Ectomicorrizas, asociaciones benéficas entre hongos y raíces de árboles en el suelo de nuestros bosques

Victor M. Bandala y Leticia Montoya

En 1885 el Professor Alemán Albert Bernhard Frank descubrió que ciertos hongos bajo el suelo colonizan las puntas de las raicillas de diferentes árboles formando una estructura característica que denominó micorriza (del griego mýkes, hongo + rhiza, raíz). Planteó la hipótesis de que se trataba de una asociación simbiótica donde la nutrición de la planta y del hongo depende de uno y otro.

Se reconoce a la micorriza como una asociación de intercambio benéfico para ambos organismos, el hongo obtiene carbohidratos y otras sustancias orgánicas resultantes de la fotosíntesis efectuada por la planta, mientras que ésta obtiene agua, fósforo, potasio y nitrógeno, entre otros, así como protección contra patógenos, además de extender su superficie de absorción por la redes miceliares bajo el suelo. Recordemos aquí la biología de los hongos, el cuerpo somático que usualmente no es visible a simple vista se denomina micelio, construido por sus “células” (hifas) que al organizarse construyen en los hongos macroscópicos (macrohongos) los esporomas o fructificaciones las cuales reconocemos por sus formas de sombrilla, de pelota, de coral, entre otras y tienen la función de producir las esporas que equivaldrían a las semillas en las plantas. Cuando exploramos un bosque y por ejemplo no observamos los típicos hongos con pie y sombrero, expresamos “no hay hongos”, en realidad lo que no se ha producido son las fructificaciones pero los micelios (para efectos de visibilidad denominados como el “verdadero hongo”) están allí, en el caso de los formadores de micorrizas se encuentran colonizando o conectándose con las raíces de las plantas. Según la estructura que forma el hongo sobre la raíz y la forma de penetración en el tejido vegetal se reconocen morfológicamente siete tipos de micorrizas, uno de los cuales es la ectomicorriza. Este tipo de micorriza encontrada en plantas angiospermas y gimnospermas se distingue porque el micelio del hongo al invadir la raíz forma un manto o vaina sobre ella, el hongo se introduce  entre los espacios intersticiales de las células, es decir, no perfora la pared para penetrar a la célula vegetal sino intercelularmente forma un sistema llamado red de Hartig que es justo la red laberíntica del hongo donde se lleva principalmente la transferencia de nutrientes. De manera que en la ectomicorriza, la raíz de la planta se percibe como un hinchamiento al estar cubierta por el micelio de los macrohongos, según las especies involucradas producen tal estructura que por la forma, textura y color que adquieren se ha denominado morfotipo. Se argumenta que diversas plantas y comunidades vegetales evolucionaron debido a esa relación micorrízica e incluso se tiene evidencia fósil y datos moleculares que prueban que las micorrizas aparecieron hace millones de años, sugiriendo que pudieron contribuir a la colonización de las plantas en los hábitats terrestres.

Es significativa la función de las ectomicorrizas en los ecosistemas forestales y relevante el papel que desempeñan las especies de hongos con los hospederos particulares para el establecimiento de las plántulas, crecimiento de los árboles e interconexiones entre las raíces, lo que en conjunto influye de manera importante en la transferencia de nutrientes en el suelo, mantenimiento del bosque y regulación de la coexistencia de diferentes elementos de la comunidad vegetal y fúngica. Durante muchos años el estudio de la diversidad y ecología de los hongos ectomicorrizógenos (HECM) se basó en la presencia de los esporomas detectados a simple vista sobre el suelo del bosque. Con el desarrollo de las técnicas de biología molecular, se ha avanzado en el reconocimiento a nivel de raíz, del hongo (micobionte) y de la planta (fitobionte) involucrados en la simbiosis, y actualmente se ha generado información valiosa ya sea basada en características morfológicas y anatómicas de los ectomicorrizas como en datos moleculares. Se tienen registradas hasta ahora alrededor de 6,000 especies de HECM relacionadas con cerca de 25,000 especies de plantas pertenecientes a 336 familias. Esto no obstante representa aun una pequeña fracción dentro de los supuestos 220,000 a 420,000 especies de plantas que habitan el planeta, con los aproximadamente 1,500,000 especies de hongos, donde queda incluido un alto número de especies de plantas y hongos hipotéticamente micorrízicos aun no investigados. Un buen porcentaje de especies mejor estudiadas son las involucradas en las asociaciones con árboles ecológica- y económicamente más importantes a nivel internacional, de las familias Betulaceae, Dipterocarpaceae, Fagaceae, Nothofagaceae, Pinaceae, entre otras, aunque también se investigan las ectomicorrizas de otros miembros de esas y otras familias, y se cuenta con registros de las comunidades forestales del Mediterráneo, bosques boreales y templados del hemisferio norte, en parte de América del Sur, del bosque lluvioso de Africa, India, Malasia, así como en comunidades en Australia. Significa entonces que en los ecosistemas terrestres del planeta, los HECM cumplen la importante función de contribuir en el establecimiento de plántulas y crecimiento de los árboles. 

