- Después de esta incursión al estudio de la filosfera puedo decir que el mundo microscópico es fascinante
EL MUNDO EN UNA HOJA
El supramundo de los microorganismos
Así como los mayas tenían un árbol sagrado donde representaban el inframundo, el mundo de los mortales y el supramundo, resulta que los microorganismos también pueden habitar mundos microscópicos que son parte del microbioma de una planta. Un microbioma está integrado por microbiotas (conjunto de organismos diminutos) y la interacción que hay entre ellos y su ambiente. Se pueden localizar en distintas partes de una misma planta, y poseen características físicas, químicas y biológicas propias. A grandes rasgos, tenemos la microbiota de la rizosfera, que es la parte subterránea donde se encuentran las raíces, y la microbiota de la filosfera, que es la parte aérea donde podemos observar principalmente a las hojas y, en menor medida, a otras estructuras como el tallo, las flores y los frutos (Fig. 2).
Regresando a mi duda existencial, y estableciendo la analogía con el árbol mitológico maya, la rizosfera sería el inframundo, mientras que la filosfera sería el supramundo. Este mundo ubicado en la planta sobre la superficie de la tierra proporciona un microhábitat ideal para el desarrollo y reproducción de distintos microorganismos. Un mundo tan pequeño y vasto al mismo tiempo para esos seres que en muchos casos no alcanzamos a distinguir a simple vista y que para apreciarlos requerimos lupas o microscopios.
Habitantes de la filosfera
Así como los pitufos habitan una aldea de hongos, diferentes microorganismos tienen sus aldeas en las hojas de una planta. Los principales habitantes son las bacterias, seguidos por los hongos y, en menor medida, algas, protozoarios, virus y diversas partículas biológicas (como polen y esporas). Las bacterias se pueden encontrar de manera aislada o en forma de biopelícula, que es un conjunto de bacterias unidas por una capa de azúcares que ellas mismas producen. Y porque como dice el dicho: “Unidos venceremos”, al ser una comunidad que trabaja para el bien común, se garantiza su supervivencia ante peligros externos, como los antibióticos, los detergentes o el ataque de otros microorganismos.
Pero a todo esto, cómo llegaron estos nuevos colonizadores a las hojas… pues la mayoría llegó transportada por el viento, sin embargo, también pudieron llegar por las semillas de otras plantas, por los polinizadores o por partículas de suelo y polvo, entre otros medios.
Tipos de interacciones entre cohabitantes
Los microorganismos que viven en una hoja interactúan entre ellos y con la planta misma. El tipo de interacción puede ser de diferente índole. Como en la vida, hay relaciones positivas, negativas y neutras. Para sobrevivir, la mayoría de las veces conviene hacer alianzas, por lo que aquellas relaciones donde todos salen beneficiados se conocen como “simbióticas o mutualistas”; en las que unos resultan beneficiados y otros perjudicados, pueden ser del tipo “parasitarias” o “depredatorias”; en las que la interacción de ambos involucrados es negativa, se conoce como “competencia”; en las que uno se beneficia y otro no resulta ni perjudicado ni beneficiado, se llama “comensalismo”; y aquellas en las que ninguno se beneficia o se perjudica son del tipo “neutralista”.
En el caso de la filosfera, tanto las bacterias que habitan en las hojas como la planta que sirve de sostén, se benefician mutuamente. La planta proporciona a estas comunidades bacterianas un hogar, así como una adecuada dotación de nutrientes (como azúcares, aminoácidos, agua y sales) que les sirven de alimento. Por otro lado, las comunidades bacterianas protegen a las hojas de los ataques de posibles patógenos (gérmenes que causan enfermedades a la planta o daños a las hojas) y de los cambios drásticos de temperatura; por ejemplo, algunas especies de bacterias resistentes al frío evitan que las hojas se congelen cuando desciende la temperatura, además de que aportan otro tipo de nutrientes que las plantas incorporan a sus tejidos. Adicionalmente, las biopelículas actúan como una capa repelente contra los contaminantes que hay en el aire y contra los plaguicidas que se usan en la agricultura, lo que en conjunto contribuye a un mejor desarrollo y crecimiento de la planta.
Por otro lado, los hongos también están involucrados en la circulación de los nutrientes, así como en la protección contra aquellas bacterias con malas intenciones, al producir antibióticos y contra los herbívoros (organismos que consumen vegetales), al producir unas sustancias conocidas como alcaloides, que le dan un sabor amargo a las hojas. Asimismo, al igual que con las bacterias, se sabe que promueven el crecimiento y que contribuyen a la salud óptima de las plantas, por lo que se les puede considerar un sustituto ideal y natural de los agentes químicos que se usan en la agricultura para el mismo fin.
