Cuando las bacterias cooperan para potenciar el crecimiento de los cultivos

“En la naturaleza nada existe solo”. La frase, atribuida a la bióloga marina Rachel Carson, resuena con especial fuerza en el suelo agrícola, donde la vida se organiza en redes de colaboración y competencia que condicionan el crecimiento de las plantas.

Siguiendo la filosofía de esta cita, un equipo internacional en el que participa la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC) en Granada ha demostrado que las bacterias asociadas a la caña de azúcar no actúan de forma independiente, sino que su capacidad para beneficiar al cultivo depende de cómo se relacionan entre sí. Cuando estas interacciones son positivas, los efectos se amplifican.

Interacción entre dos especies bacterianas colonizadoras de la raíz de plantas. Se observa como ‘Pseudomonas knackmussii’ (derecha) empieza a crecer sobre la colonia de ‘Stutzerimonas stutzeri’ (izquierda).

Durante años, la investigación ha tendido a estudiar bacterias de forma individual para entender su papel en la agricultura. Sin embargo, en la naturaleza las plantas conviven con comunidades complejas de microorganismos que interactúan constantemente. Este estudio pone el foco precisamente en esas relaciones.

Las bacterias pueden mejorar la absorción de nutrientes, estimular el crecimiento de las raíces o reforzar la resistencia frente a patógenos. Pero su impacto no depende solo de sus características individuales, sino del contexto biológico en el que se encuentran. “Es como vivir en un edificio. La forma en la que nos relacionamos depende tanto de nuestro entorno como de lo bien o lo mal que nos llevamos con nuestros vecinos”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la EEZ-CSIC Manuel Espinosa.

Una ‘comunidad’ de bacterias

Entre los principales beneficios que estas comunidades microbianas pueden aportar a la planta destacan:

• Mejora de la absorción de nutrientes esenciales como el fósforo.
• Facilitación de la captación de hierro, otro mineral ‘nutritivo’ para las plantas.
• Producción de compuestos que estimulan el crecimiento de las raíces.
• Refuerzo de la resistencia frente a patógenos.

El estudio, publicado en Frontiers in Microbiology, demuestra que estas funciones pueden intensificarse, reducirse o incluso activarse únicamente cuando determinadas bacterias interactúan entre sí.

Ensayo de interacciones entre especies bacterianas aislada de plantas de caña de azucar. Se observa que la proximidad entre colonias de dos especies diferentes inhibe el crecimiento de una de ellas (la de la parte inferior).

Para analizar estas dinámicas, los investigadores trabajaron con bacterias procedentes tanto del entorno de las raíces como del interior de la planta, comparando su comportamiento en distintas combinaciones. En total, estudiaron 32 microorganismos y evaluaron cómo se influían mutuamente.

Los resultados revelan dos patrones claros: mientras que las bacterias del suelo cercano a las raíces tienden a competir con mayor frecuencia, las que habitan en el interior de los tejidos vegetales muestran más interacciones positivas. Es en este equilibrio donde se configuran muchas de las funciones beneficiosas para la planta.

Además, los ensayos evidencian que algunas bacterias solo activan determinadas capacidades, como transformar nutrientes o producir compuestos de crecimiento, cuando interactúan con otras. “Esto significa que el comportamiento beneficioso de estos microorganismos no puede predecirse únicamente estudiando cada especie por separado”, explica Manuel Espinosa.

Consorcios microbianos

Este cambio de enfoque tiene implicaciones directas para la agricultura. En la actualidad, muchos biofertilizantes se basan en una única bacteria, pero este trabajo sugiere que su eficacia podría mejorar si se diseñan combinaciones de microorganismos que cooperen entre sí.

Aunque aún no existe una fórmula concreta lista para aplicar en campo, comprender estas relaciones permite avanzar hacia consorcios microbianos más ajustados al funcionamiento real del suelo.

Manuel Espinosa, investigador de la EEZ-CSIC.

Equipo del INSIBIO participante en el trabajo.

El siguiente paso será validar estos resultados en condiciones más cercanas a la práctica agrícola, primero en invernadero y después en campo. Si se confirma su eficacia, estas estrategias podrían contribuir a reducir el uso de fertilizantes tradicionales y mejorar la productividad de los cultivos en suelos con limitaciones.

Si algo confirma este trabajo es que el crecimiento de una planta no depende únicamente de lo que absorbe del suelo, sino también de las relaciones que lo sostienen. Quizá por eso, más de medio siglo después, la intuición de Rachel Carson sigue vigente: en la naturaleza nada existe solo. Tampoco en la agricultura del futuro, donde comprender cómo colaboran las bacterias es tan solo el primer paso para diseñar cultivos más resilientes y en equilibrio con su entorno.

Más información en #CienciaDirecta: Demuestran que las relaciones entre bacterias del suelo potencian el crecimiento de los cultivos