domingo, 24 de mayo de 2015

Las redes de hongos conectan a todas las plantas

Las plantas hablan entre sí a través de una Internet de hongos
Oculto bajo sus pies hay una autopista de información que permite a las plantas comunicarse y ayudarse unos a otros. Está hecha de hongos

Nic Fleming - BBC Earth



Es una autopista de la información que acelera las interacciones entre una población grande y diversa de individuos. Permite que las personas puedan estar ampliamente separadas para comunicarse y ayudarse unos a otros. Pero también les permite cometer nuevas formas de delincuencia.
No, no estamos hablando acerca de la Internet, estamos hablando de los hongos. Mientras que las setas pueden ser la parte más familiar de un hongo, la mayor parte de sus cuerpos se componen de una masa de hilos delgados, conocidos como micelio. Ahora sabemos que estos hilos actúan como una especie de internet subterráneo, que une las raíces de diferentes plantas. Ese árbol en su jardín está probablemente conectado a un arbusto de varios metros de distancia, gracias a micelios.
Cuanto más aprendemos acerca de estas redes subterráneas, más nuestras ideas acerca de las plantas tienen que cambiar. No sólo están allí sentados en silencio cada vez mayor. Al vincular a la red de hongos que pueden ayudar a sus vecinos mediante el intercambio de nutrientes y la información - o sabotear plantas no deseadas mediante la difusión de los productos químicos tóxicos a través de la red. Este "Wide Web de los bosques", resulta que, incluso tiene su propia versión de la ciberdelincuencia.


El micelio de un hongo difusión a través del suelo (Crédito: Nigel Cattlin / Alamy)

Alrededor del 90% de las plantas de la tierra están en relaciones mutuamente beneficiosas con los hongos. El biólogo alemán del siglo 19 Albert Bernard Frank acuñó la palabra "micorrizas" para describir estas asociaciones, en el que el hongo coloniza las raíces de la planta.
Los hongos se han llamado la "internet natural de la Tierra'
En las asociaciones de micorrizas, hongos con plantas proporcionan alimentos en forma de hidratos de carbono. A cambio, los hongos ayudan a las plantas absorben el agua y proporcionan nutrientes como el fósforo y el nitrógeno, a través de sus micelios. Desde la década de 1960, ha quedado claro que las plantas micorrizas ayuda individuales crezcan.
Redes hongos también impulsar el sistema inmunológico sus plantas hospederas. Eso es porque, cuando un hongo coloniza las raíces de una planta, se dispara la producción de productos químicos relacionados con la defensa. Esto hace que las respuestas del sistema inmune después más rápido y eficaz, un fenómeno llamado "cebado". Simplemente conectando a las redes de micelio hace que las plantas más resistentes a las enfermedades.
Pero eso no es todo. Ahora sabemos que las micorrizas también conectar las plantas que pueden estar muy separados. Experto Hongo Paul Stamets los llamó "internet natural de la Tierra" en una charla TED 2008. El primero tenía la idea en la década de 1970 cuando estaba estudiando hongos usando un microscopio electrónico. Stamets notó similitudes entre micelios y ARPANET, el Departamento de versión temprana de Defensa de internet de Estados Unidos.
Los aficionados al cine pueden ser recordados de 2009 taquillera Avatar de James Cameron. En la luna boscosa donde la película tiene lugar, todos los organismos están conectados. Se pueden comunicar y gestionar colectivamente los recursos, gracias a "algún tipo de comunicación electroquímica entre las raíces de los árboles". De vuelta en el mundo real, parece que hay algo de verdad en esto.


Avatar: sorprendentemente precisa cuando se trata de árboles (de crédito: Fotos 12 / Alamy)

Ha tomado décadas para reconstruir lo que Internet puede hacer por hongos. Ya en 1997, Suzanne Simard, de la Universidad de British Columbia en Vancouver encontró una de las primeras piezas de evidencia. Ella demostró que Douglas árboles de abeto y papel de abedul pueden transferir carbono entre ellos a través de los micelios. Otros han demostrado ya que las plantas pueden intercambiar nitrógeno y fósforo, así, por la misma ruta.
Estas plantas no son realmente personas
Simard ahora cree grandes árboles ayudan pequeños, más jóvenes el uso de Internet por hongos. Sin esta ayuda, ella piensa que muchas plántulas no sobrevivirían. En el estudio de 1997, las plantas de semillero a la sombra - que son propensos a ser corto de los alimentos - consiguieron más carbono de los árboles de los donantes.
"Estas plantas no son realmente las personas en el sentido de que Darwin pensaba que eran individuos que compiten por la supervivencia del más apto", dice Simard en el 2011 el documental se comunican los árboles? "De hecho están interactuando entre sí, tratando de ayudarse unos a otros a sobrevivir."
Sin embargo, es controvertida la utilidad de estas transferencias de nutrientes son en realidad. "Desde luego, sabemos que sucede, pero lo que está menos claro es el grado en que sucede", dice Lynne Boddy, de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido.


