La alianza vital entre las bacterias del suelo y las plantas desérticas

Cuando pensamos en un desierto, muchas veces imaginamos dunas interminables. Sin embargo, existen zonas que, sin parecerloa simple vista, enfrentan condiciones muy similares. Nuestra región, por ejemplo, se considera semiárida; es decir, un territorio donde las temperaturas son elevadas y el agua disponible para las plantas es limitada durante gran parte del año. Las  precipitaciones son escasas y, cuando ocurren, el líquido se evapora rápidamente debido al calor, sin alcanzar a filtrarse adecuadamente en el suelo.

Otras características del suelo que dificultan el desarrollo vegetal son la baja fertilidad, la escasa materia orgánica y, en muchos casos, los altos niveles de salinidad, lo que reduce aún más la capacidad de las raíces para absorber agua y nutrientes. Existenalgunas plantas que han logrado adaptarse y sobrevivir en entornos de este tipo. Sin embargo, los efectos del cambio climático han intensificado estas condiciones adversas, poniendo en riesgo tanto a las especies nativas como a aquellas de interés agrícola.

Es aquí donde entra en escena un grupo inesperado de aliadas invisibles: las bacterias, organismos diminutos, pero fundamentales, que pueden marcar la diferencia cuando se trata de la supervivencia vegetal en ambientes extremos. 

Aunque no se vean, millones de ellas viven en el suelo, sobre todo en la zona más cercana a las raíces, conocida como rizosfera. Ahí se encuentran las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal —o PGPR por sus siglas en inglés—, las cuales desempeñanun papel importante en la adaptación de las plantas a hábitats hostiles, como los semiáridos.

UNA ALIANZA INVALUABLE

Estos pequeños organismos benefician a la flora porque poseen diversos mecanismos que mejoran su resistencia al estrés ambiental. Uno de ellos es la solubilización de fosfatos, lo que permite que el fósforo, un nutriente esencial para el crecimientode las plantas y la eficiencia en el uso del agua, esté disponible en su forma absorbible. Además, algunas PGPR participan en la fijación de nitrógeno, transformando este gas atmosférico en compuestos aprovechables, algo particularmente valioso en suelosinfértiles.

Otro mecanismo clave es la producción de exopolisacáridos, sustancias que crean una especie de capa protectora con consistencia gelatinosa alrededor de las raíces. Esta barrera aumenta la retención de líquido, reduce la absorción de sal y protege a las células vegetales del daño provocado por el estrés osmótico.

Las bacterias también destacan por su capacidad para modular el equilibrio hormonal de la planta, ya sea produciendo directamente estas sustancias químicas o estimulando su generación. Algunas hormonas mejoran la absorción de agua en suelos secos o muy salinos, mientras que otras permiten que el organismo cierre sus poros (estomas) en momentos críticos, lo que reduce la deshidratación por transpiración.

Ciertas PGPR, además, generan compuestos (como la prolina) que ayudan a las células vegetales a mantener su equilibrio interno bajo condiciones de alta salinidad. También se ha observado que pueden estimular la actividad antioxidante, activando enzimas que contrarrestan el daño causado por moléculas reactivas del oxígeno producidas durante el estrés salino.

Algunos microorganismos inducen una especie de “memoria defensiva” en la flora. Esta respuesta fortalece no sólo la zona de la raíz, sino otras partes como el tallo y las hojas, haciéndolas más resistentes ante futuras adversidades.

Por último, ciertas bacterias participan en la regulación del ingreso o la expulsión de sodio de las plantas, evitando que se acumule en niveles que puedan afectar los tejidos.

Estos y otros mecanismos actúan de manera simultánea o complementaria, y convierten a las PGPR en un apoyo crucial para la supervivencia vegetal en regiones áridas. Su presencia representa una forma natural y eficiente de mejorar la salud de la flora y su capacidad de adaptación, especialmente en un contexto de cambio climático. 

CASOS REALES ALREDEDOR DEL MUNDO

A continuación, algunos ejemplos reales de cómo esta relación con las bacterias beneficia tanto a las plantas como a los ecosistemas donde habitan.

Un estudio de Shabaan y colaboradores, realizado en 2022 en Pakistán, demostró que algunas bacterias ayudan al maíz a resistir suelos con una elevada concentración de sal, pues permiten al cultivo absorber mejor los nutrientes necesarios y reducen la entrada de sodio que, en exceso, puede ser perjudicial. Además, logran mantener un mejor equilibrio de minerales como el potasio y sufrenmenos daño en sus tejidos, lo que se traduce en una mayor resistencia.

Otro caso interesante es el de Vílchez y su equipo, quienes en 2018, en Granada, España, trabajaron con el pimiento verde y la Microbacterium. Descubrieron que los ejemplares que vivían en condiciones de poca humedad y estaban asociados con este microorganismo lograban retener más agua en sus tejidos y, asimismo, continuaban realizando la fotosíntesis de manera eficiente, incluso después de varios días sin riego. Esto significa que la bacteria ayudaba a los pimientos a mantenerse activos y saludablesdurante periodos de sequía.

Por otro lado, Khan y su equipo, en 2020, en Corea del Sur, realizaron un estudio en laboratorio con el cultivo de soja y la Bacillus cereus. Encontraron que este microorganismo tuvo efectos muy positivos en los ejemplares sometidos a calor extremo: protegió los pigmentos usados para captar la luz solar y modificó sus niveles de hormonas, reduciendo aquellas que generan estrés e incrementando otras que fortalecen sus defensas. Además, favorece la producción de compuestos como aminoácidos, esenciales para el crecimiento vegetal.

En regiones desérticas, como el norte de México, muchas plantas dependen de este tipo de bacterias para sobrevivir. Entre ellas se encuentran especies como el nopal, el agave, los mezquites y varios tipos de cactus que logran crecer en suelos muy pobres y secos gracias a estos microorganismos. Las relaciones entre la flora y las bacterias son un gran ejemplo de cómo la vida se adapta y colabora para resistir en ambientes extremos.

¿QUÉ SE HACE EN LA LAGUNA?

En la Comarca Lagunera se encuentra la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Juárez del Estado de Durango (UJED), donde está el Departamento de Ecología Microbiana. En este lugar trabaja un equipo de profesionistas que estudia y realizaexperimentos para entender mejor los mecanismos de interacción entre bacterias y plantas.

Las investigaciones incluyen desde el aislamiento de bacterias presentes en su entorno natural hasta su caracterización, que consiste en entender su funcionamiento y qué beneficios podrían aportar a la vida vegetal. El objetivo es encontrar alternativas ecológicas y prácticas que puedan aplicarse a los cultivos de interés para hacerlos más resistentes a la aridezcada vez mayor de la región.

De esta manera, la ciencia local busca soluciones reales que promuevan una agricultura ecológica y sostenible, capaz de enfrentar las condiciones difíciles de la Comarca Lagunera, mientras se cuidan los recursos naturales y se mejora la productividad del campo.