"Eso no estaba en mi libro de Botánica"

Este es un post especial para mí.  

Si alguien ha pasado por aquí estos meses se habrá dado cuenta de que el blog estaba parado. Las obligaciones laborales me han impedido escribir todo lo que hubiera querido (la carpeta de posts pendientes cada vez pesa más, pero la iremos aligerando 😉). He seguido online y de forma activa en RRSS y en algún otro medio de forma esporádica, pero es cierto que que este humilde blog ha estado de vacaciones y que han sido demasiado largas. Así que voy a hacer propósito de cambiar esa situación y esperar que el tiempo se alíe con las musas.  

Precisamente ayer se cumplieron 9 años desde que escribí la primera entrada en La Ciencia de Amara y lo quiero celebrar. Y además, ¡este es el post número 100! Durante este tiempo me propusieron escribir un libro y no se me ocurre mejor forma de retomar la actividad bloguera que presentarte a mi vástago con mucha ilusión. 

Se titula "Eso no estaba en mi libro de Botánica" y es de la Editorial Guadalmazán, el sello de Divulgación Científica de Almuzara. La portada, de la que estoy absolutamente enamorada, es obra de mi editor @esantoniocuesta que ha sabido reflejar a la perfección algunos aspectos de los que trato en este libro. ¡No me digas que no es una preciosidad! 😍

¿QUÉ VAS A ENCONTRAR? 

Lo primero que vas a ver es una prolongación de la @bioamara que conoces. En cada capítulo, en cada cosa que te cuento, me vas a reconocer, así que, si te caigo bien, ¡genial entonces! porque verás la @bioamara que cuenta cosas y que disfruta contándolas. Es un libro escrito con rigor, pero sobre todo, con pasión, dirigido a ti que ya conoces el mundo de las plantas, o a ti que aunque no sabes ni cómo se llama la maceta de tu salón, sientes curiosidad. 

¿Botánica te suena a nombres científicos y palabras raras? No. No te asustes 😜 Encontrarás nombres científicos pero es porque me gusta llamar a las cosas por su nombre. Hasta verás al final del libro unas ilustraciones que he hecho a lápiz para representar la anatomía de la flor, el fruto y la semilla... un poquito más de mí. 

¿Plantas? Sí. Muchas. Vamos a hacer un recorrido por la historia para conocer cómo han influido en nuestra cultura, cómo se alimentan, cómo viven, cómo se relacionan y qué mecanismos tienen para defenderse o adaptarse al entorno concluyendo con la reproducción y el origen de una nueva planta. 

Las plantas son seres vivos que existieron mucho antes que nosotros y, que a pesar de vivir en un medio con condiciones ambientales hostiles en determinados momentos y no tener "inteligencia" (¿o sí?) ni poderse mover, han sabido evolucionar hasta nuestros días. 

Encontrarás cosas que posiblemente ya conoces pero también te aseguro que aprenderás y te sorprenderás. 

¿DÓNDE CONSEGUIRLO?

• En tu librería de confianza
• En Amazon, disponible en formato tapa blanda o formato kindle, aquí 
• En la propia web de la editorial Guadalmazán, pinchando aquí
• En grandes superficies como El Corte Inglés, FNAC, La casa del libro, etc. 

Si me estás leyendo desde fuera de España, también estará disponible en EEUU, México, Chile, Colombia, Costa Rica y Perú, pero dale tiempo a que llegue, que va nadando. 😅

ASÍ QUE...

Si cae en tus manos y lo lees, hazme saber si te ha gustado o será pasto de la chimenea que te calentará en el invierno que se avecina 😔

Espero de corazón que te guste y que te despierte la admiración por las plantas como para que la próxima vez que mires una flor, un brote germinando o un árbol sepas lo que esconde detrás de su forma, sus colores o bajo el suelo. 

Su mundo es verdaderamente fascinante. Si quieres que te sorprenda, dame una vez más la oportunidad de que te lo cuente.  

¡Feliz lectura!

PRESENTACIÓN EN EL RJB

El 23 de abril, Día del Libro, tuve el honor de presentarlo en la Biblioteca del Real Jardín Botánico de Madrid. Puedes ver el vídeo de la presentación aquí o en el enlace directo de Youtube. 

A ver si te gusta!

De hongos, enfermedades y vinos gourmets. La creación del Tokaji

Ante una situación de estrés, la adrenalina se dispara incrementando la frecuencia cardíaca, la presión sanguínea y preparando al organismo para estar atento y movilizar grandes cantidades de energía por si hay que luchar o huir. Sin embargo, en las plantas, esta respuesta no es posible. Y esto no quiere decir que las plantas no se estresen. ¡Qué va!

Las plantas, debido a su naturaleza inmóvil, tienen que aprovechar los recursos disponibles y hacer frente a todas las situaciones desfavorables que puedan tener durante su ciclo de vida sin moverse del sitio. Algunas especies están adaptadas a situaciones que serían tremendamente desfavorables para otras plantas. Son capaces de vivir a temperaturas extremas por debajo de -35 ºC (hay flora en la Antártida) o por encima de los 55 ºC, en suelos muy salinos (zonas costeras y estuarios) o en hábitats de sequía extrema (también hay plantas en el desierto). Esto se debe a que a lo largo de la evolución, han desarrollado múltiples adaptaciones que les permiten vivir bajo un clima que se caracteriza por su extrema severidad. Estas plantas no están estresadas. Pero aquellas que viven en unas condiciones óptimas y que durante un período determinado han de hacer frente a un cambio que afecta a su crecimiento y desarrollo, sí sufren un estrés. Como nosotros. Aunque a veces no se note a simple vista, reaccionan ante estas situaciones de diversas formas y esto les ha permitido ir evolucionando hasta nuestros días.

Algunos de los estreses más importantes que afectan a las plantas. Fuente @bioamara

La sequía, los suelos salinos, o las bajas temperaturas son los estreses ambientales o abióticos más frecuentes. Pero además, las plantas están sujetas al ataque de patógenos y herbívoros, también llamado estrés biótico, que puede destruir en poco tiempo un cultivo y acabar con la producción, con consecuencias económicas importantes. Ante una situación de estrés, las plantas tienen mecanismos que ponen en marcha desde el primer momento en el que empiezan a notarlo. Sí. Lo notan. La planta desencadena una serie de reacciones y procesos que se encargan de originar cambios fisiológicos, acumular moléculas, producir otras de defensa, expresar genes que participan en esta protección frente al estrés, etc. En esto, como en nosotros, las hormonas tienen un papel fundamental. El éxito de esta respuesta es muy variable porque depende de muchos factores. Por un lado, el tipo de estrés (contenido nutricional del suelo, pH, sal, sequía, metales pesados, radiación, temperatura, inundación, viento, toxinas, herbívoros, patógenos…), pero también de la duración e intensidad. Y a estos hay que sumar factores internos de la planta como su estado hormonal previo al estrés, su “genética”, el momento de su ciclo de vida en el que le afecta, etc lo que da idea de lo vasto y complejo que resulta el estudio del estrés vegetal y las respuestas de las plantas.

La sequía y la salinidad tienen mucho en común. Aunque son dos estreses distintos que no tienen por qué aparecer simultáneamente, algunas de las respuestas son iguales. Por ejemplo, ante una señal de falta de agua, lo primero que hacen las plantas es cerrar los estomas. Son pequeños orificios localizados en las hojas (más abundantes en el envés, o lo que es lo mismo, la parte de abajo), por donde tiene lugar el intercambio gaseoso y toman el agua. Si detectan que hay menos de la que están acostumbradas, los cerrarán para evitar que se salga la que ya tienen almacenada y serán más eficientes usando la que disponen. Otras de las respuestas que desencadenan ante la sequía y la salinidad es acumular azúcares. Este mecanismo ha sido sabiamente aprovechado por los agricultores para desarrollar cultivos de secano, en los que no hay riego y solo utilizan el agua que proviene de la lluvia. Melocotones, sandías, melones… Menos agua significa más dulce y más sabor. También el tomate raf almeriense “sufre” esta particularidad. Su delicioso sabor dulce se debe a que se cultiva con agua salina y el fruto contrarresta el estrés generando azúcares. Son frutas estresadas.

Tomate Raf | Wikipedia

En ocasiones, grandes descubrimientos han tenido su origen en un error, un descuido o en la casualidad. Según una leyenda el yogur se descubrió por casualidad gracias al descuido de un pastor que dejó olvidado algo de leche en un zurrón hecho de piel animal y cuando volvió lo encontró convertido en algo más denso y sabroso.

