes especies de árboles. El efecto de filtro que cada especie de planta--incluso como semilla--ejerce sobre los hongos que atrae nos da pistas importantes para entender cómo se mantiene la diversidad de plantas tropicales.

 

En los trópicos, numerosas especies crecen cerca unas de otras pero especies individuales están ampliamente distribuídas y son localmente raras. Los científicos especulan que este patrón de diversidad puede mantenerse por patógenos, plagas o predadores específicos, haciendo el entorno local adverso para otros individuos de su misma especie y promoviendo así el crecimiento de otras especies.

 

"Cuando la densidad de individuos de una especie es alta, las enfermedades pueden propagarse más facilmente de un individuo a otro," explicó la coautora A. Elizabeth Arnold, profesora de la Universidad de Arizona. "La mayoría de las investigaciones en esta área se han enfocado en plántulas e individuos juveniles, sin embargo lo que pasa con las semillas está menos estudiado."

 

Como complemento a sus resultados, los investigadores inocularon siete especies de semillas con cepas de hongos aisladas en el experimento de enterramiento. Con un experimento en invernadero, confirmaron que los hongos afectan la mortalidad y germinación de semillas de manera especie-específica.

 

"Resultó fascinante encontrar que si un hongo tiene un efecto patogénico en una especie de planta, es probable que tenga el efecto opuesto en otra," comentó el coautor Paul-Camilo Zalamea, becario posdoctoral del Smithsonian.

 

James Dalling, investigador vinculado al proyecto y profesor de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, comentó: "Al afectar benéficamente a unas especies mientras que evitan la regeneración de otras, los hongos podrían ser los árbitros últimos de la lucha por la existencia en los bosques tropicales." (Fuente: Smithsonian Tropical Research Institute)

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