Un reflexión sobre la simbiosis

La Botánica de Rafael Escrig (11)

Este artículo es la segunda parte de La simbiosis en la naturaleza. Preciso es advertir al lector, que obtendrá más claridad y provecho descargando este artículo en PDF, porque podrá contrastar las estupendas explicaciones del autor con imágenes que las ilustran a las mil maravillas. La fotografía de presentación  es una composición artística de Karoline Hjorth y Riitta Ikonen, tomada de la página web de 20 Minutos

La palabra simbiosis proviene del griego synbiosis, que significa vivir juntos. De lo que se puede deducir sin temor a equivocarnos que todo el planeta en que habitamos, vive en una completa y absoluta simbiosis, en el sentido más amplio del término. Todas las formas de vida del planeta Tierra, se desarrollan y viven gracias a diferentes formas de simbiosis. La alimentación y el hábitat son los factores que nos conducen a uno u otro tipo de relación simbiótica con otras especies. Unas formas serán perjudiciales para uno de los actores, como el parasitismo o la depredación, otras serán beneficiosas para ambos, como el mutualismo, y otras, en cambio, no tendrán ningún efecto, como el inquilinismo. La simbiosis se puede realizar de forma externa (ectosimbiosis), como cualquiera de las descritas, o interna (endosimbiosis), como la que se produce en el tracto digestivo de los mamíferos, donde millones de bacterias, desde el estómago hasta el colon, nos protegen y ayudan a digerir los alimentos, con la fermentación de los residuos no digeribles de nuestra ingesta. Son infinidad los casos de simbiosis en la naturaleza, incluidos los que se dan entre los mismos insectos que nos parasitan. Ellos también tienen sus microorganismos que viven fuera, o dentro de sus células como endoparásitos.

En ese estado general de necesidad mutua en que vivimos, podemos distinguir el lado más negativo, representado por parásitos, microorganismos, bacterias y virus, aunque unos y otros también tengan su papel, entre otras cosas, controlando las poblaciones. Los parásitos juegan un papel muy importante en las comunidades donde habitan, lo que se refleja en la composición del ecosistema al cual pertenecen. Un ecosistema que sea diverso en parásitos puede ser considerado como un ecosistema rico y saludable. La disminución de la diversidad de este grupo de organismos implica que no existen las condiciones adecuadas (variedad de hospederos) para que estos organismos sobrevivan lo que tendrá efectos negativos importantes en los niveles tróficos del sistema, provocando en el mismo un estado de carencia. Podríamos decir de “enfermedad”.

Los seres vivos vivimos en la Tierra en una especie de simbiosis comensalista, en el que sólo uno de los simbiontes, saca provecho (refugio y comida) y el otro no es afectado, como vemos que ocurre en el caso del cangrejo ermitaño, que se apropia de cualquier concha abandonada. Lamentablemente, la situación ha cambiado bastante y ahora estamos convirtiendo esa relación en una simbiosis parasitaria que podría acabar con nuestro hospedero, como hace el mosquito del género Anopheles con miles de personas al año. Pero como hemos dicho antes, aunque parezca cruel decirlo, sirve para controlar la población en grandes zonas y que así pueda haber comida para todos. En nuestra relación con la Tierra, no sé dónde podría llevarnos esta actitud parasitaria si acabamos con todos los recursos.

El primer caso de simbiosis, fue el que se produjo en la célula eucariota. Este proceso llamado endosimbiosis fue estudiado y descrito por la bióloga Lynn Margulis (Teoría Endosimbiótica). En ella se establece que las tres clases de orgánulos de la célula eucariota (undulipodios, mitocondrias y cloroplastos, en este orden) se originaron a partir de bacterias simbiontes. Por lo tanto, todas las células tanto animales como vegetales, tienen al menos 3 clases de ancestros.

Cuando estudiamos cualquier tema relacionado con la Biología, nos surgen preguntas y problemas ontológicos que no podemos responder, como si existiera una frontera entre la ciencia y el mundo real. Esto es porque la Biología no trata el problema de la vida, en sí mismo, sino que sólo estudia sus manifestaciones. El conocimiento de las causas que provocan la vida y todos los interrogantes inherentes a ésta nos obligan a ir más allá. Profundizar en el estudio de todas las formas de simbiosis nos demuestra claramente lo dependientes que somos. Incluso la que llamamos materia inorgánica, tiene relevancia en esa dependencia. No hemos de olvidar que del átomo se llegó a la célula.

¿BENEFICIOS DE LOS VIRUS?

La ciencia comienza ahora a entrever los beneficios que los virus nos aportan. Los virus más antiguos que nos habitan son los que llevamos incorporados a nuestro ADN. Se trata de retrovirus que perdieron su material infeccioso. Gracias a ellos nacemos con placenta, por ejemplo. También están involucrados en el paso de las células nerviosas a células adultas y los hay que nos protegen de otras infecciones.