Morfología de Botrytis mostrando sus conidios (racimos de esporas)
y un conidio germinando en la superficie de un pétalo de rosa

Botrytis cinerea, conocido como el moho gris, es uno de los hongos patógenos con mayores consecuencias para las plantas. Debido a las formas de resistencia que crea, tiene la capacidad de permanecer latente durante mucho tiempo y esperar a que las condiciones ambientales sean adecuadas para germinar y que sus esporas sean transportadas por la lluvia y el viento. Las pérdidas económicas por este hongo son altísimas y muy difíciles de calcular, tanto por el amplio rango de hospedadores que tiene (más de 200), como por el hecho de que es capaz de atacar al cultivo prácticamente en cualquier etapa de la producción.

La enfermedad que causa este hongo se conoce comúnmente como podredumbre gris. Infecta plantas que están empapadas o en unas condiciones de mucha humedad (95%), aunque también la lluvia, el viento y las heridas producidas en las plantas favorecen la entrada y el desarrollo del hongo. La mayor gravedad de la podredumbre gris es debida a las consecuencias económicas, especialmente en la vid.

Pepino y fresa atacados por la podredumbre gris

Visto de esta forma, que las plantas estén estresadas por el ataque de un hongo patógeno es un problema grave, pero esto no siempre es así…

En este caso, los agricultores también han sabido aprovechar comercialmente la respuesta al estrés producido por un patógeno.

Quizá no sepan que si alguna vez han pedido un vino en un viaje por Hungría o han tomado un Château d’Yquem de Burdeos o un Beerenauslese en Alemania, se trata de vinos infectados por Botrytis. Paradójicamente, la podredumbre noble, es la responsable de vinos característicos y considerados en viticultura. Quizá por casualidad, tal vez cambiando y jugando con los parámetros ambientales de temperatura y humedad, los agricultores descubrieron que si tras la infección de uvas maduras por Botrytis en condiciones de mucha humedad quedan expuestas a condiciones más secas, se produce este tipo de vinos dulces particularmente finos y concentrados (igual que las pasas). Básicamente lo que hace es deshidratar las uvas (proporcionarle un estrés hídrico) y que la vid acumule azúcares (respuesta de la planta a la sequía). Algunos de los mejores vinos botritizados son literalmente recogidos uva a uva en distintos momentos de selección. La infección en este caso, le da calidad a la uva.

Cultivo de vid afectado por la podredumbre
nombre. (Magyar, 2011)

La principal diferencia entre estos vinos botritizados y otros vinos dulces está en el amplio rango y riqueza de los compuestos aromáticos que aporta Botrytis. Según los entendidos, suelen caracterizarse por un sabor a albaricoque, pera, membrillo, pasas y miel.

El primer vino botritizado –los vinos hechos con uvas botritizadas se les llama Aszú- que se fabricó intencionadamente con la podredumbre noble fue el Tokaji Aszú.

Acompañadme a Hungría.

Hungría tiene una vitivinicultura milenaria que ha sido dominada por los vinos blancos, pero las laderas de la región de Tokaji-Hegyalja situada en la parte nororiental del país, cobran una especial importancia. Esta región es, junto a la región del Alto Duero, paisaje vitícola del Piamonte, Viñedo de Champaña, Viñedos de las colinas de Borgoña y de la isla del Pico en Portugal, una de regiones vinícolas del mundo que han sido declaradas Patrimonio de la Humanidad por la Unesco.
Las condiciones del suelo y la climatología de esta zona han hecho posible que desde el siglo XVI el Tokaji Aszú sea distintivo universal de calidad y leyenda de Hungría, aunque se creía que la magnífica calidad de este vino se debía a que en las profundidades del terreno donde se cultiva había oro. 

Viñedos de la región Tokaji-Hegyalja | Wikipedia

Según la crónica de origen del Tokajii Aszú, lo datan en el 1630. La condesa húngara Susana Lorántffy (1600-1660) esposa de Jorge Rákóczi I, Príncipe de Transilvania, era propietaria de vastas tierras y viñedos que cuidaba personalmente. Era una importante promotora y aliada calvinista que enseñaba el cultivo de las viñas a sus religiosos. Al parecer, las guerras militares contra los Habsburgo en el siglo XVII provocaron que uno de sus monjes, Laczkó Máté Szepsi, retrasara la vendimia de su viñedo “Oremus” hasta noviembre, lo que favoreció la aparición de Botrytis en sus cultivos.

La exportación del Tokaji Aszú fue la principal fuente de beneficios del Principado de Transilvania; de hecho, los ingresos por él, ayudaron a pagar los conflictos para conseguir la independencia del mandato de los Habsburgo en la región. El Príncipe de Transilvania, en 1703 envió al rey Luis XIV de Francia numerosas botellas de este vino, que fue servido en Versalles y al parecer, llegó a conquistar al Rey Sol ya que le ofreció una copa a Madame de Pompadour refiriéndose a ella como “Vinum Regum, Rex Vinorum” que significa “Vino de reyes, rey de los vinos”. Allí se hizo conocido como “Tokay”.

De alguna manera, el Tokaji Aszú siempre ha estado ligado a la realeza. El emperador Francisco José tenía la tradición de enviar este vino a la Reina Victoria como regalo en cada cumpleaños, una botella por mes vivido, o sea, doce botellas por año. Su último cumpleaños en 1900 (cumplía 81 años) recibió la friolera de 972 botellas. Napoleón III, el último emperador de Francia, ordenaba 30-40 barriles de Tokaji para la corte francesa cada año. Polonia y Rusia se convirtieron en los principales mercados importadores del vino, hasta el punto de que los zares mantuvieron una colonia en Tokaji para garantizar el suministro regular a la corte imperial de San Petersburgo. El zar Pedro I el Grande mandaba legiones de cosacos para que vigilaran las bodegas y los caminos por los que tenían que transportar el vino para que llegara sin contratiempos hasta la mesa de Catalina.

Fueron años dorados para el Tokaji Aszú, pero en 1795 a la raíz de la imposición de las tasas aduaneras y la tercera partición de Polonia se produjo una importante caída de las exportaciones y precipitó la economía de la región. Le siguieron dos crisis más. La segunda fue provocada por una plaga de filoxera (insecto patógeno de la vid) que originó una gran importante crisis vitícola europea y acabó con la gran mayoría de los viñedos en pocos años. Y la tercera crisis tuvo lugar cuando Hungría perdió las dos terceras partes de su territorio a consecuencia del Tratado de Trianon, al final de la I Guerra Mundial, en 1920. Debido a esto, la región de Tokaji perdió el acceso a la mayor parte de su mercado interior.

Poco a poco, se fue disipando la identidad y calidad de los fabulosos viñedos de Tokaji. Hasta 1995. Con la caída del Telón de Acero, comenzaron a hacerse mejoras en la región y surgió el llamado “Renacimiento de Tojak” o “Tokaji Reinassance” integrada hoy en día por 600 bodegas de prestigio mundial como Oremus, Dizsnoki, Herszolo, Royal Tokaji o Château Paizos. Las variedades de uva están restringidas por ley a unas pocas: la variedad Furmint (70%) y Hárslevelú (25%) son complementadas con un pequeño porcentaje de Muscat lunel, Zéta (híbrido local) y Kövérszólo, una variedad local histórica recientemente restaurada.

No solo el momento de la cosecha de las uvas botritizadas es distinto de los vinos conveniconales (muy tardío; desde principio de octubre a finales de noviembre), sino que el proceso de obtención del vino también tiene sus particularidades. El momento idóneo lo determina el aspecto de la uva, totalmente arrugada y que debe ser de color marrón con matices violáceos. No tiene ningún resto de hongo en la superficie. El procedimiento de maceración que se aplica es antiquísimo y hace que la vinificación de este tipo de vinos sea única. La cosecha es selectiva recogiendo una a una las uvas atacadas por la podredumbre noble (uvas Aszú). Durante el período de almacenamiento, las uvas pierden algo de contenido debido a la gravedad, que se recoge por la parte inferior del recipiente de almacenamiento perforada para este fin. Este preciado jugo se denomina Eszencia o Essencia y constituye el vino Tokaji de mayor calidad. Es tan rico en azúcar que puede tardar años en fermentar incluso con tipos especiales de levadura. Un Tokaji Eszencia que haya fermentado durante 6-8 años puede llegar a tener un 3% de alcohol y un 85% de azúcares. Rara vez se vende, aunque cuando aparece alguna botella puede alcanzar los 800 dólares el medio litro (cosecha de 1947). Normalmente se emplean para enriquecer vinos de menor calidad.