Las plantas de tomate pueden recibir señales de sus vecinos (Crédito: Tracy Gunn / Alamy)

Mientras que el argumento continúa, otros investigadores han encontrado pruebas de que las plantas pueden dar un paso más, y comunicarse a través de los micelios. En 2010, Ren Sen Zeng, de la Universidad del Sur de China Agrícola en Guangzhou encontró que cuando las plantas están unidas por los hongos dañinos, liberan señales químicas en los micelios que advierten a sus vecinos.
Las plantas de tomate pueden 'espiar' en las respuestas de defensa
El equipo de Zeng creció pares de plantas de tomate en macetas. Algunas de las plantas se les permitió formar micorrizas.
Una vez que las redes hongos habían formado, las hojas de una planta de cada par fueron rociados con Alternaria solani, un hongo que causa la enfermedad del tizón temprano. Bolsas de plástico herméticas fueron utilizados para prevenir cualquier señalización química sobre el suelo entre las plantas.
Después de 65 horas, Zeng trató de infectar a la segunda planta en cada par. Él encontró que eran mucho menos propensos a tizón, y tenían niveles significativamente más bajos de daño cuando lo hicieron, si tenían micelios.
"Sugerimos que las plantas de tomate pueden 'espiar' en las respuestas de defensa y aumentar su resistencia a las enfermedades contra potencial patógeno", Zeng y sus colegas escribieron. Así que no sólo haga lo micorrizas permiten plantas para compartir alimentos, ayudan a defenderse.


Pulgones se alimentan de plantas de guisante haba (crédito: Bildagentur-línea / McPhoto-Weber / Alamy)

No se trata sólo de tomates que hacen esto. En 2013, David Johnson, de la Universidad de Aberdeen y sus colegas demostraron que las habas también utilizan redes para recoger hongos en las amenazas inminentes - en este caso, pulgones hambrientos.
Johnson encontró que grandes plantas de frijol que no eran ellos mismos bajo el ataque de pulgones, pero estaban conectados a los que fueron a través de micelios de hongos, activaron sus defensas químicas contra el pulgón. Los que no tienen micelios no.
"Algún tipo de señalización que estaba pasando entre estas plantas sobre la herbivoría por áfidos, y esas señales estaban siendo transportados a través de las redes de micelio micorrizas", dice Johnson.


El Internet es también un paraíso para los criminales y piratas (Crédito: shotstock / Alamy)

Pero al igual que el humano internet, internet hongos tiene un lado oscuro. Nuestro Internet socava la privacidad y facilita delito grave - y con frecuencia, permite virus informáticos para difundir. De la misma manera, las conexiones por hongos plantas 'quiere decir que nunca son verdaderamente solo, y que los vecinos malévolos pueden hacerles daño.
Por un lado, algunas plantas se roban entre sí el uso de Internet. Hay plantas que no tienen clorofila, por lo que a diferencia de la mayoría de las plantas no pueden producir su propia energía a través de la fotosíntesis. Algunas de estas plantas, como la orquídea fantasma, obtener el carbono que necesitan de los árboles cercanos, a través de los micelios de hongos que ambos están conectados a.
Otros orquídeas solamente roban cuando les conviene. Estos "mixotrophs" pueden llevar a cabo la fotosíntesis, pero también "robar" de carbono de otras plantas que utilizan la red de hongos que los une.
Eso puede no sonar tan mal. Sin embargo, el delito cibernético planta puede ser mucho más siniestro que un poco de pequeños robos.


Una orquídea fantasma (Cephalanthera austiniae) (Crédito: Tom Hilton, CC por 2,0)

Las plantas tienen que competir con sus vecinos por recursos como el agua y la luz. Como parte de esa batalla, algunos productos químicos de liberación que dañar a sus rivales.
Este "alelopatía" es bastante común en los árboles, entre ellos acacias, sugarberries, sicomoros estadounidenses y varias especies de Eucalyptus. Ellos liberan sustancias que, o bien reducir las posibilidades de otras plantas están estableciendo, o reducir la propagación de microbios alrededor de sus raíces.
Científicos escépticos dudan de que la alelopatía ayuda a estas plantas hostiles tanto. Seguramente, dicen, los productos químicos nocivos serían absorbidos por el suelo, o descompuestos por microbios, antes de que pudieran viajar lejos.
Pero tal vez las plantas pueden solucionar este problema, mediante el aprovechamiento de las redes de hongos subterráneos que cubren grandes distancias. En 2011, el ecologista química Kathryn Morris y sus colegas se propusieron probar esta teoría.


