Las raíces de las plantas silvestres segregan compuestos que nos ahorrarían pesticidas y fertilizantes

5 de diciembre 2019

Un trabajo de investigadoras del CSIC y del CREAF destacan que las plantas silvestres son más fértiles y resistentes a las plagas que las variedades de cultivos tradicionales gracias a que segregan exudados (sustancias que liberan las raíces) que las ayudan a captar más nutrientes y defenderse de las bacterias y hongos patógenos del suelo.

L’escarabat Diabrotica virgifera virgifera menjant blat de moro.

L’escarabat Diabrotica virgifera virgifera menjant blat de moro.

Desde los años 70, las Naciones Unidas hablan de la seguridad alimentaria —proporcionar suficiente alimento a todos los humanos en todo el mundo— y del reto que supone. Una de las piezas que ayudaría a lograrla sería mejorar la agricultura, haciéndola a la vez más productiva y respetuosa con el medio ambiente.

En esta línea, un estudio publicado en la revista Trends in Plants Science pone las raíces de las plantas en el punto de mira. El motivo es que la ecóloga del CREAF Catherine Preece y el profesor del CSIC en el CREAF Josep Peñuelas apuntan a que los exudados de las raíces de las variedades silvestres podrían mejorar la fertilidad del suelo y hacer los cultivos más resistentes a las plagas, ya que segregan mayor cantidad de estos compuestos característicos comparado con las variedades que utilizamos para el cultivo. Estos exudados que liberan las raíces pasan a formar parte del mundo subterráneo de la planta: la rizosfera.

"Entre los compuestos exudados se encuentran azúcares, ácidos orgánicos y otros metabolitos, que pueden hacer de repelentes contra los patógenos o atraer bacterias beneficiosas, como son las bacterias fijadoras de nitrógeno que ayudan a las leguminosas a crecer. Otros mejoran la disponibilidad de algunos nutrientes como el fósforo "explica la Dra. Preece. 

“Entre los compuestos exudados se encuentran azúcares, ácidos orgánicos y otros metabolitos, que pueden hacer de repelentes contra los patógenos o atraer bacterias beneficiosas, como son las bacterias fijadoras de nitrógeno que ayudan a las leguminosas a crecer. Otros mejoran la disponibilidad de algunos nutrientes como el fósforo “explica la Dra. Preece. En el caso de las variedades que utilizamos para cultivar, “después de años de selección artificial, los exudados han perdido algunas de estas propiedades que las plantas silvestres sí conservan” añade.

“Si a través de cruces o técnicas genéticas podemos hacer que las variedades actuales recuperen la capacidad de sintetizar algunos exudados en los campos de cultivo, mejoraríamos la productividad y ahorraríamos fertilizantes y pesticidas”, remarca Josep Peñuelas. Hasta ahora, se habían utilizado algunas características genéticas de las plantas silvestres para mejorar la productividad o aumentar la fertilidad, especialmente en girasoles, trigo y patata. En cambio, pocos programas, por no decir ninguno, han incorporado características asociadas a la exudación de las raíces, un punto clave que nos acercaría más a la seguridad alimentaria.

Las plantas salvajes son amargas pero resistentes a los depredadores

 La revisión llevada a cabo por el equipo del CREAF defiende que los exudados pueden mejorar la resistencia a las plagas. Y es que los cultivos actuales tienden a tener menos resistencia a los ataques de herbívoros que sus ancestros salvajes, debido a que la selección directa les ha hecho perder propiedades que protegen a la planta pero son poco deseables para el consumo humano, como son el gusto amargo, la toxicidad, la dureza o pilosidad.

Camp de blat de moro. Photo by Allef Vinicius on Unsplash

Camp de blat de moro. Photo by Allef Vinicius on Unsplash

Un caso interesante es el del maíz, que a menudo es devorado por la larva del escarabajo Diabrotica virgifera virgifera. El antecesor de las mazorcas actuales, la teosinte (Zea mays subs. Parviglumis), y las variedades europeas producen y emiten unas sustancias llamadas sesquiterpenos en las raíces, que atraen a un nematodo que se alimenta de la larva del escarabajo. En cambio, las variedades americanas, que son las que más consumimos, han dejado de sintetizarlas. Si reincorporaran la capacidad de liberar este compuesto, se mejoraría enormemente la productividad y reduciría el uso de pesticidas.

Por otra parte, los sistemas de agricultura intensiva contemporáneos utilizan unos niveles muy altos de fertilizantes para contrarrestar los déficits en nitrógeno, fósforo u otros nutrientes del suelo necesarios para la planta. Diversos estudios han encontrado que las especies salvajes aprovechan mejor los nutrientes del suelo, pues entre las sustancias que segregan por las raíces se encuentran enzimas especializadas en movilizar minerales o en captar hierro, un elemento que a menudo es escaso. Además, los exudados de las raíces tienen también un rol importante en promover las interacciones positivas con microorganismos, como por ejemplo para iniciar una colaboración con hongos y dar lugar a las llamadas micorrizas. El estudio más grande realizado para este ámbito se hizo con 27 especies de cultivos y sus parientes salvajes, y concluye que los campos tratados se benefician de las micorrizas sólo cuando hay limitación de fósforo, a diferencia de los ancestros salvajes que le sacan provecho siempre, indistintamente de la disponibilidad.

 Artículo de referencia:

Catherine Preece and Josep Peñuelas (2019). A Return to the Wild: Root Exudates and Food Security.Trends in Plant Science. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2019.09.010

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Estudiante del Máster de Comunicación Científica, Médica y Ambiental (BSM – UPF) y Técnico de Comunicación (en formación) del CREAF. Graduada en Biología (UB, 2015).
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