La Dispersión de los hongos y escalas espaciales, diferencias entre comunidades del suelo versus hojarasca (diversidad y análisis de redes)

Fuente: Colaje imágenes Google

Un título demasiado complejo para un material divulgativo, y lo lamento. Sin embargo, se trata de dos temas complementarios que ofrecen información interesante sobre el universo invisible de los hongos. Resumiendo os mostramos la información, muy divulgativa, basándonos en dos notas de prensa: (i) Comprender el papel críptico que desempeñan los hongos en los ecosistemas y (ii) Cómo las especies arbóreas vinculan a los socios fúngicos a través de un ecosistema forestal a gran escala.

El primer estudio, que resulta ser un trabajo de recopilación bibliográfica mediante técnicas bibliométricas  (en este caso sesgado geográficamente), ofrece una descripción sobre el papel de los hongos y su biodiversidad en los ecosistemas y la biosfera en su totalidad. Seguidamente se centra en: “se plantean relaciones teóricas entre la importancia relativa de los vectores de dispersión y escala espacial y los vectores de dispersión. Identificaron cuatro escalas de movimiento fúngico desde escalas microscópicas hasta escalas de paisaje”. Dado que la descripción de las escalas que ofrecen los autores es muy comprensible, no abundaré en los detalles que ofrecen los autores. También nos advierten de que algunos de los riesgos para la salud humana y vegetal, obedecen a la irrupción y degradación de los impactos humanos en el sistema suelo. Reitero que como material docente puede resultar muy útil a los docentes.

El segundo estudio, aborda de nuevo el tema de las escalas, mediante indagaciones experimentales, así como las diferencias encontradas entre las comunidades fúngicas de la hojarasca que cubre el suelo en los bosques y los tipos de suelos subyacentes. Se trata de un tema ciertamente enrevesado y especialmente por culpa de los propios edafólogos. ¿Qué entienden por hojarasca? Este resulta ser un problema fundamental. Discrepo de las taxonomías de suelos actuales por omitir, lo que, en las décadas de los años 70 y 80 del siglo pasado, aparecía en casi todos los manuales básicos de edafología. En principio, los horizontes orgánicos que preceden a los órgano-minerales se subdividían en tres capas denominadas L, F. H, cada una de las cuales, ya en el campo, mostraba tres hábitats fúngicos muy distintos. Todo ello os lo expliqué en los siguientes posts: (i) Clasificación de los Horizontes Orgánicos o Capas de los Suelos Forestales y (ii) Tipos de Hojarasca y Residuos Vegetales: Relación con la Descomposición de la Materia Orgánica del Suelo. Pues bien, al menos en la nota de prensa los autores no especifican que entienden por hojarasca, cuando antaño tan solo concernía al Horizonte L. Reitero que la biota de cada uno resulta ser muy diferente, tanto como la morfología de estas capas fácilmente distinguible en los estudios de campo. Discrepo en este tema de los cánones de la edafología actual, por cuanto, simplifican o ignoran en exceso estas diferencias, dando lugar a una clasificación y terminología muy pobre. Y así los autores chinos llegan a la siguiente conclusión: “(…) encontraron diferencias sorprendentes en la riqueza fúngica y la composición de la comunidad entre las hojas y los suelos; El número de especies fúngicas en el suelo fue aproximadamente tres veces mayor que el de la comunidad fúngica foliar a nivel individual de árboles. La identidad de las especies vegetales y la filogenia vegetal impulsaron la distribución de la comunidad fúngica foliar, mientras que la distribución de los hongos del suelo se atribuyó a los efectos interactivos de la filogenia de las plantas, los factores climáticos y las propiedades del suelo. Soslayando aquí el vocablo filogenia, absolutamente innecesario, resulta lógico que las comunidades de hongos de la hojarasca dependan estrechamente de los alimentos que consumen. Los valores nutricionales de las especies arbóreas son muy diferentes. Y como todos sabemos, no es lo mismo ingerir un trozo de pan que un filete de buey. A mí, personalmente, si me resulta “sorprendente” que los colegas chinos se “sorprendan”, de este hecho. “Uno es lo que come”. Más aún, ciertas especies poseen toxinas con vistas a inhibir el crecimiento de otras plantas que puedan competir con la suya, o resultan ser sustancias pírricamente nutricionales.

Por lo que respecta a la abundancia, mucho mayor en los suelos organominerales que en las hojarascas; ¿Qué esperaban? La hojarasca es un medio muy inestable, frágil,  efímero y expuesto a las inclemencias meteorológicas. Más aun los árboles deciduos desprenden sus hojas en una sola estación, mientras que en los perennes no.   El otro factor fundamental que se omite el contenido expuesto deviene de que, en el perfil del suelo, tanto las fluctuaciones de temperatura como de humedad se amortiguan rápidamente con la profundidad, siendo pues sus hábitats más estables para la vida desde diversos puntos de vista (ver nuestro post: Temperatura del Suelo y Microclimatología). Resumiendo, si se tienen conocimientos de edafología, la genuina sorpresa es, que alguien se sorprenda. Los resultados son bastante comprensibles.