Antes del producto final, toca esperar una larga fermentación. Pero contamos con la ayuda de otro hongo que únicamente crece en las bodegas de esta región de forma natural y que se encarga de proteger la calidad de los vinos. Se trata del moho negro Cladosporium cellare. Este hongo tiene un papel importantísimo limpiando y regulando el aire de las bodegas, especialmente regulando la humedad. Utiliza solo compuestos volátiles presentes en este aire. Dado que C. cellare no tolera demasiado bien el alcohol, nunca crecerá directamente en la superficie del vino y se limitará a mantener una humedad cercana al 90%.

Bodega Oremus del Tokaji | Wikipedia

Yo no entiendo de paladares de vinos. Mi ignorancia en esto es suprema aunque siempre he oído que el mejor vino es aquel que te gusta. Pero los entendidos, que para algo son entendidos en la materia, lo describen así. A la vista: color amarillo dorado. En nariz: fragante y muy expresivo. En boca: notas de miel, membrillo, jazmines, especias exóticas y limón y lo recomiendan como maridaje excelente para dulces, postres, foie y quesos azules.

El resultado debe ser un vino más que preciado. No en vano, aparece en el himno nacional de Hungría “en los viñedos de Tokaj” y en un poema de Pablo Neruda “En mi desordenado corazón impone, oh vino de Tokay fragante, la razón de la luz: ordena mi delirio!”. Grandes personajes de la historia también han reconocido y disfrutado su valor: Beethoven, Liszt, Shubert, Strauss, Goethe, Friedrich von Schiller, Voltair, Bram Stoker, Hayd’s e incluso Jefferson.

Por suerte, en 1993 la familia Álvarez de la bodega española Vega Sicilia estuvo rápida y adquirió la bodega Oremus húngara, con el fin de devolverle su antigua grandeza a este viñedo, uno de los mejor ubicados, emblemáticos y significativos de Tokaji.

Vayan ustedes preparando el bolsillo porque si les apetece comprar un Oremus Tokaji Aszú- Eszencia 1999, tendrán que pagar por una botellita de 0.37 L 215,30 €*. Eso sí, con el IVA incluido.

En ocasiones, las plantas estresadas tienen alguna que otra ventaja.

¡Salud!

* El coste de la botellita de 0.37 L era 215.30 € en 2014. Ahora mismo, los 375 ml andan por 249.95 - 316.60 €. Con IVA 😅

Nota: Este post fue publicado originalmente con el título "La podredumbre noble: cuando una infección mejora un vino" como colaboración de Naukas para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU. También puedes leerlo en su fuente original aquí.

Referencias: 

1. Williamson, et al. (2007) Botrytis cinerea: the cause of grey mould disease. Mol. Plant Pathol. 8, 561–580.
2. Dean et al. (2012) The Top 10 fungal pathogens in molecular plant pathology. Mol. Plant Pathol 13(4) 414:430
3. https://ws128.juntadeandalucia.es/agriculturaypesca/fit/agentes/info.descripcion.do?id=74
4. Ildikó Magyar (2011) Botrytized Wines Advances in Food and Nutrition Research, Volume 63 # Elsevier Inc. ISSN 1043-4526, DOI: 10.1016/B978-0-12-384927-4.00006-3
5. http://www.delbuencomer.com.ar/
6. http://www.unesco.org/new/es/
7. http://www.royal-tokaji.com/

Micorrizas en Kítaro [radio]

Hay personas a las que no le gusta hablar de su trabajo. Yo no estoy entre ellas. Afortunadamente, hoy por hoy me dedico a la investigación, y dentro de esta, a un área que me parece tanto o más importante que otros porque dependemos de él para vivir, independientemente de la filosofía alimentaria que sigamos. Me estoy refiriendo a las Ciencias Agrarias. 

Ya lo dice el dicho, "Al menos una vez en la vida vas a necesitar un médico, un abogado o un arquitecto, pero todos los días, tres veces al día, vas a necesitar a un agricultor." 

En La Ciencia de Amara, os he mostrado en varias ocasiones parte de mi trabajo con micorrizas, Qué son y qué tipos hay, desde cuándo existen, su uso en biorremediación atrapando cobre, en alimentación gourmet  siendo cara y exquisita, e incluso las ventajas que ha tenido usar micorrizas provenientes de Polonia en suelos granadinos. 

Si no os apetece leer post o acabáis de llegar y no sabéis qué son, aquí tenéis una nueva oportunidad en algo más de 3 minutos de descubrirlo. Agradezco a María José Moreno la oportunidad que me ha dado de hablar en Kítaro de algo que me apasiona: CIENCIA.

¡Espero que os guste! y si os surgen dudas o queréis saber más, no dudéis en dejarlas en los comentarios.

María José Moreno, aka @mariajo_moreno es periodista científica. Conduce un espacio de píldoras científicas breves en el programa "Buenos días, Murcia". Kítaro "La vida es ciencia" se puede escuchar en Onda Regional de Murcia de lunes a viernes a las 6:25 h, 13:25 h y 19:55 h y los sábados a las 10:05 h; además de los miércoles a las 10:15 h y los jueves a las 10:30 h. Kítaro es un espacio radiofónico dedicado a la divulgación científica patrocinado por el Museo de la Ciencia y el Agua de Murcia y FECYT (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología dependiente del Ministerio de Economía y Competitividad) en colaboración con la Universidad de Murcia.

Fe de errores: Aunque mi alma mater es la Universidad de Granada, soy investigadora del CSIC ;-)

Olores genéticamente modificados

- ¿A qué huelen las nubes?

- Pues no lo sé. (¿A nada?)

- ¿Y las rosas?

-  Pues a rosas (¿no?) 

[...] 

La tecnología de la transgénesis se puede aplicar a microorganismos, animales y plantas, incluidas aquellas de interés alimentario, normalmente con el fin de obtener cualidades nuevas o mejoradas. En el caso de los microorganismos, el objetivo suele ser la producción de una molécula de forma rápida, segura y con bajo costo. Quizá los más aceptados son los microorganismos modificados genéticamente, sin los cuales, ciertamente, la vida sería un poquito más complicada, especialmente para determinados enfermos. No olvidemos que, por poner un ejemplo, la insulina obtenida a partir de microorganismos modificados fue la primera proteína recombinante aprobada como fármaco en 1982. Más barata de producir, potente y segura que las generaciones anteriores obtenidas de páncreas de vacas o cerdos y gracias a la cual, hoy en día supone un tratamiento asequible para cualquiera que la necesite. 

Desde esos años '80, la biotecnología no ha hecho más que avanzar a pasos agigantados y las aplicaciones son cada vez más numerosas e interesantes. Muchas de ellas, incluso necesarias (cultivos de interés agronómico resistentes a condiciones ambientales adversas como la sequía, a plagas, vacunas obtenidas de plantas, fármacos, y un largo etcétera). 

En los alimentos, la biotecnología, como sabéis no es algo nuevo. Ya llevamos miles de años haciéndola, aunque claro, ellos no la llamaban así. Igual no sabían ni la repercusión que tendría en la humanidad. Pero ya se obtenían alimentos usando microorganismos y los procesos metabólicos llevados a cabo por estos. Desde el vino hace 8000 años (se ha encontrado en Armenia una bodega datada en el año 6000 a.C) hasta la industrialización del primer yogur en el año 1919*

Timeline de algunos de los alimentos obtenidos por biotecnología. Fuente\\ Ginkgo Bioworks. 

* A pesar de que algunas fuentes refieren el año 1919 como el primero en el que el fundador de la casa Danone, Isaac Karasso comercializó el yogur, lo cierto es que en La Vanguardia de 1911 no solo aparecía publicidad sobre el producto, sino dónde adquirirlo. ¿Qué habrá sido de ese comercio?

Anuncio aparecido en "La Vanguardia" de Barcelona en 1911.
Fuente http://www.historiacocina.com
Alimento vigoroso desinfectante intestinal.... !

Entre los microorganismos, las levaduras han estado constantemente sujetas tanto a modificación genética como a selección artificial, con el fin de obtener cepas más eficientes en la elaboración del vino y el pan. Saccharomyces cerevisiae es la especie microbiana más importante en la transformación del mosto de uva en vino. Hablamos de la misma especie responsable de la producción del pan, la cerveza, los destilados alcohólicos y, fuera del ámbito occidental, de múltiples procesos fermentativos de productos naturales.

