Lluvia de Microorganismos Patógenos: Del Suelo a la Atmósfera y de la Atmósfera al Suelo

¿Pueden llover los patógenos del cielo? ¿Pueden ser transportados a grandes distancias? En algunas ocasiones, la ciencia muestra como un gran avance meros hechos que, tanto nuestro sentido común, como numerosas evidencias indirectas avalarían por triviales. ¿No se ha asistido a la lluvia de peces y ranas, entre otras especies más complejas y de mayor tamaño que los microorganismos? ¿Por qué no iban a caer del cielo diminutos patógenos, muchos de los cuales a demás atesoran propágalos resistentes a condiciones ambientales muy adversas?. ¿No soportan los tardígrados las extremas condiciones del espacio? De este tema hablaremos hoy, aprovechando una noticia que da cuenta de un estudio muy sugerente llevado a cabo por investigadores españoles. Dos hechos nos deberían llamar la atención: (i) en un mundo cada vez más globalizado comienzan a detectarse conexiones más globales (entendidas como procesos que acaecen en un lugar y afectan a otros muy distantes del mismo) y (ii) ¿Por qué la fitopatología ha tardado tanto en atender algo esperable? ¿Por qué los servicios de prevención de plagas no incidieron en este tema durante tantas décadas?

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La lluvia transporta patógenos de unos lugares del planeta a otros. Fuente: Cortinas de Humo

Personalmente siempre lo había tenido claro. Empero no soy fitopatólogo. Ahora bien, evidencias existen desde el siglo pasado. Otra cuestión es que los receptores del agua pudieran encontrarse contaminados, como suele ocurrir con frecuencia (buscar en la Web y detectaréis abundantes noticias a este respecto, eso sí, en suahili). Ya os comenté hace años mi asombro por una granizada roja que depositó sobre el suelo y pavimentos unos dos cm. de materiales del mismo color al licuarse. Más aun, algunos investigadores dicen haber demostrado (ver sitios web enlazados más abajo) que las “lluvias de colores”, son a veces producidas por las tonalidades de los organismos que contienen.  También os comentamos algo de este tema en nuestro post sobre esos agregados flotantes denominados iberulitos.

En esta página Web se nos indica que el agua de lluvia puede trasportar  bacterias, algas (algunas de ellas de origen liquénico), hongos, protozoos, etc. que incluso podrían colorear el líquido elemento.

Ahora bien, una vez dicho esto, es decir descubierto lo que cabía esperar, queda por conocer tanto la magnitud del proceso, como las repercusiones del transporte aéreo de tales patógenos (cuales, con que frecuencia, y con cuanta intensidad) en  la producción agraria- ganadera, y porque no, también en materia de salud pública.

Otro aspecto digno de reseñar estriba en valorar hasta que punto los sistemas de cultivo que dejan el suelo desnudo, favoreciendo que la erosión eólica pueda acarrear partículas orgánicas, minerales del suelo y propágulos de microorganismos edáficos potencialmente patógenos. De este modo se favorecería tal micro-tránsito aéreo. ¿Y el secado del compostaje al aire libre?

 

microorganismos-en-particulas-transportadas-por-el-agua-de-lluvia-fuente-coloured-rain

Microorganismos en partículas transportadas por el agua de lluvia. Fuente: Coloured Rain

Os dejo pues con la nota de prensa, el resumen del trabajo original y unos fragmentos extraídos de una página Web sobre el tema. Francamente interesantes. Fijaros por favor, en un hecho que apuntan los autores españoles del estudio. Me refiero a sus comentarios acerca de cómo los patógenos analizados también son depositados en los fondos marinos……. Francamente interesante y susceptible de dar lugar a algunas conjeturas muy intrigantes. Buen trabajo. Eso sí, tal proceso de transporte ya era conocido, aunque el “plumillas”…..

Juan José Ibáñez

Microorganismos fitoparásitos: El hecho de que el polvo atmosférico y/o el agua de lluvia transporta patógenos del suelo ya había sido mostrada previamente por otros autores (ver especialmente el contenido de este enlace), al menos desde 1979. Así, por ejemplo podemos leer:

Plant pathogenic bacteria are not restricted in their occurrence to infected plant tissue, but are widely dispersed throughout the external environment. This chapter will consider the general occurrence of plant pathogenic bacteria in the aerial and soil/water environments, environmental interactions at the micro-level and the association of these bacteria with invertebrates (vectors).

