Muchos de los nutrientes y elementos que las plantas necesitan del suelo no son fáciles de obtener, lo que se ve acrecentado en algunos ambientes. Por ello, las raíces de la mayoría de las especies de plantas se han asociado con hongos y con bacterias para cooperar en la obtención de tales recursos. A cambio las plantas les aportan sustancias carbonadas provenientes de la fotosíntesis Estas asociaciones son por tanto de tipo simbionte. Las asociaciones con los hongos se llaman micorrizas y con las bacterias se llaman nódulos.
Micorrizas
La asociación entre hongos y plantas ha sido trascendental para la evolución de las plantas terrestres y la colonización de la mayor parte de los ambientes terrestres. Muchos suelos son pobres en nutrientes y a las plantas les cuesta extraerlos del suelo. Las plantas se asocian de una manera simbionte, ambos obtienen beneficios, con hongos del suelo para incrementar la incorporación de tales recursos. A estos hongos se les llama micorrizas u hongos de las raíces. A través de las micorrizas, las plantas obtienen más fácilmente minerales, metales, agua, y otros, mientras que los hongos obtienen nutrientes como azúcares. Las micorrizas, mediante la emisión largas hifas incrementan enormemente la superficie de captación de elementos de la raíz. Este beneficio que aportan los hongos se ve más claramente en los suelos pobres en nutrientes. Las micorrizas también actúan como una barrera para patógenos, por ejemplo liberando antibióticos, pero además pueden secuestrar metales potencialmente tóxicos para las plantas.
Hay dos tipos de micorrizas: endomicorrizas y ectomicorrizas.
Las ectomicorrizas forman una vaina de hifas alrededor de las raíces llamada manto. También introduce hifas en la raíz pero no penetra la células sino que se extiende entre las células de la epidermis y la células de la corteza externa, formando lo que se llama la red de Harting. Alejado del manto, las hifas forman una red, las hifas extramatricales, que se extiende por el suelo. Este tipo de asociación se produce en grandes árboles como coníferas y robles. En los bosques de climas templados y boreales predomina la ectomicorriza con 3 especies de hongos predominantes. Esta red de hifas pueden incluso conectar raíces de diferentes individuos y especies. Las ectomicorrizas se han desarrollado de manera independiente durante la evolución haciendo que no sea un grupo de hongos homogéneo.
Los metales pesados no esenciales para las plantas suelen ser tóxicos, incluso en muy bajas concentraciones, y tienen efectos sobre el crecimiento normal de las plantas: pueden reducir la biomasa, la tasa de germinación, longitud de ramas y raíces, afectan a la producción de carotenoides, inducir estrés oxidativo, etcétera. Los hongos ectomicorrizas tienen unos mecanismos eficientes para contrarrestar los metales pesados. Una manera de protección de los hongos es la liberación de ácidos orgánicos que se asocian con los metales y los hacen no disponibles, o los pueden secuestrar en sus propias paredes celulares.
Las endomicorrizas, también llamadas micorrizas arbusculares, no forman una vaina densa en torno a la raíz sino que las hifas entran en los tejidos de la raíz, incluso dentro de las propias células. La simbiosis más antigua y más abundante parece ser la micorriza arbuscular (con miles de especies de hongos).
Nódulos
La asociación entre bacterias y raíces forma una estructura nodosa que se denomina nódulo, que es el lugar donde se produce la fijación del nitrógeno que incorpora la planta.
Las plantas no pueden obtener el nitrógeno gaseoso del suelo ni de la atmósfera. Las plantas carecen de la enzima nitrogenasa, que es capaz de fijar nitrógeno atmosférico en una forma que se puede usar para sintetizar proteínas. El nitrógeno gaseoso (N2) representa el mayor reservorio de nitrógeno de la Tierra. La fijación de este nitrógeno en una molécula (amonio: NH3) que pueda ser usada por las células sólo la llevan a cabo las procariotas, tales como las cianobacterias y las bacterias del suelo, llamadas en conjunto rizobias. Este amonio que se produce en el suelo es el que usan las plantas para sintetizar otras moléculas importantes como proteínas y ácidos nucleicos. Las bacterias aportan el amonio y las plantas a cambio proporcionan moléculas carbonadas, además de un ambiente en el que vivir, puesto que las bacterias viven en el interior de las raíces.
Bibliografía