Características deseables y no deseables en la selección de levaduras
para producción de vinos de calidad. Fuente \\ Acenología

Mejoradas como iniciadores de la fermentación del vino, capaces de producir fermentaciones con baja concentración de azúcar residual, buena tolerancia al etanol, temperatura, capacidad de fermentar a altas presiones, etc. Si en algo ha avanzado la enología es sin duda en la posibilidad de controlar los microorganismos responsables de la fermentación. De hecho (cómo ha pasado el tiempo!) hace ya 3 años que os comenté hablando del vino ecológico, que Bodegas Terras Gauda se convirtió en la primera bodega gallega que ofrece un albariño con levadura patentada, tras cuatro años de colaboración con el CSIC. Los investigadores consiguieron modificarla genéticamente introduciendo el gen LIS de la planta Clarkia breweri en la levadura vínica S. cerevisiae. Este gen codifica la enzima linalol linasa, que a su vez es responsable de la síntesis del linalol. De este modo se consigue que en el transcurso del proceso de fermentación, la levadura sea capaz de producir novo linalol. Este componente está asociado al aroma afrutado y floral que pueda presentar un vino. [Tabla ampliable de compuestos químicos y olores relacionados]. El resto de las pruebas realizadas han mostrado que la modificación genética no ha provocado ningún cambio en la capacidad fermentativa del vino, es decir, las levaduras han mantenido el mismo ritmo de crecimiento, producción de etanol o consumo de azúcar que las levaduras convencionales.

Del conocimiento surgen aplicaciones. Y el uso de levaduras para mejorar un aroma también puede ser enfocado para crearlo...

Ginkgo Bioworks fue fundada en 2008 y tiene su sede en Boston. Está especializada en el desarrollo de microorganismos para producir ingredientes cultivables como aromas, fragancias, cosméticos y edulcorantes. O dicho de otro modo, produce ingredientes de origen microbiano. Los investigadores trabajan directamente con los perfumistas para crear nuevas fragancias. 

El aceite de rosa es un componente clásico del perfume. Tradicionalmente, las rosas se cultivan en grandes campos en Bulgaria o Turquía, luego son recogidas a mano y destiladas para extraer el aceite aromático. La ventaja principal que otorga este sistema de cultivo microbiológico, es el ahorro que supone respecto al procedimiento tradicional. Tanto la calidad como el precio de las rosas pueden fluctuar mucho de un año a otro, influenciado por factores como los desastres naturales, la escasez de mano de obra, enfermedades que afecten al cultivo o, simplemente, una estación de crecimiento pobre. Las materias primas pueden oscilar entre 10-100 $ por kilo. 

Valle de las rosas. Bulgaria. Fuente

Y ¿qué es lo que hacen? Han utilizado una levadura y la han modificado genéticamente para obtener el aroma de las rosas. Entre el principio y el fin, el proceso se ha basado en identificar cuáles son los enzimas responsables de la producción de su olor y modificar el genoma de la levadura para que lleve a cabo las reacciones metabólicas necesarias para producir esos mismos compuestos químicos. No solo usan los genes de las rosas, sino también del maíz o del jacinto que hacen el mismo trabajo. Esto se debe a que en muchas ocasiones, se han encontrado genes de otra especie pero muy relacionados (con el gen en cuestión de la rosa) que funcionan mejor en levadura y tienen la misma función. 

¿Os suena Chloé? (Me encanta) Pues es un cliente de la compañía francesa Robertet, compañía que se ha asociado con Ginkgo Bioworks para utilizar sus ingredientes naturales en sus fragancias. A pesar de lo que pueda parecer, los expertos de esta compañía están convencidos de que hay un mercado para las fragancias procedentes de hongos. Es cierto que el aroma a rosa se puede reproducir utilizando sustitutos sintéticos creados a partir de la mezcla de 4 ó 5 productos químicos, sin embargo. los perfumistas de la compañía creen que el uso de hongos está a la altura del olfato de grandes expertos capaces de reconocer los perfumes de alta gama. 

Aproximadamente cada mes, Ginkgo envía muestras de las cepas a los perfumistas de Robertet. Ellos las evalúan y mandan el informe a Ginkgo, pidiendo que el aroma sea más fuerte, más débil, que jueguen con las cualidades florales, almizcladas o afrutadas. Una vez que reciben el visto bueno de los perfumistas y han aprobado esas cepas, los científicos de Ginkgo crearán una sola cepa de levadura con todas las modificaciones genéticas que conducen a un único aroma idéntico a rosas. 

[Si seguís leyendo, al final os contaré algo sobre un perfume que creó esta empresa] 

Si pensamos en las ventajas del uso de microorganismos para la creación de aromas, además de la pasta que se ahorrarían en todo el proceso de obtención (recordad lo de recoger las rosas a mano, destilar, transportar...), también serían fragancias consistentes, de mayor calidad y duración, ya que todo se llevaría a cabo en un ambiente controlado.  Además, supone una importante mejora respecto a la gran mayoría de perfumes sintéticos, que son producidos a partir de productos petroquímicos. aquel. Incluso ya tendría nombre Parfum Extinctio.

Por otro lado, en algún momento se podría lograr algo que hoy por hoy es complicado: conseguir aromas que imiten compuestos de flores de difícil obtención, como es el caso de orquídeas de la selva que no se dejan cultivar fuera de su medio. O ir más allá... Están buscando muestras de flores silvestres de la Edad de Hielo que se hayan conservado en el permafrost. Si han sobrevivido fragmentos de ADN, los investigadores podrían desarrollar una cepa de levadura que imitara la fragancia de plantas que están extinguidas. Oler a una planta que no existe en la actualidad. Tiene su aquel.

Aunque hay cientos de compuestos responsables de la fragancia entre las diferentes variedades de rosa, los más comunes y característicos son:

• Citronelol. También encontrado en velas de citronela. Aporta un olor dulce.
• Geraniol. Refuerza el aroma de rosas.
• Nerol. Proporciona el olor a fresco en las rosas.
• Farnesol. Este compuesto de olor dulce en combinación con los tres anteriores dan rosas su olor característico.
• Linalol. A menudo se utiliza en productos de limpieza con fragancias florales.
• Eugenol. También se encuentra en las hojas de laurel y aceite de clavo, tiene un olor picante.
• Óxido de rosa. Tiene un olor a hierba; refuerza la fragancia inicial a rosas o aporta una nota superior

[...] 

-  ¿Y a qué huele la levadura?

- A rosas. 

Lo que os quería comentar de Robertet es que es una casa francesa de bastante renombre. Sin embargo, en 2012 creó algo no exento de polémica. Anunciaba la salida de un perfume llamado Prends-moi (Llévame) cuya propiedad era hacer perder peso a la persona que lo usaba. Ya había 6000 mujeres en lista de espera para comprarlo. La compañía avisaba que no era un fraude ni un producto milagro porque estaba basado en investigaciones sobre aromaterapia y neurocosmética (¿esto qué es??). 

Aquí va la explicación científica [sic]: el secreto del perfume se encuentra en la betaphroline, un compuesto que induce la liberación de endorfina-β, asociada al placer,  a través de los queratinocitos (células que representan el 90% de la piel), disminuye el estrés, la ansiedad y elimina las ganas de comer, enviando un mensaje de placer y saciedad al cerebro y ayudando a no caer en la tentación de picotear entre comidas.

Además contiene un complejo adelgazante de cafeína, extractos de carnitina y espirulina, un alga que activa dos enzimas involucradas en el proceso de la quema de grasas.

El perfume salió en versión masculina y femenina, en un formato unisex a un precio aproximado de 40-50 euros. Ni idea del éxito obtenido pero siempre habrá quien afirme que le ha funcionado ¿verdad? ;-)

Posiblemente, la historia de amor más antigua del mundo...

Hace no poco tiempo, más de 400 millones de años, que comienza esta historia. En el origen de las plantas terrestres. Claro, hemos de recordar, que por aquel entonces, la Tierra era muy diferente de como la conocemos ahora, en cuanto a paleoclima, paleogeografía de los continentes y por supuesto, biodiversidad. Pero aún así, allá por la era Paleozoica, en el Ordovícico (445-485 Ma) y Cámbrico Superior (544-500 Ma), se inicia la colonización de las plantas a los ambientes terrestres, aquellas primeras briófitas, (descendientes de las algas verdes y predecesores de los actuales musgos, entre otros) que colonizaron suelo.

Mucho verde, pero todo marino. Hasta ahora.

Diorama del periodo Ordovícico. Bajo el mar. Fuente

Diorama del periodo Cámbrico. Bajo el mar. Fuente

Sigamos imaginando. En aquel momento, seguramente las primeras plantas terrestres sufrieron las latitudes extremas de alguna de las masas continentales junto con las elevadas concentraciones de CO2 (20 veces superiores a las actuales), la falta de filtros de radiación UV, fuertes oscilaciones térmicas y posiblemente fotoperíodos largos (tanto de luz como de oscuridad). Todo esto, pudo condicionar sin duda, sus estrategias vegetativas y reproductoras. 