En cuanto a esto último, veamos lo que dice el físico en partículas mejicano Gerardo Herrera Corral:

“Los virus podrían ser el futuro en el tratamiento de enfermedades infecciosas. Puede resultar chocante, pero son la alternativa más prometedora al uso de antibióticos para los que las bacterias han comenzado a desarrollar resistencia. Es cierto que las bacterias también pueden volverse inmunes a los fagos, pero los especialistas consideran que eso es más fácil de superar. También se está considerando el desarrollo de lo que se ha dado en llamar virus oncolíticos. Estos son virus modificados para atacar a las células tumorales, pero no a las células sanas. De lograrse, el virus contaría con medio de replicación sólo mientras el cáncer exista, y desaparecería cuando el tumor hubiera desaparecido”.

SIMBIOSIS POSITIVA: MUTUALISMO

Si comparamos el bosque con una gran urbe donde bulle la actividad humana, el bosque representaría la Megametrópolis vegetal. La mayor concentración de vida que podamos hallar. Los bosques son complejos sistemas donde miles de especies diferentes, animales y vegetales interrelacionan entre sí, intercambian nutrientes, se envían señales de alerta y se conectan con el medio.

En la capa inferior del bosque, bajo la hojarasca, viven pequeños gasterópodos y artrópodos, como milpiés o lombrices, larvas y miles de hongos y bacterias que con ayuda del calor primaveral y las lluvias, facilitan una de las funciones más importantes de la naturaleza: el proceso de la descomposición de la materia orgánica y su transformación en suelo fértil. Se calcula que en un metro cuadrado de suelo y hasta una profundidad de 30 centímetros viven un billón de flagelados, 40.000 ácaros, 20 millones de nematodos y 800 lombrices de tierra. Todos estos organismos viven en una perfecta simbiosis con hongos y las plantas de la superficie.

Si pudiéramos cortar verticalmente una amplia sección de suelo en un bosque, observaríamos que miles de raíces de cada una de las plantas que en él habitan, están conectadas como una gigantesca madeja. Veríamos raíces de todos los tamaños y grosores, enlazadas, envolviéndose unas con otras hasta formar toda una red. Es lo que se llama el Internet de los Bosques. Todas las plantas conectadas en una red de comunicación que informa y previene a todos los miembros de aquello que acontece en el bosque y que pueda afectarles. La comunicación de las plantas entre sí es un hecho que ya ha sido demostrado. Esa conexión entre plantas, se ve aumentada por los hongos micorriza. Las micorrizas son asociaciones mutualistas entre las raíces de las plantas terrestres y diferentes géneros de hongos del suelo.

Ya hablamos en el capítulo anterior sobre la simbiosis entre las leguminosas y las bacterias fijadoras de nitrógeno. Podríamos seguir detallando otros tipos de simbiosis mutualista en la naturaleza, como por ejemplo la que participan insectos y flores, el pez payaso y la anémona, el tiburón y la rémora, la garza y el cocodrilo, el picabuey y el búfalo indio o, sin ir más lejos, las bacterias que habitan nuestro intestino, puesto que sin ellas no seríamos nosotros mismos. Lo que ocurre desde el nacimiento: El feto humano se desarrolla en el útero en ambiente estéril. La colonización de su microbiota intestinal comienza durante su paso por el canal vaginal y el contacto con la flora fecal materna durante el parto, la piel materna, el medio ambiente que lo rodea, y la leche materna.

Pero hablemos de un caso extraordinario. El que se da entre un animal y una planta. Es el caso de una babosa subacuática, conocida como Elysia chlorotica. En este caso, más que simbiosis, estaríamos hablando de un verdadero híbrido entre animal y planta. Los antepasados de esta babosa, presumiblemente, fagocitaron ciertas algas verdes que, haciéndose resistentes, pasaron con el tiempo su ADN a formar parte del ADN del individuo resultante. Hoy en día estas babosas no necesitan alimentarse cuando llegan a su estadio de adultas, mediante un metabolismo propio de las plantas se limitan a adquirir su energía del sol, es decir, que hace la fotosíntesis. Este sería otro caso claro de endosimbiosis. El animal, en este caso, está en relación subcelular con cloroplastos del alga marina Vaucheria litorea.

LOS HONGOS

Las dos relaciones de simbiosis mutualista más conocida sobre los hongos, son la micorriza y el liquen.

Una micorriza es la simbiosis entre un hongo y una planta. El hongo crece dentro o sobre las raíces de la planta. Se beneficia del fácil acceso a los alimentos producidos por la planta y la planta se beneficia debido a que el hongo ayuda a absorber el agua y los nutrientes de su entorno.