Y aquí os dejo con el material prometido.

Juan José Ibáñez

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Comprender el papel críptico que desempeñan los hongos en los ecosistemas

Por Dartmouth College

Cuando dices «hongos», la mayoría de la gente piensa en hongos, cuerpos fructíferos llamativos, pero la mayoría de los hongos no producen hongos. Se estima que hay aproximadamente de 3 a 13 millones de especies de hongos en la Tierra, muchas de las cuales son de tamaño microscópico.

Viven en una variedad de ambientes como en suelos, dentro de los tejidos de las hojas en las selvas tropicales y en los océanos profundos. Comprender cómo se mueven los hongos a través de una variedad de escalas espaciales es importante para comprender los ecosistemas y tiene implicaciones para la agricultura y la salud humana, según una nueva revisión en las Revisiones Anuales de Ecología, Evolución y Sistemática.

Los hongos a menudo se asocian con la muerte y la descomposición, como el moho en un refrigerador o los hongos que descomponen las hojas en el suelo del bosque. «Por lo general, pensamos en los hongos como descomponedores, pero son crípticos y hacen muchas cosas diferentes«, dice el autor principal Bala Chaudhary, profesor asociado de estudios ambientales en el Dartmouth College. «Los hongos también pueden funcionar como recicladores de nutrientes, patógenos y mutualistas que viven en una asociación beneficiosa con las plantas y otros organismos«.

Los hongos también pueden ser patógenos humanos. Coccidiodes es otro hongo transmitido por el suelo que libera esporas en el aire como resultado de la perturbación de la tierra y la degradación del suelo. Cuando se inhalan las esporas de este hongo, los coccidiodios pueden causar fiebre del valle, también conocida comococcidioidomicosis, una enfermedad respiratoria grave. Una mejor comprensión de la dispersión de hongos informa las disciplinas que se cruzan de la ecología del suelo, la justicia climática y la salud ambiental.

«Los expertos que trabajan en agricultura, salud pública y muchos otros campos están interesados en comprender la dispersión de hongos, ya que esta información se puede utilizar para predecir cosas como futuras pandemias de cultivos y brotes de enfermedades humanas«, dice Chaudhary, que es ecologista. «Además, estudiar cómo se dispersan los hongos es fundamental para comprender la biodiversidad fúngica y dónde se distribuyen las especies en la Tierra«.

El análisis de Chaudhary sobre cómo se dispersan los hongos es el resultado de una colaboración, realizada durante su año sabático en 2019-20, con el autor principal Matthias Rillig, profesor de ecología vegetal en el Instituto de Biología de la Freie Universität Berlin, y miembros de su laboratorio.

Para sintetizar la información existente sobre la dispersión de hongos y resaltar la investigación emergente en esta área, el equipo utilizó un enfoque de tejido de investigación que combina la revisión de artículos de revistas con el análisis de tendencias en la publicación, también conocida como «bibliometría«. El equipo examinó más de 4.500 documentos de casi 1.200 fuentes desde 1951 hasta 2021. La mayoría de los artículos se referían a la investigación de dispersión de hongos en los Estados Unidos, el Reino Unido y China.

Los investigadores encontraron que la literatura científica sobre la dispersión de hongos se ha centrado en tres áreas tópicas: enfermedades fúngicas, incluido el cambio climático, que fue el tema más destacado representado; diversidad fúngica, comunidades y hongos micorrícicos, incluidos suelos y bosques; y la evolución de los hongos, incluidos los métodos moleculares.

Como parte de su análisis, los investigadores plantean relaciones teóricas entre la importancia relativa de los vectores de dispersión y escala espacial y los vectores de dispersión. Identificaron cuatro escalas de movimiento fúngico desde escalas microscópicas hasta escalas de paisaje.

Pequeñas estructuras de hongos en forma de raíz a nivel micelial se mueven a través del suelo en la escala más pequeña. Los animales invertebrados, incluidos los micro / macroartrópodos como las hormigas y las lombrices de tierra pueden transportar hongos a través de sus moldes y nidos, y los pequeños mamíferos y aves que pueden transportar hongos a través de sus pies, plumas y pistas digestivas sirven como vectores para mover hongos a escalas más grandes. Los vectores abióticos, como el agua y el viento, son responsables del movimiento de hongos a mayor escala en todo el paisaje y los continentes. Los ríos transportan sedimentos que contienen propágulos de hongos a través de los continentes, las corrientes oceánicas y las mareas, y las precipitaciones, así como los humanos, juegan un papel en el tránsito global de hongos.

«Con el cambio climático, los ambientes se están volviendo más secos en algunas regiones y más húmedos en otras, factores que pueden cambiar el lugar donde residen los hongos», dice Chaudhary. «La perturbación del suelo por la agricultura, el desarrollo de la tierra y otras actividades humanas también puede liberar hongos del suelo en el aire».