Nos situamos en el tránsito entre el Ordovícico y el Silúrico (445-447 Ma) y es ahora cuando tuvo lugar el segundo de los mayores eventos de extinción de la Historia. Toda esta biodiversidad se vio sorprendida por una profunda glaciación, que esquilmó gran parte de la vida marina (trilobites, braquiópodos, bivalvos, etc). Extinguió el 85% de la fauna, y dificultó los intentos de seguir colonizando el ambiente terrestre por parte de plantas y hongos. 

Quizá fueran esas condiciones las que hicieron que comenzara esta historia de amor. Como dice una de las canciones de mi admirada Vanesa Martín "Porque el momento de encontrarnos llegó en plena tormenta, y aunque mis velas te buscaban mi dirección estaba quieta..."

Micorrizas teñidas de azul en la raíz de una planta.
Vesículas, arbúsculos e hifas intrarradicales.  Fuente

Pues sí. El origen de los hongos micorrícico arbusculares, también llamados micorrizas y de los cuales os hablé aquí, es tan antiguo como las propias plantas terrestres. Y seguramente sea el primer ejemplo de simbiosis sobre tierra firme de la que se tiene evidencia científica. El carácter heterótrofo (necesita alimentarse de materia orgánica de otros organismos) de estos hongos les condicionaba a obtener su fuente carbonada a partir de otros organismos. 

Algún día se conocieron en medio de estas condiciones ambientales. O los presentaron, quién sabe. A pesar de su diferencia de tamaño, hubo feeling. Ella era alta, verde, esplendorosa y saludable. Él, pequeñito pero seguro de sí mismo. Y la conversación terminó en algo así:  

(La) PLANTA: Hmmm, está bien. Puedes colonizarme. Soy dulce, así que daré todo el azúcar que requieras y el espacio que necesites para crecer y expandirte. Más vale que te conformes con eso porque no puedo darte más y tú me necesitas a la fuerza.

(El) HONGO: Acepto. Me parece justo. A cambio, yo te daré fósforo. Una vez que esté dentro de ti, creceré tanto, que con mis brazos -micelio fúngico- te proporcionaré nutrientes y agua que de otra manera no conseguirías. Y cuando haya sequía, sal en el suelo, frío, un herbívoro o algo que te perturbe (que a mí también lo hará), intentaré protegerte. 

La micorriza incrementa el sistema radical de la
planta de cientos a miles de veces su tamaño!

Y dio comienzo una maravillosa historia de amor. Básicamente, en esto consiste la simbiosis micorrícica. 

Localidad de Rhynie. Fuente 

Se ve que no les ha debido ir nada mal. Han basado su relación en el respeto, la comunicación y la confianza. Han cumplido ese pacto respetuosamente, porque 400 millones de años después, ahí están, juntos y sin apenas haber evolucionado, al menos por parte del hongo, porque las plantas sí que se han diversificado muchísimo .

El fósil más conocido y determinante, recibe el nombre del lugar donde fue encontrado. Es el fósil Rhynie, de unos 408 Ma. Procede de un yacimiento paleontológico de principios del Devónico, Rhynie Chert, localizado en los alrededores de la ciudad escocesa de Rhynie, a unos 50 Km de Aberdeen. Este yacimiento constituye un ecosistema per se gracias a la acción de agentes naturales que garantizaron su conservación. La importancia de este fósil a pesar de que no es el más antiguo encontrado, radica en que sí demuestra la relación amorosa. Queda constancia de la simbiosis ya que se aprecian las estructuras simbióticas del hongo, los arbúsculos, formaciones dentro de las células con forma de arbolitos, donde tiene lugar el intercambio de nutrientes. 

Estructura del hongo del fósil Rhynie (arriba) y actual (abajo).
408 millones de años (Principio del Devónico)

Es posible que haya documentos que evidencien la existencia del hongo también en Suecia en el periodo Sirúlico, pero los más antiguos proceden de la Formación Guttenberg, de la dolomita de Wisconsin, datada del Ordovícico Medio. El hallazgo se sitúa entre hace 460 y 455 millones de años y lamentablemente no demuestra el amor entre ambos, sino simplemente, que ya rondaba por ahí. 

Formas y tamaños de esporas del hongo fósil y actual. 
Adaptado de Redecker et al. 2000

Como veis, hay amores que duran y aunque haya pasado el tiempo, mucho tiempo, han sabido adaptarse a los cambios y las nuevas condiciones que supone la evolución en 400 millones de años. Se han hecho fuertes juntos, y a pesar de ser tan distintos y venir de familias tan lejanas filogenéticamente, por su propio bien, han sabido desarrollar un lenguaje (bioquímico y molecular) que les permite ser un equipo. Han respetado su espacio y funciones. Actualmente, siguen siendo una pareja bien avenida y superan con éxito la mayoría de los problemas a los que tienen que hacer frente. A veces el medio es implacable y les sorprende con períodos de sequía, de frío, de salinidad o algún vecino molesto como un patógeno o herbívoro decide visitarles alterando sus vidas. Es entonces cuando se dan la mano, y juntos, siguen adelante... como siempre han hecho.

                                                                                        Whitesnake. Is this love (1987)

Nota: Algunas metáforas usadas en este texto se basan en la personificación para darle el punto de humanidad a la historia.

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Más info:

1. Honrubia M. Las micorrizas: una relación planta-hongo que dura más de 400 millones de años- Anales del Jardín Botánico de Madrid. Vol. 66S1: 133-144, 2009 rjb.revistas.csic.es/index.php/rjb/article/download/334/328
2. Porcel et al. (2012). Salinity stress alleviation using arbuscular mycorrhizal fungi. A review. Agron Sustain. Dev 32:181–200
3. Redecker et al. (2000) Glomalean Fungi from the Ordovician. Science 289: 1920-1921

Natura in love. Top five

Hoy he pensado felicitaros el día cambiando peluches, rosas, bombones, cena afrodisíaca con velas y momentos íntimos por algo más "natural". 

Hay amores de pocas palabras donde se puede decir mucho solo con la mirada, así que os dejo con un post donde disfrutar más de las imágenes que del texto. No pretende ser un post botánico sino un post hoy más bien personal del top five de flores relacionadas de alguna forma con el amor. ¡Bendito amor! 

1. Milamores (Cetranthus ruber)

Otros nombres: alfeñiques, alfinetes, amores mil, andianeta, barba de Júpiter, centranto, disparates, hierba de San Jorge, hierba de San Juan, milamores, mil amores, sopas en vino, valeriana de espolón, valeriana de espuela, valeriana de jardín, valeriana encarnada, valeriana roja.

Curiosidades: Sus hojas se pueden consumir en ensalada o cocidas como verduras. Ejerce un efecto similar a la valeriana (de ahí los otros nombres). Es considerada por el ministerio una especie exótica invasora.

Mi opinión: Color intenso y llamativo. Me encanta. Y las flores que aparecen como inflorescencias siempre me llaman la atención. Deduzco que el nombre puede venir del conjunto de minúsculas florecillas. Pequeñas, y delicadas que requieren mimos.

2. Hierba cupido (Catananche caerulea)

Otros nombres: alcachofilla, azulejo, azulejo noble, cervellina, chicoria escarnada, cigala, hierba cupido, pimpinela, salsifí, sargantana, yerba cupido, yerba de las herías. 

Curiosidades: Antiguamente se usaba para la preparación de filtros amorosos y pócimas de brujería, por eso el nombre vulgar de "hierba cupido".

Mi opinión: Siento debilidad por el morado, lila, púrpura.... Además, la gradación de color hace que parezca una imagen retocada. ¡Es preciosa!. Para mí tiene más de "cupido" que de "hierba". 

3. Árbol del amor (Cercis siliquastrum)

Otros nombres: árbol de Judea o de Judas, nandumbu, algarrobo loco, arjorán, ciclamor común, siclamor. 

Curiosidades: Una antigua leyenda dice que de este árbol se ahorcó Judas Iscariote después de traicionar a Cristo, por ello se le da el nombre de árbol de Judas, lo que probablemente sea una corrupción del nombre común en francés "Arbre de Judée" que significa árbol de Judea, refiriéndose a la región donde también se encuentra. En la época del Imperio bizantino era uno de los árboles que en mayor número crecían en Constantinopla, en las riberas del Bósforo. Su color morado purpúreo era de la predilección de los emperadores bizantinos.  El púrpura era el color imperial, sus vestidos y tocados eran de este color, de uso exclusivo de la familia imperial bizantina. En la actualidad, en la antigua ciudad de Constantinopla, ahora Estambul, se siguen viendo gran cantidad de estos árboles a lo largo de las riberas del Bósforo, siendo el "Erguvan" (nombre en turco) el árbol que identifica a la ciudad de Estambul.

