Octavio Klimek Alcaraz
Una de las preguntas más fundamentales en ecología es cuántas especies habitan la Tierra. Sin embargo, debido a los enormes desafíos logísticos y financieros y a las dificultades taxonómicas relacionadas con la definición del concepto de especie, el número global de especies, incluidas las de formas de vida importantes y bien estudiadas como los árboles, sigue siendo en gran medida desconocido.
En un estudio publicado el 31 de enero de 2022, en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, también conocida por sus siglas PNAS, por Roberto Cazolla de la Universidad de Purdue y un amplio grupo de investigadores de diversas instituciones del mundo, estimaron la riqueza total de especies de árboles a nivel global, continental y de bioma.
Sus resultados indican que hay alrededor de 73 mil especies de árboles en todo el mundo, de las cuales aproximadamente 9 mil especies de árboles aún están por descubrir. Aproximadamente el 40 por ciento de las especies de árboles no descubiertas se encuentran en América del Sur. Además, casi un tercio de todas las especies de árboles por descubrir pueden ser raras, con poblaciones muy bajas y una distribución espacial limitada (probablemente en tierras bajas y montañas tropicales remotas). Estos hallazgos resaltan la vulnerabilidad de la biodiversidad forestal global a los cambios antropogénicos en el uso de la tierra y el clima, que amenazan desproporcionadamente a las especies raras y, por lo tanto, a la riqueza mundial de árboles (https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2115329119).
Articulado a estos datos se debe comprender que la extensión y distribución global de los árboles forestales es fundamental para nuestra comprensión de la biósfera terrestre. En otro artículo publicado el 2 de septiembre de 2015 en la revista Nature por T. W. Crowther de la Universidad de Yale y un amplio grupo de colaboradores de diversas instituciones científicas ofrecieron el primer mapa espacialmente continuo de la densidad de árboles forestales a escala global. Este mapa reveló que el número global de árboles es de aproximadamente 3,04 billones, un orden de magnitud mayor que estimaciones anteriores.
Recuérdese que un billón en nuestra notación es equivalente a un millón de millones, es decir, a un 1 seguido de 12 ceros: 1.000.000.000.000. De estos árboles, aproximadamente 1.30 billones existen en bosques tropicales y subtropicales, con 0.74 billones en regiones boreales y 0.66 billones en regiones templadas.
Las tendencias a nivel de bioma en la densidad de árboles demuestran la importancia del clima y la topografía en el control de las densidades locales de árboles a escalas más finas, así como el efecto abrumador de los humanos en la mayor parte del mundo. Con base en las densidades de árboles proyectadas en el estudio, se estima que más de 15 mil millones de árboles son talados cada año, y el número global de árboles ha disminuido aproximadamente un 46 por ciento desde el comienzo de la civilización humana (https://www.nature.com/articles/nature14967#citeas)
Lo interesante es comprender, que cada uno de estos 3,04 billones de árboles porta probablemente una media de un billón de microorganismos. La estimación de la cantidad de un billón de microorganismos fue calculada por Wyatt Arnold de la Universidad de Yale y su equipo, quienes llegaron a esta enorme cifra en un estudio publicado el 2 de junio de 2024 en el servidor de preimpresión “bioRxiv” que aún no ha sido revisado por pares. El artículo se titula Un microbioma diverso y distinto dentro de los árboles vivos. Muchos de ellos pertenecen a especies hasta ahora desconocidas (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.30.596553v1.full).
En el resumen del trabajo se hace especial énfasis que, a pesar de los avances significativos en la investigación del microbioma en varios entornos, el microbioma del reservorio de biomasa más grande de la Tierra –la madera de los árboles vivos– sigue en gran parte inexplorado. Esta omisión ha descuidado un aspecto crítico de la biodiversidad global y actores potencialmente clave en la salud de los árboles y las funciones del ecosistema forestal.
