Ejemplos de hongos aislados de semillas en un experimento de enterramiento en la isla Barro Colorado en Panamá. Crédito:Carolina Sarmiento / STRI
Un equipo dirigido por científicos del Smithsonian en Panamá expuso una clave para comprender la diversidad de árboles tropicales al estudiar cómo los hongos interactúan con las semillas que permanecen en el suelo. A pesar de una mezcla heterogénea de especies disponibles para elegir, los hongos tropicales y las semillas son exigentes a la hora de asociarse entre sí. Los emparejamientos tempranos con un hongo en particular pueden influir en la supervivencia de una semilla y también pueden ayudar a explicar cómo los bosques tropicales siguen siendo tan diversos.
"Dependiendo de la especie de semilla con la que se empareja, un hongo podría matar la semilla, obstaculizar su desarrollo o, de lo contrario, ayudar a su germinación, "dijo Carolina Sarmiento, Miembro del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y autor principal del nuevo estudio, publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . Estos resultados específicos de especies son sorprendentes porque muchos de los hongos aislados en el estudio pueden colonizar varias especies de plantas, cada uno con sus propias defensas de semillas químicas y físicas. "Aún no sabemos por qué los hongos se comportan de manera diferente según las especies de semillas que infectan, pero estas respuestas son cruciales para comprender su supervivencia y crecimiento en los bosques tropicales ".
Para desmitificar cómo los hongos interactúan con las semillas tropicales, Sarmiento y sus colegas enterraron miles de semillas de nueve especies de árboles nativos en una variedad de parcelas forestales en la isla Barro Colorado en Panamá. Desenterraron las semillas después de períodos subterráneos que iban desde un mes hasta un año. Después de esterilizar las superficies exteriores, cortan las semillas por la mitad. Colocaron la mitad en un tubo de cultivo para aislar cualquier hongo que pudiera haber invadido el tejido de la semilla y procesaron la otra mitad para ver si el pequeño embrión de la planta todavía estaba vivo.
La investigadora Carolina Sarmiento revisa semillas inoculadas con hongos para aprender cómo los hongos impactan en la germinación. Crédito:Geetha Iyer / STRI
El equipo procesó más de 8, 300 semillas y aislado 1, 460 hongos, identificando más de 200 cepas fúngicas distintas. Cada una de las nueve especies de plantas atrajo a una comunidad distinta de hongos, a pesar de diferentes períodos de tiempo bajo tierra, diferentes tipos de suelo, e incluso diferentes entornos forestales. El efecto de filtrado de las especies de plantas, incluso en forma de semilla, sobre los tipos de hongos que atraen proporciona importantes conocimientos sobre el elusivo misterio de cómo persiste la diversidad de los bosques tropicales.
En los trópicos numerosas especies crecen en las proximidades, pero cualquier especie individual está muy dispersa y es localmente rara. Los científicos plantean la hipótesis de que este patrón de diversidad podría ser mantenido por patógenos especializados, plagas o depredadores de una especie huésped, lo que hace que el vecindario local sea hostil a más de su propio tipo al tiempo que favorece el crecimiento de especies no relacionadas.
"A medida que aumenta la densidad de individuos de una sola especie, es más probable que las enfermedades se propaguen de un individuo a otro, "explicó la autora principal A. Elizabeth Arnold, profesor de la Universidad de Arizona. "La mayor parte del trabajo en esta área se ha centrado en plántulas y retoños de árboles tropicales, pero lo que sucede con las semillas es menos conocido ".
El becario postdoctoral del Smithsonian Paul-Camilo Zalamea recupera semillas enterradas en el bosque de la isla Barro Colorado, Panamá, para estudiar los hongos que podrían haberlos colonizado. Crédito:Rodrigo Arangua / AFP
Seguimiento de sus resultados, los investigadores inocularon semillas frescas de siete especies de estudio con cepas de hongos aisladas durante el experimento de entierro. Germinaron las nuevas semillas en un invernadero, y confirmó que los hongos afectaron la mortalidad y la germinación de las semillas de una manera específica para cada especie.
"Un resultado fascinante fue que si un hongo tenía un efecto patógeno en una especie de planta, era probable que tuviera el efecto contrario en otro, "dijo el coautor Paul-Camilo Zalamea, becario postdoctoral del Smithsonian.
Investigador del proyecto James Dalling, profesor de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, dijo, "Al afectar beneficiosamente a algunas especies y evitar que otras se regeneren, los hongos pueden ser los árbitros finales de la lucha por la existencia en los bosques tropicales ".
