Un mundo pequeño: plantas tanque
Por Beatriz Velázquez
Tw: @bio_beatriz
El planeta tierra está compuesto de una infinidad de organismos entrelazados en comunidades ecológicas. Como especie humana, estamos ligados a otros organismos muy diferentes a nosotros, y encadenados orgánicamente; todos nos necesitamos los unos a otros para seguir existiendo mientras el planeta siga dando más vueltas al sol. Anteriormente en Revista Columnas, he escrito ya sobre las relaciones ecológicas (aquí lo pueden consultar: https://www.revistacolumnas.com/simbiosis). En la actualidad, hemos manufacturado ya instrumentos que nos permiten observar e inferir más allá de lo que nuestros sentidos de vertebrado bípedo nos permiten. Y en un pedazo pequeño de vida podemos encontrar otro mundo microscópcio con sus propias relaciones ecológicas entrelazadas. Un saludo a Robert Hooke por inventar el microscopio y otro a Rosalind Franklin, por descubrir la estructura del ADN, porque posteriormente, eso nos permitiría entender micro-ecosistemas más a fondo. A continuación, la historia de un micro-ecosistema muy interesante; las plantas tanque. Este ecosistema pequeño o también conocido como fitotelma, que viene de phyto (planta) y telm (tanque), son estanques que por la anatomía misma de una planta pueden almacenar agua. ¿Qué repercusiones puede tener esta característica? Donde hay agua, hay vida y por lo tanto, en estos pequeños espacios puede desarrollarse una comunidad bastante heterogénea y diversa. Dentro de las fitotelmas podemos encontrar bacterias, cianobacterias, protistas, hongos, algas verdes, musgos, otras plantas vasculares, insectos, crustáceos y uno que otro vertebrado, como las ranas arborícolas y ranitas de boca estrecha.
Las fitotelmas no son únicas de una especie, plantas carnívoras del género Nepenthes, (Nepenthaceae), poseen una forma de jarrón que al llenarse de agua forma un estanque perfecto para el crecimiento de otros organismos como algunos mosquitos, que ya han llegado a un nivel de asociación, que ya no se desarrollan fuera de esta fitotelma en específico. Un caso particular, la especie endémica de Malasia, Nepenthes rajah puede comer pequeños anfibios como ranas y reptiles pequeños, que a su vez, son atraídos por los mosquitos que esta incuba. Otro ejemplo, es el caso de Neoregelia concentrica que es endémica de Brasil, y que al llenarse de agua forma un estanque ideal para que las ranas venenosas de dardo, desarrollen sus huevos y renacuajos. Además, no sólo las plantas completas pueden formar fitotelmas, una cavidad del tronco de una planta que acumule agua también es capaz de constituirse como un micro ecosistema.
Las fitotelmas se encuentran frecuentemente en lugares tropicales, como los ejemplos mencionados anteriormente. Sin embargo, también las podemos encontrar en zonas áridas, aunque la disponibilidad de agua dentro de la fitotelma está sujeta a la temporada de lluvias. Es el caso de la especie Pseudalcantarea grandis, de la familia de la piña, Bromeliaceae. Esta roseta crece en paredes y cañones de los ríos, que principalmente se encuentran en la parte noreste del bajío de México hasta llegar a Honduras.
La comunidad bacteriana de esta bonita fitotelma, fue estudiada por el biólogo mexicano Alan Herrera, de la Universidad Autónoma de Querétaro. Su trabajo consistió en colectar muestras de agua de 10 fitotelmas del cañón Las Angosturas en Hidalgo (5 con vegetación abundante alrededor y 5 con poca vegetación), para después extraer ADN de todo organismo dentro de la fitotelma.
El ADN que fue extraído fue metasecuenciado usando un método llamado Ion Torrent, que consiste en detectar los protones liberados en las reacciones químicas de nucleótidos, con esta plataforma, se pueden obtener millones de secuencias en relativamente poco tiempo. De las agüitas tomadas de las fitotelmas Alan logró obtener cerca de 1.5 millones de secuencias, listas para analizar en muchas tardes. En sus resultados obtuvo que la diversidad bacteriana se compone de 23 filos, 52 clases, 98 ordenes, 218 familias y 297 géneros. Las proteobacterias (37%), Actinobacterias (19%) y Firmicutes (15%), fueron los filos más númerosos y entre ambos sitios se compartió el 68% de similitud. Las funciones de estas bacterias en la fitotelma son principalmente quimiotrofia aeróbica y fermentación, seguida de urólisis, reducción de nitratos, degradación de compuestos aromáticos y fijación de nitrógeno. Y aunque esas funciones se encontraban tanto en una fitotelma con vegetación como en una con escasa vegetación, hubo un sitio que presentó algunas funciones únicas y que a su vez relacionadas con las familias menos ricas en categorías taxonómicas. Por ejemplo, se encontraron familias de bacterias, Deinococcaeae y Nitrosomonodaceae, que prefieren pH ácidos y altos niveles de materia orgánica, otras familias como Fusobacteriaceae y Desulfobacteraceae que prosperan bajo la escasez de carbono y oxígeno y pueden metabolizar compuestos inórganicos y de azufre. Esta diversidad de bacteriana en P. grandis incluyendo las bacterias dominantes y las que estaban en un menor porcentaje, se podrían considerar como una biosfera rara. Una biosfera de este tipo, puede formar reservorios genéticos de una abundancia local, la cual depende de factores externos abióticos (como la lluvia, inclinación al sol, temperatura, etc.,) y factores bióticos (vegetación y fauna circundante). Es conocido que tanto las proteobacterias, como actinobacterias y firmicutes, tienen ajustados sus metabolismos para reproducirse rápidamente mientras haya materia orgánica, y encontrar una manera de permanecer latente incluso una vez que ya no haya agua en la planta tanque. Las interacciones de este microbiota podría favorecer la resistencia y resiliencia de este micro-ecosistema.
¿Cuál es la intención de conocer todo esto? Además de que investigadores sigan manteniendo su plaza y su estatus en el Sistema Internacional de Investigadores y que un joven se titule y comience su carrera profesional en el área de investigación metagenómica. Entender los procesos micro-ecológicos, no ha sido fácil ni instántaneo, podemos decir que la existencia de cualquier bacteria depende del contexto, y en este caso, las bacterias silvestres llevan a cabo transformaciones dentro de un cuerpo vegetal que permite la existencia de otros, si pudieramos romper ese equilibrio, posiblemente podríamos imaginar un escenario post-apocalíptico en el que una súper bacteria conteniendo un virus extraño y no conocido, salta de su población natural hacia vertebrados infectándolos, quizás infectando a los Homo sapiens para arruinarle sus vacaciones y su vida con un confinamiento establecido por razones políticas de bioseguridad. La ciencia básica es parte de conocer lo que nos rodea sin tener que buscar un propósito aplicado a la fuerza.
Referencia
Herrera-García JA, Martinez M, Zamora-Tavares P, Vargas-Ponce O, Hernández-Sandoval L, Rodríguez-Zaragoza FA. 2022. Metabarcoding of the phytotelmata of Pseudalcantarea grandis (Bromeliaceae) from an arid zone. PeerJ 10:e12706 https://doi.org/10.7717/peerj.12706