En algunas de las regiones más secas de la Tierra, la corteza oscura y aparentemente discreta de la superficie es en realidad un microecosistema muy sofisticado. Compuesta de musgo, hongos, bacterias, algas y animales microscópicos, se llama "corteza biológica del suelo" y desempeña un papel clave en la retención de nutrientes, la estabilización del suelo y la prevención de la erosión eólica.
Moss es uno de los miembros más "portadores" de esta comunidad. Pueden secarse por completo y parecer muertos, pero pueden revivir rápidamente después de una breve lluvia; algunas especies pueden adherirse a rocas desnudas y sobrevivir en altas temperaturas y escasez de agua a largo plazo. Esta tenaz característica ha llevado incluso a los científicos a imaginar que los musgos podrían ayudar a los humanos a mantener sistemas de soporte vital en ambientes extraterrestres extremos en el futuro.
Un equipo de investigación de la Universidad de California en Riverside propuso recientemente que la gran capacidad de supervivencia del musgo del desierto puede deberse a un "ayudante oculto": los hongos que viven dentro del tejido del musgo. La evidencia, publicada en la revista botánica New Phytologist, apunta a una relación simbiótica que nunca antes había sido documentada formalmente en los musgos.
Si este descubrimiento finalmente se confirma, no sólo podría revertir una hipótesis básica de larga data sobre la biología del musgo, sino que también podría proporcionar a los científicos una nueva ventana de observación para reexaminar el punto de inflexión en la historia de la Tierra hace unos 470 millones de años, cuando las plantas aterrizaron por primera vez en la Tierra a gran escala.
Las investigaciones existentes muestran que más del 80% de las plantas terrestres no trabajan solas, sino que forman una asociación tácita con los hongos: los hongos ayudan a las plantas a obtener nutrientes minerales del suelo, y las plantas devuelven a los hongos los azúcares producidos mediante la fotosíntesis. Uno de los más críticos es el grupo de hongos "hongos micorrízicos arbusculares" (HMA), que forman pequeñas estructuras en forma de ramas en las raíces de las plantas que sirven como interfaces de intercambio de nutrientes.
Sin embargo, los musgos han sido considerados durante mucho tiempo como la "excepción" a este patrón. A diferencia de las angiospermas, las plantas leñosas y la mayoría de los cultivos, los musgos carecen de verdaderos sistemas de raíces, y la comunidad científica ha creído durante mucho tiempo que no existen hongos micorrízicos similares entre las aproximadamente 10.000 especies de musgos conocidas.
"Éste ha sido el modelo básico de los libros de texto". El coautor del estudio, Jason Stajic, profesor de microbiología y fitopatología de la Universidad de California en Riverside, señaló que, según la comprensión tradicional, los musgos no parecen necesitar depender de los hongos para sobrevivir.
Para probar esta hipótesis "preconcebida", Gene Kelly, estudiante de doctorado de la escuela, viajó a los desiertos de Mojave y Sonora para realizar muestreos de campo. Las temperaturas diurnas en estas áreas a menudo superan los 38 grados Celsius, lo que las convierte en sitios experimentales naturales hostiles y lugares ideales para observar estrategias de supervivencia en ambientes extremos.
Kelly seleccionó específicamente musgos de las costras biológicas del suelo para su investigación. Este tipo de corteza se describe a menudo como la "corteza viva del desierto". No sólo sustenta el funcionamiento de los ecosistemas áridos, sino que también es extremadamente frágil. A menudo, una sola huella o un aplastamiento de un neumático pueden impedir que se recupere durante décadas.
Durante el proceso de recolección, Kelly también intentó comparar comunidades de musgo en diferentes condiciones climáticas. “A veces me llevaba mucho tiempo y era difícil encontrar la misma especie de musgo en otro entorno”. Recordó haber buscado repetidamente en condiciones de temperaturas extremadamente altas para establecer muestras comparables entre áreas áridas y relativamente húmedas.
La pregunta central del equipo de investigación es: ¿Existen diferencias sistemáticas en las comunidades de hongos dentro de musgos de diferentes zonas climáticas? Esto es particularmente importante para comprender la zona árida global en expansión. Si hongos específicos ayudan a los musgos a resistir el calor y la sequía, podrían afectar profundamente la forma en que los ecosistemas desérticos responden al cambio climático.
En el laboratorio, los investigadores muelen y procesan las muestras de musgo recolectadas y realizan pruebas de ADN de hongos. Los resultados mostraron que existen hongos dentro del tejido del musgo y, lo que es más sorprendente, incluían un tipo de hongo micorrízico que generalmente se cree que debe adherirse a las plantas para sobrevivir.
