Las raíces gruesas y las semillas grandes son la clave oculta de la biodiversidad global

Un misterio de la naturaleza empieza a resolverse: ¿qué determina el tamaño de las semillas?

Entre las raíces de la mayoría de las plantas y algunos hongos que viven en el suelo se desarrolla una asociación simbiótica. Son plantas con "micorrizas arbusculares“.

Un estudio internacional publicado en la revista Nature Plants reveló un vínculo invisible entre raíces y semillas que muestra cómo el subsuelo decide el futuro de las plantas.

Ya se había observado que las semillas más grandes tienden a aparecer en especies de plantas con raíces más gruesas, pero no se sabía por qué.

El hallazgo aporta una clave que faltaba en la biología vegetal. Los autores explicaron: “Aquí demostramos que el tamaño y el contenido de fósforo de la semilla aumentan con el diámetro de la raíz en plantas con micorrizas arbusculares”.

La corteza de la raíz permite alojar más hongos, que cumplen una doble función: entregan fósforo, un nutriente esencial, y protegen a la planta de patógenos del suelo.

El trabajo estuvo liderado por Deliang Kong, de la Universidad Agrícola de Henan, en China.

Entre los participantes se encuentra la científica argentina Sandra Díaz, investigadora del Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal, que depende del Conicet y la Universidad Nacional de Córdoba, en la Argentina.

El equipo incluyó especialistas de los Estados Unidos, Suecia, Australia, Reino Unido, Países Bajos y Estonia. Reunió el mayor conjunto de datos globales sobre raíces y semillas de más de 1.100 especies vegetales.

En diálogo con Infobae, la doctora Díaz señaló que “los resultados de la investigación podrían tener implicancias prácticas”.

En la agricultura y silvicultura (que se dedica a los bosques o montes), “identificar o cultivar especies con micorrizas arbusculares, semillas grandes y raíces gruesas podría ayudar a reducir el impacto negativo de patógenos del suelo y mejorar la eficiencia en el uso de nutrientes”, resaltó.

La incógnita de la botánica

Desde hace siglos, la ciencia se pregunta por qué algunas plantas producen semillas grandes y otras muy pequeñas.

Las semillas grandes ofrecen reservas de fósforo y energía que ayudan al brote a sobrevivir en ambientes difíciles.

Pero si las semillas son pequeñas, en cambio, la planta puede producir muchas más con el mismo esfuerzo. Claro que cada semilla tiene menos reservas y por lo tanto menos chances de sobrevivir.

Las raíces también muestran contrastes. Algunas especies poseen raíces finas

Otras tienen raíces más gruesas, con una corteza amplia que funciona como refugio para hongos del suelo.

Estos hongos, llamados micorrizas, ayudan a las plantas a absorber fósforo y a defenderse de patógenos, a cambio de azúcares.

Hasta ahora, los estudios habían analizado raíces y semillas por separado. Faltaba comprobar si existía un vínculo directo entre ambas estructuras.

La pregunta clave fue: ¿puede la relación entre raíces y hongos explicar por qué algunas especies invierten en semillas grandes?

El objetivo del equipo internacional que publicó en Nature Plants fue verificar si el grosor de la raíz se relaciona con el tamaño de la semilla y con el fósforo que contiene. Además, se buscó determinar si esta regla cambia según el tipo de micorriza.

Cómo trabajaron

Los investigadores analizaron más de 1.100 especies de distintos climas y formas de vida. Se midió el diámetro de la raíz, el grosor de la corteza y las características de las semillas, como peso y contenido de fósforo.

Luego se clasificaron las plantas según el tipo de micorriza: “arbuscular” o “ectomicorrízica”. Las micorrizas arbusculares (AM) forman ramificaciones dentro de la corteza de la raíz. Allí los hongos entregan fósforo y reciben azúcares.

En cambio, las micorrizas ectomicorrízicas (ECM), envuelven la raíz desde afuera y cumplen un rol protector diferente.

Los resultados fueron claros. En plantas con micorrizas arbusculares, las raíces gruesas con corteza amplia se asociaron a semillas grandes y con más fósforo.

“Esta estructura radicular permite alojar más hongos micorrícicos, que mejoran la absorción de fósforo y protegen contra patógenos del suelo”, aclaró la científica.

En especies con micorrizas ectomicorrízicas no se encontró el mismo patrón. Esto mostró que no todas las asociaciones planta-hongo generan el mismo efecto.

Las raíces tienen dos tipos de estructuras: los vasos, que son los equivalentes de las canherias, que transportan agua y nutrientes minerales del suelo al resto de la planta, y la corteza, que entre otras cosas sirve de alojamiento a las micorrizas.

El análisis estadístico confirmó que la corteza de la raíz fue la parte más decisiva. Esto sugiere que la función nutritiva de la asociación micorrícica, y no la anatomía del transporte de agua y nutrientes, explica la relación entre raíz y semilla.

El patrón se repitió en diferentes climas, familias y formas de crecimiento. No fue exclusivo de un ambiente particular. Eso fortaleció la conclusión: la coordinación entre raíces y semillas es una regla global en plantas con micorrizas arbusculares.

El hallazgo se conecta con trabajos previos, incluido un estudio de 2016 liderado por la doctora Díaz que había sido publicado en Nature. Ese trabajo mostró los “modos generales de ser planta” a nivel global.

Ahora, la nueva investigación profundizó el panorama y abrió preguntas sobre cómo las interacciones invisibles bajo tierra modelaron la biodiversidad y cómo podrían responder al cambio global.