Más de un billón de microbios viven dentro del tronco de un árbol promedio

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Por Erik Stokstad La madera del interior de un árbol promedio puede parecer estéril, pero es el hogar de una variedad increíblemente diversa de vida. Más de un billón de hongos, bacterias y otros microbios viven dentro de un tronco promedio, según el estudio más completo realizado hasta ahora, que comprende comunidades únicas especializadas en varias especies de árboles. Algunos de los microbios podrían ser candidatos a probióticos para repeler o matar patógenos, dice Jesús Mercado-Blanco, microbiólogo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España que no participó en el trabajo. Como tal, dice, el estudio, publicado como preimpresión en bioRxiv, podría conducir a nuevas formas de proteger árboles vulnerables en todo el mundo . Los microbios son una parte importante de la vida vegetal. Los hongos del suelo ayudan a las raíces a acceder al agua y los nutrientes, por ejemplo, y las bacterias y los hongos beneficiosos de las hojas pueden prevenir la infección por hongos o bacterias perjudiciales. Pero se sabe poco sobre los microbios que viven dentro de la madera sana, que constituye una enorme cantidad de biomasa. Los aproximadamente 10 billones de árboles del planeta contienen 450 gigatoneladas de carbono , empequeñeciendo las 2 gigatoneladas que se encuentran en los animales. En el nuevo estudio, Jonathan Gewirtzman, estudiante de doctorado de la Universidad de Yale, se asoció con Wyatt Arnold, otro estudiante de doctorado de Yale que se especializa en biología molecular. El dúo viajó a un bosque de investigación en Connecticut para estudiar 15 especies comunes de árboles, incluidos robles, arces y pinos. Extrajeron muestras de madera de los troncos de 158 árboles tomando núcleos más delgados que un lápiz. También tomaron muestras de suelo alrededor de cada árbol. Después de extraer ADN de la madera y el suelo, enviaron el material genético a un laboratorio para secuenciar los genes marcadores clave llamados 16s e ITS . Arnold tomó esos datos y los comparó con secuencias de tipos conocidos de microbios. Para obtener una estimación aproximada de la cantidad de microbios procariotas (bacterias y arqueas, que parecen similares pero tienen historias evolutivas diferentes) dentro de un árbol típico, Gewirtzman y Arnold comenzaron con su abundancia en 1 gramo de madera de los núcleos. Al multiplicar ese valor por el peso de un árbol de 5 toneladas, obtuvieron un billón de procariotas. (Esto no incluye los hongos, que son eucariotas y cuya abundancia no se pudo calcular de manera confiable a partir de los datos genéticos). Puede parecer mucho, pero el tracto digestivo humano contiene aproximadamente 38 veces más células procariotas que el tronco de un árbol. Así como los distintos animales tienen sus propios microbiomas distintos según lo que comen, las 15 especies de árboles tenían comunidades únicas viviendo en su madera. Los arces, por ejemplo, tenían muchos más especialistas que se alimentaban de la savia dulce con la que se hace el jarabe de arce. Mientras tanto, las especies de árboles que se sabe que resisten la putrefacción, como la cicuta oriental, tenían la menor abundancia de microbios. También se observó un patrón general en todo el bosque. Independientemente de la especie de árbol, las comunidades microbianas parecen especializarse para vivir en diferentes tejidos. El duramen denso, que tiende a tener menos oxígeno que la albura circundante, tenía metanobacterias más abundantes, por ejemplo, que producen metano. La albura, en cambio, tiene bacterias adaptadas a vivir con mayores concentraciones de oxígeno. Este patrón ya se había identificado en un estudio de una sola especie de árbol . Pero como el nuevo estudio amplía el análisis a 15 especies comunes, Gewirtzman afirma que comienza a proporcionar una imagen de un microbioma típico de la madera en árboles vivos. “Este es un avance significativo”, coincide Sharon Lafferty Doty, microbióloga vegetal de la Universidad de Washington. El estudio plantea más preguntas que respuestas, dice Gewirtzman. Uno de los enigmas es el origen de los microbios que viven en la madera. La fuente obvia sería el suelo, ya que es rico en bacterias, arqueas y hongos. Pero en algunas de las especies de árboles que estudió el equipo, tan solo el 3% de la diversidad microbiana de la madera se superpone con la de la tierra en la que crece. En última instancia, los investigadores podrían encontrar formas de ajustar el microbioma de los árboles para ayudar a protegerlos de los patógenos. Eso requiere aprender más sobre las funciones de los microbios que viven en la madera, dice Samuel Martins, fitopatólogo de la Universidad de Florida, lo cual es un desafío porque pocos de ellos pueden cultivarse en placas de Petri. El nuevo estudio podría ayudar a responder una pregunta fundamental sobre los microbios que viven en las plantas, dice: "¿Quiénes están ahí?"