Una comparación más detallada encontró que la comunidad de hongos en el musgo no era idéntica a la comunidad de hongos en el suelo circundante, y el conjunto de hongos de los musgos del desierto árido también era significativamente diferente de la composición de hongos en los musgos de ambientes más suaves. Kelly especula que "ciertos hongos pueden ser más propicios para la supervivencia de los musgos en ambientes cálidos y secos".
Este patrón reduce significativamente la probabilidad de la "hipótesis de contaminación". Si los hongos fueran simplemente restos de tierra adheridos a la superficie del musgo, entonces los linajes de ADN detectados dentro del musgo deberían ser más cercanos a los del suelo de fondo. Pero el resultado real se parece más a que el musgo "escoge" hongos específicos, lo que sugiere alguna asociación selectiva entre las dos partes.
La evidencia del ADN por sí sola todavía no es suficiente para demostrar que los hongos realmente colonizan el interior de los tejidos de las plantas y participan en actividades fisiológicas. Para buscar evidencia estructural directa, Kelly trató el tejido de musgo con un tinte azul que se une específicamente al hongo y lo observó bajo un microscopio.
Dentro de las células de musgo, vio estructuras fúngicas cada vez más ramificadas. "Cuando vi por primera vez estas formas bajo el microscopio, supe que habíamos encontrado algo muy inusual", dijo Kelly.
Estas estructuras son morfológicamente similares a los "arbúsculos" que los hongos micorrízicos típicos forman en las raíces de las plantas: estructuras parecidas a árboles que se utilizan para el intercambio de nutrientes. Pero a diferencia de las plantas con raíces, el musgo no tiene un sistema de raíces real. Estas estructuras en forma de "ramas" aparecen en las hojas de musgo, por lo que el equipo de investigación las llama temporalmente "estructuras en forma de arbusculares".
En términos de morfología y posición de distribución, estas estructuras son muy similares a las interfaces para el intercambio de nutrientes en otras plantas, pero los científicos aún necesitan demostrar más si el intercambio de materiales realmente ocurre entre musgos y hongos. Sólo cuando esto se confirme rigurosamente podrá definirse formalmente la relación como una verdadera simbiosis.
Los hallazgos podrían tener implicaciones mucho más allá del campo de la ecología del desierto. Los musgos pertenecen a una rama muy antigua del árbol evolutivo de las plantas y se consideran uno de los primeros parientes de las plantas terrestres.
A medida que las plantas se trasladan de los ambientes acuáticos a la tierra, deben resolver una serie completamente nueva de problemas para adquirir nutrientes, prevenir la pérdida de agua y separarse del soporte físico de los cuerpos de agua. Cada vez más registros fósiles muestran que la combinación de plantas y hongos primitivos probablemente jugó un papel decisivo en este proceso histórico. Muchos investigadores incluso creen que fueron estas asociaciones las que contribuyeron al "enverdecimiento" a gran escala de los continentes de la Tierra.
Si los musgos son realmente capaces de albergar hongos micorrízicos de una manera que antes se pasaba por alto, obligará a la comunidad científica a repensar los orígenes y la diversidad de las relaciones entre plantas y hongos en las primeras etapas de la evolución, e incluso puede reescribir la narrativa clásica de qué tipo de hongos ayudan a las plantas a aterrizar en la tierra.
Desde una perspectiva de aplicación, esta investigación también es relevante para las prácticas de restauración ecológica en zonas áridas. Actualmente, las costras biológicas del suelo se enfrentan a múltiples amenazas, como el aumento de las temperaturas, la sequía persistente, la presión del pastoreo, los vehículos todoterreno y el pisoteo humano. La recuperación de este tipo de comunidades es extremadamente lenta. Una vez dañado, a menudo se necesitan años o incluso décadas para reconstruirlo parcialmente.
El experimento actual no puede probar directamente que el hongo esté definitivamente ayudando al musgo a mejorar su tasa de supervivencia, pero revela claramente una "red oculta" que no ha sido reconocida antes. Para los investigadores que esperan implementar la restauración ecológica en zonas áridas degradadas, este posible mecanismo de cooperación entre musgos y hongos puede proporcionar nuevas ideas para diseñar estrategias de restauración más sofisticadas en el futuro.
Como dijo Kelly: "El desierto está lleno de formas de vida que la gente da por sentado pero que nunca analiza seriamente. A veces, las mayores sorpresas crecen silenciosamente bajo nuestros pies".