Las caléndulas oro son claramente hostiles a sus vecinos (Crédito: Blickwinkel / Alamy)

Morris, ex Barto, creció caléndulas oro en recipientes con hongos micorrícicos. Las macetas contenían cilindros rodeados por una malla, con agujeros lo suficientemente pequeñas como para mantener las raíces fuera, pero lo suficientemente grandes como para dejar en micelios. La mitad de estos cilindros se volvió con regularidad para dejar de redes de hongos que crecen en ellos.
El equipo probó el suelo en los cilindros de dos compuestos hechos por las caléndulas, que pueden retardar el crecimiento de otras plantas y matar a los gusanos nematodos. En los cilindros donde se permitió a los hongos a crecer, los niveles de los dos compuestos fueron 179% y 278% más alto que en los cilindros sin hongos. Eso sugiere que los micelios realmente hicieron transportar las toxinas.
Posteriormente, el equipo creció plántulas de lechuga en el suelo de ambos conjuntos de contenedores. Después de 25 días, los que crecen en el suelo toxina más rica pesaron 40% menos que aquellos en el suelo aislado a partir de los micelios. "Estos experimentos muestran las redes fúngicas pueden transportar estos productos químicos en concentraciones suficientemente altas como para afectar el crecimiento de la planta", dice Morris, que se basa ahora en la Universidad de Xavier en Cincinnati, Ohio.
En respuesta, algunos han argumentado que los productos químicos pueden no funcionar tan bien fuera del laboratorio. Así Michaela Achatz de la Universidad Libre de Berlín en Alemania y sus colegas buscó un efecto similar en la naturaleza.


Un árbol de nogal negro (Juglans nigra) (Crédito: foto-zona / Alamy)

Uno de los ejemplos mejor estudiados de la alelopatía es el árbol de nogal negro americano. Inhibe el crecimiento de muchas plantas, incluyendo alimentos básicos como las papas y pepinos, por la liberación de una sustancia química llamada jugalone de sus hojas y raíces.
Achatz y su equipo colocaron macetas alrededor de los árboles de nogal, algunas de las cuales las redes hongos podían penetrar. Esas vasijas contenían casi cuatro veces más que las ollas jugalone que fueron rotados para mantener fuera a las conexiones por hongos. Las raíces de las plántulas de tomate plantadas en el suelo jugalone ricos pesaron en promedio 36% menos.
Algunas plantas especialmente astutos incluso podrían alterar la composición de las comunidades fúngicas cercanas. Los estudios han demostrado que knapweed manchado, avena loca esbelta y soft brome se pueden todos cambiar el fúngica maquillaje de los suelos. Según Morris, esto podría permitirles orientar mejor las especies rivales con productos químicos tóxicos, favoreciendo el crecimiento de los hongos a los que se pueden conectar tanto.
Los animales también pueden aprovechar la internet por hongos. Algunas plantas producen compuestos de atraer bacterias y hongos a sus raíces, pero estas señales pueden ser recogidos por los insectos y gusanos en busca de raíces sabrosas para comer. En 2012, Morris sugirió que el movimiento de estos productos químicos de señalización a través de micelios de hongos puede anunciar de forma inadvertida la presencia plantas para estos animales. Sin embargo, ella dice que esto no se ha demostrado en un experimento.


Los árboles y otras plantas están vinculados subterráneo (de crédito: Todas las fotos / Alamy)

Como resultado de este creciente cuerpo de evidencia, muchos biólogos han comenzado a usar el término "Wide Web de los bosques" para describir los servicios de comunicaciones que los hongos proporcionan a las plantas y otros organismos.
"Estas redes hongos hacen que la comunicación entre las plantas, incluidas las de las diferentes especies, más rápido y más eficaz", dice Morris. "Nosotros no pensamos en ello porque por lo general sólo podemos ver lo que está por encima del suelo. Pero la mayoría de las plantas se pueden ver están conectados bajo tierra, no directamente a través de sus raíces, sino a través de sus conexiones de micelio."
El Internet hongos ejemplifica una de las grandes lecciones de ecología: aparentemente organismos independientes a menudo se conectan, y puede depender el uno del otro. "Los ecologistas han sabido desde hace tiempo que los organismos son más interconectado e interdependiente", dice Boddy. El wide web de los bosques parece ser una parte crucial de cómo se forman estas conexiones.

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