Como ya vimos, las bacterias no son los únicos habitantes de la filosfera, pero sí son las más abundantes, seguidas por los hongos. La relación que se da entre todos los inquilinos es de competencia, ya que se librarán batallas campales por los nutrientes y el espacio que provee la planta. Cada uno de los pobladores de la hoja juega un papel importante. En general, todos contribuirán a que su hogar (la planta), pueda sobrevivir y desarrollarse de una manera óptima. Si los humanos pensáramos como estos microorganismos en cuidar lo que nos sirve de sostén, tal vez nuestro planeta no estaría en tan precaria situación. Pero esa es otra historia.
¿Cómo es vivir en la filosfera?
A pesar de que hay comunidades muy prolíficas en el mundo de las hojas, también hay desastres naturales como sucede en la Tierra; sus residentes se enfrentan a radiaciones ultravioleta, altas o bajas temperaturas, cambios estacionales (como la caída de hojas en el otoño en algunas plantas), lluvias torrenciales, desecación, reacciones químicas entre la capa superficial de la hoja y la biopelícula de bacterias (como cambios en el pH, que afecta la disponibilidad de alimento para los inquilinos), entre otros. Algunas bacterias han desarrollado pigmentos (coloraciones diferentes), como rosas, blancos y amarillos que las protegen de las radiaciones solares, que es un punto a su favor en comparación con otros habitantes; tal vez esta característica —entre otras—, les permita ser más abundantes que los demás.
Por las razones anteriores, podremos encontrar ensambles de comunidades diferentes en una misma planta a lo largo del año, dependiendo de la estación y de las condiciones del tiempo. Asimismo, se ha reportado que una misma planta puede mejorar en cantidad y calidad el aporte de nutrientes para que aumente o disminuya la comunidad de microorganismos que reside en la superficie de sus hojas.
Relevancia en el estudio de la filosfera
Bien sabido es que los cultivos están expuestos a enfermedades que se propagan por patógenos que viajan en el aire. Conocer aquellas colonias de seres microscópicos que habitan en la filosfera puede ser un gran avance para el control de plagas y protección contra el ataque de depredadores que suelen aniquilar cosechas enteras. Como ya lo mencioné, las plantas se benefician de las comunidades bacterianas y fúngicas (de hongos) que habitan en sus hojas, por lo que conocer esta información puede ser relevante para mejorar los cultivos y obtener mayor productividad en las cosechas de manera natural y menos agresiva que al usar agroquímicos (fertilizantes y plaguicidas). A la larga, sabemos que el uso de estos productos puede ser perjudicial para la salud de los consumidores, así como de toda la red alimenticia.
Por otro lado, la filosfera como microhábitat aporta diferentes servicios al ecosistema, ya que contribuye al reciclado de nutrientes, al crecimiento óptimo de las plantas, a la producción de biomasa (materia orgánica proveniente de los seres vivos que se puede usar como energía), a contar con una agricultura sustentable (que sustituya a los agroquímicos y no ponga en riesgo al ambiente natural) y, finalmente, a la descontaminación del aire al degradar sustancias que producen daños genéticos y cancerígenos, o al ingerir los desechos de las plantas que de otra manera podrían convertirse en contaminantes volátiles que promueven la formación de ozono.
En el caso de los hongos, se sabe que además de la producción de antibióticos y alcaloides, también producen compuestos orgánicos volátiles como alcoholes, alquenos y aldehídos. En el laboratorio de la Dra. Irma Rosas hay proyectos para ver la contribución de estos compuestos al cambio climático global. Para revisar este tema y otros más que se estudian en su laboratorio, puedes consultar el siguiente enlace: https://www.atmosfera.unam.mx/ciencias-ambientales/aerobiologia/irma-aurora-rosas-perez/
Conclusiones
Después de esta incursión al estudio de la filosfera puedo decir que el mundo microscópico es fascinante. Todo es relativo según el cristal con que se mire y puede ser muy grande o pequeño, pero al fin y al cabo igual de relevantes resultan ser los procesos e interacciones que se dan en estos microhábitats y su aportación al planeta. Sin un granito de arena por pequeño que parezca, a la Tierra le faltaría un pedazo. Ahora vemos que el estudio de lo microscópico suma a lo que globalmente se está generando en cada rincón de la naturaleza; para bien o para mal todo contribuye, así que mientras mayor conocimiento tengamos, mejores acciones se podrán tomar en beneficio del ambiente y de nuestra propia salud.