Las flores tienen un agradable gusto picante, y pueden comerse en ensalada mixta, o en buñuelos. En algunas zonas se escabechaban con vinagre los brotes florales

Mi opinión: ¿No os recuerda a la buganvilla fucsia? Un beso bajo este árbol o bajo un almendro en flor, o bajo un cerezo. En definitiva... un beso (donde sea). Me cuadra el nombre :-)))

4. Amor celoso (Asperula arvensis)

IMAGEN También llamada... ¡¡Agarrones de señorita!!

Otros nombres: agarrones de señorita, asperilla, aspérula arvense, presera real, rábula, rociadera azul, rubiadera azul. 

Mi opinión: Sigo pensando de dónde vendrá el nombre. Tal vez una esté celosa de las otras tres.

5. Flor de la pasión (Passiflora)

En realidad, la pasión a la que hace referencia el nombre, no tiene connotación amorosa, sino la similitud que encontraron los primeros misioneros jesuitas en América (1610) con los instrumentos utilizados en la Pasión de Cristo. De ahí que también se llame Pasionaria (flos passionis del latín, flor del sufrimiento).

Existen varias leyendas populares acerca del origen de las pasionarias. Una de ellas cuenta que Mburucuyá era una muchacha española que se había enamorado de un aborigen guaraní, con quien se veía a escondidas. El padre de la muchacha, un militar, jamás hubiese aceptado esa relación con un hereje enemigo y, por otro lado, ya había decidido que su hija debía casarse con un joven capitán español. Al enterarse de la relación de su hija, decidió asesinar al muchacho guaraní. Mburucuyá, presa del dolor, se hundió en el corazón una flecha de plumas, la cual quedó sobre su pecho como una flor y cayó sobre el cuerpo de su amado muerto. Tiempo después, en ese trágico sitio nació una planta nunca vista hasta entonces, la cual fue denominada mburucuyá.

La imaginación popular ve en la extraña flor de las pasionarias varios de los atributos que caracterizan el episodio de la pasión de Cristo. Así, se puede entrever la corona de espinas que le pusieron en la cabeza, los tres clavos con que fue fijado a la cruz, las cinco llagas que laceraron su cuerpo y las cuerdas con que lo ataron. El fruto pequeño y anaranjado, encierra unas semillas rojizas que se interpretan como las gotas de sangre coagulada que brotaron de las heridas del santo cuerpo.

Fruto de la Passiflora

Mi opinión: Enamorada de esta flor desde que la conocí de pequeña. Uno de los ejemplos de lo compleja, hermosa y perfecta que puede ser la naturaleza. 

Y el bonus track representando la parte masculina es para ...... 

* Falo impúdico (Phallus impudicus)

Curiosidades: En realidad no es una planta sino un hongo. Es muy común en Europa y Norteamérica fácilmente reconocible cuando está maduro por su mal olor y su forma fálica. Linneo fue el responsable del nombre que actualmente se le da a esta especie. Su epíteto específico, el término en latín impudicus, significa "impúdico", "falto de vergüenza". Despide un olor fétido que atrae a moscas que ayudan a dispersar las esporas.  

A pesar de su mal olor no es venenoso, e incluso en su etapa juvenil es consumido en algunos lugares de Francia y Alemania. 

La gleba cónica, para entendernos, lo que si fuera el pene sería el glande, tiene tacto viscoso. Dicen.

Mi opinión: Paso por el nombre de "falo", pero ¿"impúdico"? La similitud es evidente. Los hay erectos o incluso ligeramente curvos. 

Feliz día de los enamorados, queridos

PD: Haciendo honor a mi nombre, una rosa. Roja.

Raíces y algo más

¿Cómo se llama a la parte de la planta que está enterrada? Estaréis pensando que es la raíz ¿no? Pues somos muchos los que denominamos a esta parte concreta "micorriza".

Seguid leyendo y os explico por qué.

En La Ciencia de Amara, hemos hablado varias veces de micorrizas, pero nunca os las he presentado.

La inmensa mayoría de las plantas (un 95%) que crecen sobre la corteza terrestre viven asociadas en forma de simbiosis, normalmente mutualista, con ciertos hongos del suelo constituyendo las llamadas “micorrizas”, término que deriva del griego mykos (hongo) y rhizos (raíz). Esta simbiosis está tan extendida que comúnmente se dice que las plantas no tienen raíces sino micorrizas. ¿Qué es una simbiosis? En el sentido estricto del término, sería una forma de interacción biológica que hace referencia a la relación estrecha y persistente entre organismos de distintas especies. Sin embargo, aunque asociamos normalmente a que una relación simbiótica es beneficiosa para ambos organismos, también puede no serlo.

Tipos de simbiosis: (1) Comensalismo, relación donde no hay beneficio ni perjuicio. (2) Parasitismo,uno de ellos se beneficia perjudicando al otro. (3) Mutualismo, donde el beneficio es mutuo.

Lynn Margulis -a la cual le dediqué un pequeño homenaje aquí-, en su obra "Planeta simbiótico", define así la simbiosis: 

“La simbiosis, el sistema en el cual miembros de especies diferentes viven en contacto físico, es un concepto arcano, un término biológico especializado que nos sorprende. Esto se debe a lo poco conscientes que somos de su abundancia. No son sólo nuestras pestañas e intestinos los que están abarrotados de simbiontes animales y bacterianos; si uno mira en su jardín o en el parque del vecindario los simbiontes quizá no sean obvios pero están omnipresentes” […]

Uno de los ejemplos más sonados de simbiosis mutualista es el caso de la anémona y el pez payaso. 

El pez payaso obtiene protección frente a depredadores (no toquéis una anémona) y usa como despensa alimenticia a la anémona, que a su vez obtiene alimento y protección frente a otros peces comedores de anémonas debido al carácter de territorialidad de los peces payaso.

Fuente de la imagen] http://bit.ly/ZeNgpF

Volviendo a la simbiosis que hoy os presento, sólo en unas pocas familias botánicas (fundamentalmente crucíferas y quenopodiáceas) hay especies que no forman micorrizas… o dicho de otro modo, algunas plantas pueden vivir sin micorrizas, pero el hongo es un simbionte OBLIGADO que no puede vivir sin estar asociado a una planta. Como veis, es una interacción íntima entre un hongo y la raíz de una planta. 

El caso es que aunque a muchas personas no les suene este tipo de simbiosis, lo cierto es que no es nada nueva. El término de “micorriza” fue empleado por primera vez por Albert Berhhard Frank en 1885. Las plantas y sus micorrizas tienen una historia evolutiva común ya que los registros fósiles de plantas más antiguos que se conocen presentan en sus primitivas raíces unas estructuras similares a las de las actuales micorrizas. 

En la fila de arriba se muestran distintas estructuras del fósil Rhynie del hongo de hace 370 millones de años
(Ordovicico). En la fila inferior, imágenes de las mismas estructuras de un hongo actual. 

Se presupone que en aquel momento, establecieron relaciones con los ancestros de los primitivos briófitos. La razón sobre la que se fundamenta tal aseveración es obvia: las micorrizas conferirían a las primitivas plantas una capacidad inusitada para establecerse y captar nutrientes y agua en un medio tan hostil. La biología molecular, una vez más, ha sido la encargada de confirmar la datación, filogenia y evolución de estos hongos y su asociación con las plantas. 

A grandes rasgos, podemos diferenciar 2 tipos de micorrizas:

(a) Las ectomicorrizas, más conocidas por la mayoría de vosotros ya que son las que conocemos como setas y trufas. Hablé de las trufas aquí. Se caracterizan porque no colonizan la raíz intracelularmente sino que forman un manto externo y por eso también  se le llaman micorrizas formadoras de manto. 

(b) El otro grupo, menos conocido y no por ello menos importante, son las endomicorrizas. Más del 80% de las especies de plantas, entre ellas las de interés agronómico y las características del matorral mediterráneo, forman las endomicorrizas llamadas “micorrizas arbusculares” (MA). Como su nombre indica, colonizan intracelularmente la raíz y son microscópicas. 