The aerial environment

The aerial occurrence of plant pathogenic bacteria is clearly of particular relevance to those pathogens that infect aerial parts of plants, including leaves, flowers and fruit. The aerial environment includes both physical aspects (e.g. occurrence of bacteria in rain and aerosols) and biotic aspects (occurrence of bacteria on plant surfaces and aerial dispersal by vectors).

Occurrence of bacteria in rain and aerosols

The aerial environment presents a potentially important medium for both survival and transmission of plant pathogenic bacteria, particularly where cells are contained in rain water or fine water droplet dispersions (aerosols).

Rain-water from infected foliage may contain high levels of phytopathogenic bacteria, and may be important in the spread of bacteria both within and between plants. A good example of rain dispersal of pathogen within single plants is provided by the studies of Miller on Erwinia amylovora (reported in Van der Zwet & Keil, 1979), who showed that if a source of inoculum was present in the upper part of a tree, the region of secondary infection below was cone-shaped due to downward dispersal of bacteria by rain-splash.

Patógenos viajeros transportados por la lluvia y el polvo

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con la Universidad de Almería, detectan la presencia de hongos patógenos para las plantas en el agua de lluvia y en el polvo atmosférico que hasta ahora eran desconocidos.

FUENTE | UPM – mi+d; 16/05/2011

Un equipo de investigadores del grupo de Sistemas de Producción y Protección Vegetal Sostenible de la EUIT Agrícola de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad de Almería ha recogido y analizado durante el año 2009 muestras de agua de lluvia y polvo atmosférico. Los resultados obtenidos indican la presencia de al menos 12 géneros fúngicos, diferentes del agua de lluvia y del polvo atmosférico, y demuestran su patogenicidad sobre diferentes especies cultivadas.

La investigación realizada[1] es continuación de otra[2] presentada por los mismos autores en 2008 en la revista ‘Plant Disease’ donde demostraban la patogenicidad de especies de Fusarium aisladas de los fondos marinos del litoral de Almería y Granada y del cauce del río Andarax. En aquel momento, los investigadores plantearon la hipótesis de que las especies halladas en los fondos marinos pudieran haber sido arrastradas por los torrentes de las costas almerienses y granadinas, pero dejaron abierta otra posibilidad sobre el hecho de que las masas de polvo y la lluvia pudieran haber depositado las especies de Fusarium en las aguas del mar Mediterráneo. El trabajo actual confirma dicha sospecha, puesto que tanto el polvo atmosférico como el agua de lluvia arrastraban ahora las mismas especies de Fusarium que fueron encontradas entonces en el fondo del mar.

Mediante el método de dilución en placa a partir de las muestras de agua de lluvia y polvo atmosférico recogidos durante el año 2009 se identificaron 12 géneros fúngicos. Algunos de los hongos aislados son considerados patógenos de plantas, como por ejemplo Acremonium, B. cinerea o varias especies de Fusarium. Otros géneros han sido citados como causantes de pérdidas en postcosecha (Aspergillus, Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Penicillium o Rhizopus), e incluso algunos de los hongos aislados han sido utilizados como agentes de biocontrol de plagas en invernadero (Beauveria bassiana).

El estudio se completó con la evaluación de la patogenicidad de 22 de los aislados de Fusarium obtenidos de los análisis microbiológicos. Las inoculaciones se realizaron sobre tomate, melón, pepino y guisante y los resultados obtenidos demuestran como la mayoría de los aislados provocaban la muerte de plántulas en semillero. En el caso de las inoculaciones sobre melón, la mayoría de los aislados de F. oxysporum (6 de 7) provocaban la muerte en preemergencia de plántulas, mientras que F. proliferatum y F. equiseti no mostraron patogenicidad alguna antes de la emergencia de plántulas de pepino y melón. Sin embargo, ambas especies de Fusarium produjeron podredumbres raiculares tras la emergencia de las plántulas. Por otro lado, las plántulas de guisante se vieron afectadas por F.equiseti, F. oxysporum y F. proliferatum tanto antes como una vez emergidas las plántulas.

Desde un punto de vista práctico los resultados significan que la fuente de inóculo primaria en un cultivo podría ser los propágulos arrastrados por el viento o la lluvia desde otras zonas con presencia de enfermedad. Esto hace necesaria una revisión de las estrategias de manejo de los cultivos contra algunas enfermedades para evitar la ineficacia de los fungicidas aplicados. Si pensamos por ejemplo en el caso de Botrytis cinerea, podría darse el caso, llevando la especulación al extremo, de que esporas B. cinerea resistentes a ciertos fungicidas fueran vehiculadas por la lluvia e introducidas en cultivos donde el manejo y la alternancia de materias activas hubiera sido la correcta, haciendo que los fungicidas que hasta entonces habían sido efectivos no lo fueran más.