Como parte de las investigaciones que se realizan en el Instituto de Ecología, aquí en Xalapa, el grupo de trabajo del Laboratorio de Biodiversidad y Sistemática de Hongos Silvestres, entre sus líneas de estudio, se planteó documentar las poblaciones silvestres de macrohongos ectomicorrizógenos en ecosistemas forestales con vacíos de información, o que se encuentran en alguna categoría de riesgo o de importancia económica. Investigamos en conjunto los sistemas hongo/raíz bajo del suelo y su contraparte correspondiente a los esporomas o fructificaciones por arriba del suelo, apoyados con análisis morfo-anatómicos y moleculares que permitan abordar su determinación y caracterización para ampliar el conocimiento de las especies de micobiontes y fitobiontes nativos de México. Esta línea de trabajo se enmarca dentro de los objetivos de documentar la diversidad de macrohongos silvestres que se desarrollan especialmente en los bosques del estado de Veracruz. En nuestro país se ha diagnosticado la ectomicorriza en medio natural, sobre las raíces de plantas especialmente en bosques de montaña, considerando tan solo un puñado de especies de hongos y de árboles, entre estos últimos, los ilites (Alnus),  pinos (Pinus) y encinos (Quercus) principalmente. En el laboratorio hemos logrado determinar especies nativas de hongos (esporomas y ectomicorriza) en interacción con algunos árboles de las familias Betulaceae y Fagaceae como los pipinques (Carpinus y Fagus), ilites y encinos, a nivel mundial apenas se ha logrado efectuar esto para cerca de 315 especies de HECM.

El cortejo de micobiontes nativos asociados a plantas nativas, presentes localmente, juegan un papel fundamental para la distribución, establecimiento y permanencia de árboles y bosque, pero ese componente de HECM que habitan distintos ecosistemas en nuestro país aun requieren ser investigados. Por su potencial importancia en programas de reforestación, restauración del bosque y, ya que las fructificaciones de varias especies de HECM son reconocidas como comestibles (algunas de ellas altamente cotizadas, p.ej. el tecomate, las panzas, el hongo blanco, etc.), es importante contar con información que favorezca un manejo sustentable de este recurso forestal no maderable. Actualmente entre nuestras investigaciones sobre hongos ectomicorrizógenos realizamos estudios en los bosques de niebla de las regiones de Xalapa y Naolinco. En ésta última, por ejemplo, se establece una especie llamada popularmente en la zona como pipinque o güichin (Fagus grandifolia var. mexicana), que resulta de interés ya que en todo México ese tipo de árboles sobreviven en 10 fragmentos de bosque relictos del Plioceno (i.e. desde hace más de 5 millones de años) y apenas cubren en el país 40 has en total, uno de esos relictos (de aprox. 4 has) está en la zona, donde posiblemente Fagus alcanza su distribución límite meridional en todo el continente, pero actualmente catalogada como vulnerable y en peligro de desaparecer. Nuestro equipo de investigación experto en hongos, contribuye también con sus proyectos en la formación de estudiantes (licenciatura, maestría, doctorado, residencias profesionales, servicio social), continuamente publican sus resultados en revistas científicas de amplia circulación internacional y participan con el sector educativo.