El nombre de micorriza arbuscular viene de la forma de la estructura más representativa del hongo, el arbúsculo. Tiene forma de arbolito y es la estructura (intracelular) donde tiene lugar el intercambio de nutrientes. La espora, es la forma reproductiva y la más importante, ya que es capaz de esperar latente en el suelo años hasta encontrar las condiciones idóneas para germinar, buscar una raíz compatible, penetrarla a través del apresorio y desarrollar el micelio fúngico tanto intra como extracelularmente, colonizando así la totalidad de la raíz.  Cabe mencionar que la colonización también puede llevarse a cabo mediante hifas presentes en el suelo o bien a través de fragmentos de raíz previamente micorrizados. En la siguiente figura podéis observar todas las estructuras. 

Estructuras características de un hongo MA.
Las raíces han sido teñidas con azul tripán. 

Parece que la función básica de esta simbiosis es adquirir del suelo y transferir a la planta nutrientes minerales (fundamentalmente fosfato, amonio) y agua. Todo ello a cambio de carbono que el hongo es incapaz de sintetizar por sí mismo y que lo recibe gracias a la fotosíntesis de las plantas. Se ha demostrado que algunos árboles como los pinos, son incapaces de sobrevivir más de dos años si no están micorrizados y otras especies como las orquídeas ni siquiera podrían subsistir si no estuvieran colonizadas por ellos. Sin embargo, esta simbiosis representa muchísimo más que un “simple”  intercambio de nutrientes, y es aquí es donde empieza el interés para la biotecnología, ecología, medio ambiente y todas las áreas de la ciencia preocupadas por mantener la diversidad y la salud en el ecosistema.

Beneficios ecológicos que aportan las micorrizas a las plantas.

Como podréis imaginar, se considera que las MA desempeñan un papel crucial en la supervivencia y desarrollo de las plantas, sobre todo en suelos sometidos a condiciones de estrés (sequía, salinidad, deficiencia de nutrientes), como los que caracterizan a los ecosistemas mediterráneos, así como en suelos degradados por procesos erosivos, incendios forestales, laboreo excesivo y contaminación.

Veamos algunas de las funciones.

Incrementan la estabilidad del suelo

Micelio: AUMENTA la superficie de
captación de agua y nutrientes.

Durante el desarrollo de la MA, el micelio del hongo crece rápidamente expandiendo sus hifas y colonizando el suelo de una forma totalmente invasiva. Se han encontrado 30 m de micelio fúngico por gramo de suelo.  La consecuencia es una aumento de la superficie de captación de agua y nutrientes para la planta y por supuesto, favorecer la estabilidad del sustrato.

Además del micelio, una proteína insoluble en agua producida por el hongo, la glomalina, tiene un color típico café-rojizo y está implicada en la formación de agregados del suelo.  Tanto el micelio como la glomalina conducen a incrementar la estabilidad y calidad del suelo.

Algunas prácticas de agricultura como los monocultivos, el arado o la fertilización tienen efectos negativos tanto en la cantidad como en la diversidad de hongos MA presentes en el suelo. El hecho de que se reduzca la biomasa fúngica hace que se produzca un efecto negativo en la estabilidad del suelo y como consecuencia, aumentará la erosión.  En Reino Unido, las pérdidas de las cosechas debido a la erosión del suelo agrícola se han estimado en 9.99 millones de euros/año. Y esto es algo a tener en cuenta, ya que en muchas ocasiones, el impacto de la erosión es acumulativo y la mayoría de las veces irreversible.


Reducen la necesidad de P para la planta

El fosfato, que es un nutriente esencial para la planta, es uno de los tres principales nutrientes que se aplican en agricultura.  Las fuentes de fosfato de roca son limitadas y se calcula que desaparecerán en 100 años. El exceso de aplicación de P es una importante causa de eutrofización del agua, es decir, de un enriquecimiento de este nutriente, lo que podría originar un crecimiento masivo de organismos como algas, alterando por tanto la estabilidad del ecosistema.

Tenemos que tener en cuenta que sólo un porcentaje muy bajo (entre 0,1-0,3 partes por millón) se encuentra realmente en solución, plenamente disponible para plantas y microorganismos. Como ya hemos mencionado, otra de las ventajas del gran desarrollo del micelio fúngico es aumentar en varios órdenes de magnitud el volumen de suelo que puede ser explorado por la planta. Se estima que una reducción del 80% de fertilizante rico en P se puede sustituir por la inoculación con hongos MA. Evidentemente, esta reducción del uso de fertilizante tendría un importante impacto económico y ambiental.

Incrementan la tolerancia frente a estreses abióticos

Principalmente sequía, salinidad y metales pesados son los estreses abióticos que más afectan a nuestros cultivos españoles. Pero no son los únicos. También entran en juego el frío, el calor, el pH, el viento y un sin fin de situaciones ambientales a las que las plantas, por su condición de organismos sésiles no pueden escapar.

Los hongos MA son unos aliados importantísimos en este campo. Les proporcionan estrategias bioquímicas, fisiológicas y moleculares para evitar y paliar los efectos originados por estos estreses que cada año causan pérdidas astronómicas.

Ojo al dato. En el año 2025, habrán desaparecido dos tercios de la tierra cultivable en África, un tercio en Asia y una quinta parte en América del Sur y la superficie cultivable por habitante también se disminuirá a 0.15 ha en 2050. En USA y España, un tercio está en vías de desertificación. ¿No os parece inquietante? La población mundial sigue creciendo, superamos los 7000 millones y comer es una "mala" costumbre que nos acompaña cada día…. Según la FAO, 925 millones de personas están sufriendo hambre crónica. Inquietante.

Desde el punto de vista ecológico, una de las líneas de investigación que se lleva a cabo es manipular aislados autóctonos de hongos MA de zonas áridas para la revegetación de zonas degradadas en ecosistemas mediterráneos. Por poner un ejemplo, una cepa de hongo tolerante a la sequía (aislada de una zona afectada por sequía severa) asociada con una bacteria nativa presente también en el suelo, es capaz de reducir en un 42% los requerimientos de agua para la producción de Retama sphaerocarpa. A simple vista, es evidente la mejora que proporciona el hongo sobre la parte aérea y por tanto la biomasa de la planta en condiciones de sequía y salinidad. 

Izquierda: plantas de maíz sometidas a estrés por salinidad. Derecha: plantas de tomate
sometidas a estrés hídrico. En ambos casos, Control no lleva hongo y MA sí.

Igual ocurre con el estrés salino, y los cultivos de olivos en España o los de palma del norte de África. Son innumerables los estudios que demuestran el papel protector de estos pequeños organismos frente a una gran variedad de condiciones salinas.  El mecanismo que utilizan es complejo pero podemos decir que lo consiguen aumentando la captación de agua y nutrientes, el intercambio gaseoso, la transpiración y conductancia estomática, el balance iónico y hormonal, y ajustando el balance osmótico y composición de carbohidratos como la prolina que tiene un papel fundamental. Además ponen en marcha una serie de mecanismos bioquímicos que implican la activación de un pool de enzimas antioxidantes y moleculares que abarca la inducción de genes como aquaporinas, proteínas LEA (Late embriogénesis abundant), canales de transporte, etc.

Durante las últimas décadas, se ha acelerado el proceso de contaminación atmosférica por metales pesados provenientes de la minería, hornos de fundición, industria, tratamientos de suelos de cultivo con agro-químicos y sedimentos del suelo etc. Se vierten a los suelos elementos peligrosos como el plomo (Pb), arsénico (As), cadmio (Cd) y mercurio (Hg) con el consiguiente peligro de su conducción a las capas freáticas del suelo.

Hay plantas que de forma natural hiper-acumulan ciertos metales. Pues bien, estas especies vegetales junto con las MA que contengan o aquellas más eficientes a tal fin, se están utilizando como estrategias de fitorremediación…. o de micorrizoremediación.

La inmovilización de metales en la biomasa fúngica constituye un mecanismo mediante el cual estos hongos pueden incrementar la tolerancia a metales pesados. Las raíces actúan como una barrera frente al transporte de metales, reduciendo la transferencia y mejorando el ratio de Cd raíz/parte aérea. Una vez más, recurrimos al beneficio del micelio del hongo, que además de aumentar la captación de agua y nutrientes y favorecer la estabilidad del suelo, actúa como medio tamponador de la captación de metales como el cadmio, reduciendo los efectos tóxicos de este en el crecimiento de la planta.

Este efecto es atribuido a la quitina, compuesto esencial que forma parte de la pared celular del hongo y que posee la capacidad de unir metales. También recientemente, se ha visto que la glomalina anteriormente mencionada puede quelar metales, disminuyendo así la disponibilidad de estos para las plantas. Se propone otro mecanismo consistente en la dilución de la concentración de metales en los tejidos de la planta mediante un mayor crecimiento de la parte aérea.