Este trabajo ha permitido conocer algunos aspectos epidemiológicos de hongos patógenos de plantas en ambientes naturales que hasta ahora eran desconocidos. La presencia de especies patógenas de diferentes géneros en el agua de lluvia podría indicar un modo de dispersión a larga distancia de los patógenos en ambientes naturales.

[1] Palmero D, Rodriguez, JM, de Cara, M, Camacho, F, Iglesias, C, Tello JC. Fungal microbiota from rain water and pathogenicity of Fusarium species isolated from atmospheric dust and rainfall dust. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 38 (1): 13-20. 2011.

[2] Palmero D, Iglesias, C, de Cara, M, Lomas, T. Santos, M., Tello JC. Species of Fusarium Isolated from River and Sea Water of Southeastern Spain and Pathogenicity on Four Plant Species. Plant Disease 93 (4): 377-385. 2009.

Resumen del trabajo original

In order to determine the presence of Fusarium spp. in atmospheric dust and rainfall dust, samples were collected during September 2007, and July, August, and October 2008. The results reveal the prevalence of airborne Fusarium species coming from the atmosphere of the South East coast of Spain. Five different Fusarium species were isolated from the settling dust: Fusarium oxysporum, F. solani, F. equiseti, F. dimerum, and F. proliferatum. Moreover, rainwater samples were obtained during significant rainfall events in January and February 2009. Using the dilution-plate method, 12 fungal genera were identified from these rainwater samples. Specific analyses of the rainwater revealed the presence of three species of Fusarium: F. oxysporum, F. proliferatum and F. equiseti. A total of 57 isolates of Fusarium spp. obtained from both rainwater and atmospheric rainfall dust sampling were inoculated onto melon (Cucumis melo L.) cv. Piñonet and tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) cv. San Pedro. These species were chosen because they are the main herbaceous crops in Almeria province. The results presented in this work indicate strongly that spores or propagules of Fusarium are able to cross the continental barrier carried by winds from the Sahara (Africa) to crop or coastal lands in Europe. Results show differences in the pathogenicity of the isolates tested. Both hosts showed root rot when inoculated with different species of Fusarium, although fresh weight measurements did not bring any information about the pathogenicity. The findings presented above are strong indications that long-distance transmission of Fusarium propagules may occur. Diseases caused by species of Fusarium are common in these areas. They were in the past, and are still today, a problem for greenhouses crops in Almería, and many species have been listed as pathogens on agricultural crops in this region. Saharan air masses dominate the Mediterranean regions. The evidence of long distance dispersal of Fusarium spp. by atmospheric dust and rainwater together with their proved pathogenicity must be taken into account in epidemiological studies.

 

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Comentarios

Juanjo me parece que la muerte de los corales Caribeños se debe a patógenos de origen africano. En abono a esta propuesta, el origen de los ciclonesa que nos visitan via el Caribe se establece en Africa Central Hace unos 30 años en la región de Xalapa cayó un polvo rojo del cual no se tiene antecedentes y que no se ha vuelto a repetir. ¿Seria de oirgen africano? Como el que cuentan que abona la selva amazónica. Si se dice que los chinos les convidan smog a San Francisco Cal.y el Imperio a su vez le convida a Europa el suyo propio.Por cierto un amigo hongologo encontró por estos lares, unos hongos micorrizicos, filogenéticamente relacionados con unos africanos. ¿Cómo llegaron?

Hola Régulo, Obviamente el Polvo rojo podría ser africano. del mismo modo las micorrizas podrían venir asociadas a plantas que llevaron los colonialistas. ¿Volando?. Francamente no lo sé. Es posible.

Un abrazo

Juanjo Ibáñez

Que interesante, es algo misterioso esto de la gran riqueza microbiologica del agua de lluvia; siempre me ha inquietado la lluvia, hace como 10 años cuando nos toco hacer analisis de dureza (calcio magnesio) de las agua de consumo humano aqui en Cajamarca – Peru comenzamos a curiosear con al agua de lluvia durante casi un año y en varios lugares y en todos los casos teniamos como resultado valores entre 9 a 15 mg por litro de calcio. Y con esto de la presencia de una infinidad de microbios esto se pone mas interesante. Gracias Juanjo

[...] P.S.: La imagen que ilustra el post fue tomada del blog mi+d [...]

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