Un liquen es un organismo que resulta de una relación de mutualismo entre un hongo y un organismo fotosintético. El otro organismo es usualmente una cianobacteria o un alga verde. El hongo crece alrededor de las células de la bacteria o alga. El hongo se beneficia del abastecimiento constante de alimentos producidos por el organismo fotosintético y el organismo fotosintético se beneficia del agua y los nutrientes absorbidos por el hongo.

Vamos a desarrollar ahora el caso de la micorriza.

LA MICORRIZA

La palabra micorriza se refiere a la simbiosis entre un hongo (mycos) y las raíces (rhizos) de una planta. Como en toda relación simbiótica, ambas partes se benefician mutuamente.

En esta asociación simbiótica, la planta le proporciona al hongo un hábitat para completar su ciclo de vida, y carbohidratos y azúcares provenientes del proceso de la fotosíntesis, los cuales son necesarios para su subsistencia. Por su parte, el hongo le permite a la planta una mejor captación de agua y nutrientes minerales con baja disponibilidad en el suelo como por ejemplo el fósforo, así como defensas frente a patógenos.

Las ventajas que proporcionan las micorrizas a las plantas son: Aumento de la capacidad de absorción de nutrientes. Protección ante ataques de bacterias y hongos a nivel radicular. Y un importante incremento en la capacidad de absorción de los nutrientes disponible, mediante la generación de un micelio que actúa como «raíz de apoyo».

Pero hagamos un repaso pormenorizado de cuáles son las ventajas de uno y otro de los simbiontes entre micorriza y planta:

MICORRIZAS: ACCIÓN PLANTA-HONGO

La planta micorrizada ofrece al hongo:

Aminoácidos, disacáridos, alcoholes azucarados, vitaminas, etc.

Los exudados de la raíz favorecen: La germinación de las esporas y la elongación y ramificación de las hifas.

MICORRIZAS: ACCIÓN HONGO-PLANTA

El hongo micorriza ofrece a la planta:

Metabolitos: auxinas, vitaminas, antibióticos, ácidos grasos…

Aumenta el área de interacción con el suelo.

Protección física.

Mayor longevidad de las raíces.

Aumenta la captura de agua.

Absorción selectiva de iones (Zinc, Cobre,…)

Mayor tasa de absorción de nutrientes.

Resistencia a patógenos.

Mayor tolerancia a toxinas y metales pesados.

Mayor margen de tolerancia a las temperaturas, al pH del suelo, etc.

MICORRIZA Y ESTRÉS HÍDRICO

La micorrización (inoculación de micorriza en las plantas) atenúa las alteraciones por la falta de agua en las plantas y mejora su capacidad de resistencia.

También mejora en el crecimiento de las plantas, combatiendo en suelos afectados por metales pesados. Las plantas micorrizadas tienen mayor resistencia gracias a su capacidad para impedir que estos metales pasen a la raíz y de ahí a la parte aérea de la planta.

En este corte esquemático donde podemos apreciar el manto que ha formado una ectomicorriza, colonizando la raíz de una planta. A la izquierda de la imagen vemos el borde apical de la raíz. La flecha superior indica el manto formado por las hifas del hongo. A la derecha, lo mismo en un corte transversal. A la izquierda aparece el manto que recubre la raíz. En este caso es una ectomicorriza y no penetrará en la célula, envolviendo la superficie de la raíz con una densa capa de hifas a su alrededor.

Si hemos de sacar una conclusión de todo lo expuesto, es que todas las formas de vida en la Tierra están interconectada entre sí y son dependientes unas de otras. La simbiosis es una herramienta que la Naturaleza nos ha proporcionado para ser usada con el fin último de todas las especies: la supervivencia y la multiplicación. Todas las formas de simbiosis que los seres vivos han creado son legítimas, tanto las más nobles como las más crueles o egoístas. La ética no funciona en la Naturaleza. Nada más alejado de la realidad como esa imagen de un mundo idílico donde todos sus seres viven en perfecta armonía, sin imponerse unos sobre otros ni perjudicarse. Todo lo contrario. Se habla a menudo de armonía y equilibrio en relación con la Naturaleza, pero no son la misma cosa. No hay armonía cuando una araña se come a una mosca, puesto que ésta no le dio su permiso, ni ambas llegaron a ningún acuerdo. Lo que hay es equilibrio. Los seres vivos estamos programados para la lucha. Desde un simple nematodo, hasta nosotros mismos. La vida a costa de cualquier otra consideración. Y en ese contexto, la simbiosis es una de las armas que tenemos para conseguir el equilibrio en la Naturaleza.