En este post os hablé de hongos que acumulaban cobre.

De cualquier forma, un objetivo de la biotecnología sería usar la inoculación combinada de microorganismos seleccionados de la rizosfera para minimizar los riesgos tóxicos de los contaminantes y a su vez maximizar el crecimiento y la nutrición. El aislamiento de cepas de hongos MA adaptados al estrés constituye ya y será la clave como herramienta biotecnológica para la inoculación de plantas en ecosistemas alterados.

Incrementan  la tolerancia frente a estreses bióticos

Me entran picores de imaginar una cola de pulgones subiéndome por la pierna o una procesionaria recorriéndome la espalda… ¿os imagináis? Pues no creo que a las plantas tampoco le haga ninguna gracia. Yo me sacudiría, podría echar a correr si las viera venir  y hasta gritar pidiendo ayuda. Ellas no.

Hace ya tiempo que se evidenció la capacidad de las MA para aumentar la resistencia o tolerancia de las plantas frente al ataque de determinados patógenos del suelo. La investigación en España ha demostrado tal protección en plantas de tomate, pimiento, platanera, olivo y otros frutales frente a patógenos tales como Phytophthora, Verticillium, Fusarium, nemátodos , bacterias, etc.

Organismos patógenos de plantas (a) El hongo Fusarium oxysporum crecido en placa. (b) Microfotografía coloreada de un nematodo (Heterodera glycines) parásito de la planta de soja (Glycine max) (c) Pseudomonas aeruginosa al microscopio de barrido, con falso color.

En esta protección operan mecanismos de distinta índole como la competencia por el nicho y nutrientes, modificaciones en las poblaciones microbianas de la rizosfera, compensación de daños… No se conoce la producción de compuestos antimicrobianos por los hongos MA, lo que descarta un efecto inhibidor directo, o sea, que se traten de “agentes de control biológico” en el sentido estricto del término. 

Nota: Debo hacer un inciso. Dentro de poco os traeré alguna novedad sobre este tema. 

Sin embargo, diversos modelos de estudio han sugerido la posibilidad de una protección a nivel sistémico. Además, se ha apuntado a la posible existencia de fenómenos de priming (potenciación de las defensas), por el que las plantas podrían estar en un “estado de alerta” que les permitiera reaccionar de manera más eficaz a la presencia del patógeno e incluso avisarse entre ellas. Algo así como ¡Ehhh compañera, se acera una procesonaria por el sur!  Estos procesos de priming inducidos por la MA podrían ser eficaces frente a patógenos foliares necrótrofos o hemibiotrofos e insectos masticadores, aunque no frente a biotrofos y otros tipos de insectos más especializados.

A pesar de lo que pueda parecer, esta resistencia inducida de carácter sistémico conlleva costes mínimos en la productividad de la planta comparados con una activación directa de las defensas.

¿Biotecnología con las micorrizas? El comienzo…

El estudio de las micorrizas comenzó por ser de tipo fisiológico (efectos sobre la nutrición vegetal), luego molecular (tratando de dilucidad los aspectos de la protección que confieren) y cómo no, ecológico (presencia de micorrizas en plantas de interés agronómico, pratense y forestal). Posteriormente, se han iniciado aislamientos y caracterización de hongos MA asociados tanto a cultivos de interés como a plantas de la sucesión natural, en las que últimamente se han incluido especies de la flora amenazada y/o endémica, propias de los ecosistemas ibéricos (Sierra Nevada, por poner un ejemplo… y barrer para casa).

Durante 30 años se ha investigado en esto, hasta el punto de disponer en la actualidad en la Estación Experimental del Zaidín, EEZ (CSIC, Granada) de un Banco de Glomeromicetos (Glomus -ahora  renombrado como Rhizophagus- es el género más famoso de estos hongos) integrado por unos 80 aislados conservados en cultivo puro de los cuales, la mitad están caracterizados molecular y filogenéticamente. Distintas instituciones españolas contribuyen así a incrementar el BEG (Banco Europeo de Glomeromicetos).

He mencionado “cultivo puro”. ¿No os resulta extraño tratándose de un simbionte obligado? En la EEZ se han desarrollado dos  patentes, una de las cuales permite obtener micorrizas in vitro mediante cultivo monoxénico de raíces. Esto es, colocar en condiciones totalmente estériles un pequeño fragmento de raíz micorrizada en un compartimento de una placa de Petri bicompartimentada y dejar que se desarrolle. Las hifas del hongo son capaces de saltar la barrera y seguir creciendo en el otro compartimento, donde encontraremos únicamente al hongo. Precisamente, sobre la base de este procedimiento se ha desarrollado la única colección española y una de las pocas a nivel mundial, de hongos MA conservados in vitro.

En lo referente a ensayos de inoculación en campo hay que destacar la interacción con empresas viverísticas (para la producción de planta micorrizada), de gestión ambiental (restauración de áreas degradadas mediante revegetación con planta micorrizada) y productoras de inoculantes. Concretamente, se ha ensayado la micorrización de Pinus sp., Pseudotsuga sp., Quercus sp., entre otros con hongos ectomicorrícicos. Por su interés económico, merecen especial mención las investigaciones conducentes a implementar la micorrización de encina, orientada a la producción de trufa.

En lo que atañe a ensayos de campo con hongos MA, se han desarrollado experimentos con leguminosas, tomate, calabaza, espárrago y otros hortícolas, pero los aportes más significativos son los referentes a la micorrización de frutales y de plantas de interés en el matorral arbustivo mediterráneo. Como frutales de interés, se ha centrado en olivo, cítrico, vid, frutales de hueso y en cultivos tropicales (aguacate, chirimoyo, piña, platanera, papaya, etc). En cuanto a plantas de interés en ecosistemas naturales (incluyendo aromáticas, medicinales, melíferas etc) cabe destacar los estudios con Retama sphaerocarpa, Genista cinerea, Rosmarinus officinalis, Lavandula latifolia, Genista umbellata, Thymus zigys, Pistacia lentiscos etc

Teniendo en cuenta lo que hemos visto hasta ahora, parece que las investigaciones encaminadas en la biotecnología se podrían centrar en la aplicación de estos hongos en la agricultura y en la recuperación de ecosistemas degradados y flora amenazada, en interacción con la industria viverista, en gestión ambiental y en programas de control de enfermedades y plagas en cultivos.

Por lo pronto, las macetas de mi casa ven el agua cuando me acuerdo y sí,… pensándolo bien, es una ventaja poderme ir de vacaciones y ¡¡no regarlas!!

Este artículo fue publicado originalmente aquí.

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Nota: Este post participa en el Carnaval de Biología Edición Especial micro-BioCarnaval, que hospeda @ManoloSanchezA en su fantástico blog Curiosidades de la Microbiología.

Más info:

Barea JM. (2011). Investigaciones sobre micorrizas en España: pasado, presente y futuro. En: Fundamentos y aplicaciones agroambientales de las interacciones beneficiosas plantas-microorganismos Ed: Sociedad Española de Fijación de Nitrógeno (SEFIN) pp 313-331

De Bary, H.A. (2008) Die Erscheinung der Symbiose "Till death do us part": coming to terms with symbiotic relationships. Nature Reviews Microbiology 6, 721-724

Garg N, Chandel S. (2010) Arbuscular mycorrhizal networks: process and functions. A review. Agron. Sustain. Dev. 30:581-599

Gianninazzi S, Gollotte A, Binet MN, Van Tuinen D, Redecker D, Wipf D. (2010) Agroecology: the key role of arbuscular mycorrhizas in ecosystem services. Mycorrhiza 20: 519-530

Harrison MJ (2005). Signaling in the arbuscular mycorrhizal symbiosis. Annu Rev Microbiol. 59: 19–42

Kirk, P.M., P.F. Cannon, J.C. David & J. Stalpers (2001) Ainsworth and Bisby’s Dictionary of the Fungi. 9th ed. CAB International, Wallingford, UK

Margulis, Lynn (2002). Planeta Simbiótico. Un nuevo punto de vista sobre la evolución.. Victoria Laporta Gonzalo (trad.). Madrid: Editorial Debate

Wang, B.; Qiu, Y.L. (2006) Phylogenetic distribution and evolution of mycorrhizas in land plants. Mycorrhiza  16 (5):  pp. 299–363.

Porcel R, Aroca R, Ruiz-Lozano, JM (2011) Salinity stress alleviation using arbuscular mycorrhizal fungi. A review. Agron. Sustain. Dev. DOI 10.1007/s13593-011-0029-x  Published on line.