«El cambio climático, junto con el uso antropogénico de la tierra, realmente puede afectar la forma en que se mueven los hongos. La importancia relativa de los vectores de movimiento cambia a través de la escala espacial, pero hay muy pocos datos para apoyar estas relaciones», dice. «Se necesitan más datos para comprender la biodiversidad de los hongos y los muchos factores que afectan su movimiento en nuestros ecosistemas».

Más información: V. Bala Chaudhary et al, Fungal Dispersal Across Spatial Scales, Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics (2022). DOI: 10.1146/annurev-ecolsys-012622-021604

Cómo las especies arbóreas vinculan a los socios fúngicos a través de un ecosistema forestal a gran escala

porScience China Press

En un estudio publicado en Science China Life Sciences, un equipo encuestó comunidades fúngicas hiperdiversas en aproximadamente 500 muestras pareadas de hojas y suelo, que se asociaron con 55 especies de árboles que se encuentran a más de 2.000 km de bosques de montaña en el este de China.

«No fue un trabajo fácil. Pasamos los dos años completos completando el muestreo de campo. Escalar montañas, buscar árboles, recolectar suelos y hojas, etc.», dice Yang, primer autor del estudio.

Al principio, Yang, junto con el director del laboratorio, Haiyan Chu, trató de comparar los patrones biogeográficos fúngicos en hojas y suelos. Anteriormente, enThe ISME Journal, informaron una huella filogenética significativa de árboles en la composición de la comunidad fúngica del suelo en la misma región, destacando un vínculo evolutivo entre las especies de plantas y las comunidades fúngicas asociadas bajo tierra.

Sin embargo, cuando se involucran diversas especies de plantas  y grandes escalas espaciales, aún se desconoce cómo el patrón biogeográfico de la comunidad fúngica en las hojas difiere del observado en los suelos.

En su último artículo, encontraron diferencias sorprendentes en la riqueza fúngica y la composición de la comunidad entre las hojas y los suelos; El número de especies fúngicas en el suelo fue aproximadamente tres veces mayor que el de la comunidad fúngica foliar a nivel individual de árboles. La identidad de las especies vegetales y la filogenia vegetal impulsaron la distribución de la comunidad fúngica foliar, mientras que la distribución de los hongos del suelo se atribuyó a los efectos interactivos de la filogenia de las plantas, los factores climáticos y las propiedades del suelo.

«Sin lugar a dudas, la comunidad de hongos del suelo debajo de los árboles es más complicada y se ve afectada por los múltiples factores ambientales, mientras que la comunidad de hongos en las hojas parece estar determinada simplemente por la disponibilidad de huéspedes de plantas«, dice Chu.

Las interacciones bióticas entre reinos, por ejemplo, entre las plantas y sus polinizadores animales o dispersores de semillas, son un tema atractivo en los campos de investigación ecológica y biogeográfica y condujeron al desarrollo de la teoría de redes bipartitas tempranas. La especialización, la modularidad y la robustez son las características topológicas críticas de la red.

Por ejemplo, la especialización describe el grado en que una planta huésped o un socio fúngico está restringido en su gama de socios o huéspedes; La modularidad describe la medida en que la red está estructurada como diferentes subgrupos cohesivos de nodos (es decir, módulos), en los que la densidad de interacciones es mayor dentro de los módulos que entre los módulos.

Además, la robustez representa la capacidad de una red para mantener su estructura y organización cuando sufre de perturbación. Usando la teoría de redes bipartitas, el equipo revela las topologías incongruentes de redes planta-hongo en hábitats sobre el suelo y subterráneos.

Las redes planta-hongo en las hojas exhibieron una especialización, modularidad y robustez significativamente mayores, pero menos conectadas que las de los suelos. Además, las combinaciones de preferencias de árboles y hongos y las especies clave en redes bipartitas difirieron notablemente entre las muestras sobre el suelo y subterráneas.

«A amplias escalas espaciales, este trabajo demuestra los diferentes patrones de ensamblaje planta-hongo entre hábitats sobre el suelo y subterráneos a partir de los aspectos de las fuerzas impulsoras biogeográficas, las características de la red bipartita y las especies clave de la red. Quizás lo más emocionante es que los hallazgos nos alertan de que los cambios comunitarios de árboles debido al cambio climático o las actividades humanas afectarán la diversidad de hongos forestales sobre el suelo y bajo tierra de maneras muy diferentes «, dice Chu.

El estudio se publica en la revistaScience China Life Sciences.

Más información: Teng Yang et al, Las interacciones de especies de plantas y hongos difieren entre los hábitats sobre el suelo y subterráneos en los bosques de montaña del este de China, Science China Life Sciences (2022). DOI: 10.1007/s11427-022-2174-3

Teng Yang et al, Huella filogenética de plantas leñosas en el micobioma del suelo en bosques naturales de montaña del este de China, The ISME Journal (2018). DOI: 10.1038/s41396-018-0303-x

Información de la revista:Science China Life Sciences,ISME Journal 

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