A través de este estudio de taxones bacterianos, arqueológicos y fúngicos dentro de la madera de casi 160 árboles vivos de 16 especies en un bosque mixto de América del Norte. Para el estudio, el equipo tomó muestras de los núcleos de madera, los científicos también extrajeron material del suelo alrededor de las plantas y extrajeron el ADN de cada una, que luego enviaron a un laboratorio para secuenciar importantes genes marcadores. Luego compararon estos datos con secuencias de especies microbianas conocidas. Para obtener una estimación aproximada del número de microbios procarióticos, es decir, bacterias y arqueas, en un árbol típico, el grupo de trabajo determinó qué tan comunes eran en aproximadamente un gramo de madera de los núcleos y lo multiplicó por el peso promedio de un árbol adulto. árbol. Así, Arnold y sus compañeros calcularon un billón sólo para estos microbios. Sin embargo, no se incluyen los hongos microbióticos, cuya frecuencia sólo puede calcularse de forma poco fiable basándose en datos genéticos.
Dependiendo de la especie de árbol examinada, el microbioma también estaba compuesto de forma diferente. En el arce (Acer spp.), por ejemplo, predominaban las especies que descomponen el azúcar, mientras que en el abeto oriental (Tsuga canadensis), se asentaron menos bacterias y arqueas en comparación con otras especies de árboles. Además, las comunidades bacterianas se diferenciaban según su ubicación en el tronco del árbol: en lo profundo del interior pobre en oxígeno había más representantes productores de metano, mientras que en la zona del cambium y la albura había bacterias que soportan bien el oxígeno.
En la investigación se identifica el microbioma que habita y se adapta a la madera, y se especializa aún más en especies hospedantes individuales. Se demuestra que un solo árbol puede albergar aproximadamente un billón de microbios en sus tejidos internos sobre el suelo, con comunidades microbianas divididas entre duramen y albura, cada una manteniendo un microbioma distinto con una similitud mínima con otros tejidos vegetales o componentes del ecosistema cercano (toda la madera comienza como albura; está formado justo debajo de la corteza por una fina capa de células vivas conocida como cambium, que produce células de corteza en el exterior y células de madera en el interior).
En particular, el microbioma del duramen surge como un nicho ecológico único, que se distingue en parte por arqueas endémicas y bacterias anaeróbicas que impulsan procesos biogeoquímicos consecuentes. La investigación apoya la idea emergente de una planta como un “holobionte” –una unidad ecológica única que comprende al huésped y los microorganismos asociados– y es paralela a la investigación del microbioma humano en sus implicaciones para la salud, la enfermedad y la funcionalidad del huésped. Asimismo, los investigadores señalan que aún se desconoce por completo el papel que desempeñan los microorganismos en la salud de los árboles o en los daños que se producen. Dado que muchas especies de árboles en todo el mundo están amenazadas por patógenos introducidos, como ascomicetos o bacterias patógenas, la búsqueda de defensas naturales podría comenzar aquí. Al menos eso es lo que los investigadores de este estudio señalan. Sólo el tres por ciento de los microbios de los árboles se encontraron también en el suelo: por lo tanto, las comunidades difieren significativamente e indican una historia de vida y origen diferente. Lo mismo se aplica al microbioma de las hojas.
Como se señala en las conclusiones del estudio, se han identificado y descritos un microbioma distintivo residente dentro de la madera de los árboles vivos, la reserva de biomasa más grande de la Tierra. La madera de los árboles vivos está colonizada por comunidades cuantitativamente sustanciales, aparentemente adaptadas y especializadas. Estas comunidades, potencialmente endémicas de nichos ecológicos dentro de la madera, pueden desempeñar papeles importantes en la influencia de la salud de los árboles, una continuación de las interacciones reconocidas entre las plantas y sus asociados microbianos.
Esta investigación no solo destaca un reservorio de biodiversidad en gran parte inexplorado, sino que también sugiere oportunidades potenciales para el descubrimiento de compuestos y taxones nuevos y valiosos con aplicaciones en la gestión de ecosistemas, la producción de cultivos o la salud y el bienestar humano. Descubrir los impulsores fisiológicos y bioquímicos de la diversidad del microbioma de la madera y dilucidar las consecuencias de la composición y la función del microbioma para los procesos de los árboles y los ecosistemas puede ofrecer nuevas vías para comprender el crecimiento, la gestión y la conservación de los árboles del mundo.
