Los hongos subterráneos que sostienen la vida en la tierra

Mediante aprendizaje automático y un robot de imágenes de alta resolución, los científicos lograron medir y trazar el mapa de las enormes redes de hongos subterráneos que almacenan carbono.

Un sistema circulatorio oculto late justo debajo de la superficie del planeta. Allí, incrustadas en el suelo, se encuentran densas redes de microorganismos conocidos como hongos micorrízicos arbusculares. Estos hongos se adhieren a las raíces de las plantas, y envían filamentos largos y delgados a lo largo del suelo. Estos filamentos transportan agua y nutrientes a las plantas y se llevan el carbono, y así contribuyen a mantener grandes cantidades de este elemento fuera de la atmósfera.

Si se colocaran uno tras otro, estos filamentos se extenderían a lo largo de 109 mil billones de kilómetros –aproximadamente 730 millones de veces la distancia entre la Tierra y el Sol–, según informaron los científicos en un nuevo estudio. En conjunto, los filamentos contienen aproximadamente 300 megatones de carbono, o entre cuatro y seis veces el carbono que contienen todos los seres humanos del planeta, según el estudio, publicado el jueves en la revista Science.

Un equipo internacional de científicos llevó a cabo la investigación, en la que utilizaron una combinación de técnicas avanzadas, como el aprendizaje automático y un robot de imágenes de alta resolución, para medir, predecir y cartografiar el tamaño de estas redes fúngicas en ecosistemas de todo el mundo.

El estudio reveló redes fúngicas especialmente densas bajo las praderas del mundo, lo que se suma a las pruebas de que estos ecosistemas, que suelen recibir menos protección conservacionista que los bosques, sirven como importantes sumideros de carbono para el planeta.

“La gente simplemente no presta atención a estos ecosistemas”, dijo Toby Kiers, directora de la Sociedad para la Protección de las Redes Subterráneas (SPUN, por su sigla en inglés) y bióloga evolutiva de la Universidad Libre de Ámsterdam que también fue coautora del nuevo estudio. “Lo que queremos hacer con estos datos es realmente sacar a la luz algunos de estos patrones ocultos bajo tierra”.

Más del 70 por ciento de las especies de plantas terrestres de la Tierra dependen de hongos micorrízicos arbusculares, que –además de transportar nutrientes y almacenar carbono– también ayudan a estabilizar el suelo y a proteger a las plantas del estrés ambiental.

Aunque ha quedado claro que estas redes son tanto fundamentales como enormes, Kiers dijo: “No sabemos dónde las redes están muy sanas y dónde están amenazadas”.

En el nuevo estudio, ella y sus colegas se propusieron “construir una imagen más completa” de esta infraestructura subterránea, dijo. Comenzaron recopilando datos de cientos de artículos publicados anteriormente, que habían analizado en conjunto más de 16.000 muestras de suelo de todo el mundo. Los autores de esos artículos ya habían calculado la densidad de los filamentos fúngicos, conocidos técnicamente como hifas, en esas muestras. (La densidad se definió como el número de metros de hifas por centímetro cúbico de suelo).

Los científicos usaron estos datos –junto con información sobre las condiciones ambientales de los lugares donde se recogieron las muestras– para entrenar un modelo de aprendizaje automático. El modelo predijo entonces la densidad fúngica en lugares de todo el mundo, incluidos aquellos en los que no se habían tomado muestras anteriormente.

Los investigadores también fotografiaron muestras de hongos cultivadas en laboratorio con un robot de imagen de alta tecnología, desarrollado por Thomas Shimizu, biofísico del Instituto AMOLF de Ámsterdam y coautor del estudio, junto con su equipo. El robot tomó imágenes de alta resolución de las hifas, lo que permitió a los científicos determinar el grosor de los filamentos.

En conjunto, estos datos sobre la densidad global de los hongos y el grosor de sus hifas ramificadas permitieron a los investigadores estimar la longitud y la masa totales de estas redes fúngicas subterráneas.

“Estamos entusiasmados con la cifra –aproximadamente mil millones de veces la distancia de la Tierra al Sol– porque da una idea de la magnitud, de la escala de lo que estamos observando”, dijo Kiers. “Pero para mí, lo más emocionante no es solo darle una longitud, sino situarlo en un mapa y poder ver estos patrones”.

Las praderas presentaron densidades de hongos micorrízicos arbusculares más altas que cualquier otro ecosistema. Entre los puntos de mayor concentración se encontraban los Everglades de Florida, el humedal de Sudd en Sudán del Sur y la estepa tibetana.

Los resultados no fueron una sorpresa total, y estudios anteriores ya habían sugerido que las praderas son especialmente ricas en hongos micorrízicos arbusculares.

Pero el nuevo estudio destaca la importancia de estos ecosistemas a escala global, dijo Liz Koziol, ecóloga especializada en hongos micorrízicos de la Universidad de Kansas quien no participó en la investigación. “Comparar todos estos conjuntos de datos de todo el mundo supone una cantidad increíble de trabajo”, dijo Koziol. “Es simplemente asombroso ver el mapa de calor global”.

Los investigadores también descubrieron que la densidad de estas redes era aproximadamente un 50 por ciento menor en los suelos destinados al cultivo que en las tierras no cultivadas, aunque se necesita más investigación para relacionar las prácticas agrícolas con la salud micorrícica, dijo Kiers.

De hecho, los investigadores reconocen que los hallazgos conllevan una incertidumbre considerable y que hay algunas regiones y ecosistemas, como las zonas áridas, que están especialmente poco estudiados.

Pero Kiers expresó su esperanza de que los hallazgos del equipo contribuyan a orientar las políticas de conservación y gestión del territorio que protejan no solo la vida en la superficie, sino también las vastas redes fúngicas que se encuentran debajo.

“Porque creo que, una vez que desaparecen”, dijo, “es muy difícil recuperarlas”.

Emily Anthes es reportera científica y escribe principalmente sobre ciencia y salud animal. También cubrió la pandemia de coronavirus.