Instituto de Ecología, A.C.

El ADN una herramienta de gran alcance para investigar interacciones ecológicas entre hongos y árboles a nivel de la raíz

Antero Ramos-Fernández, Víctor M. Bandala , Leticia Montoya y Laura Navarro

Seguramente has escuchado que el ADN (Ácido desoxirribonucleico) es una molécula donde se encuentra toda la información genética de cada ser vivo, p. ej. sobre su color, su forma, su anatomía, si tendrá escamas o pelo, etc. Por esta razón, el ADN puede ser útil para identificar o reconocer a los organismos.

Podría ser comparable a una huella digital, así podemos diferenciar p. ej. a una planta de otra, o una bacteria de un hongo, o entre personas. En el caso de estas últimas, aparte de ser útil para reconocer algún tipo de parentesco puede servir de apoyo en al área forense para a partir de un cadáver identificar a una persona o para determinar las enfermedades que podría padecer una persona, a esto último se le conoce como tamiz genético. En el ser humano las características externas son visibles a simple vista y la mayoría de las veces, útiles para distinguirnos unos de otros, pero en otros organismos esto resulta complejo, por ejemplo veamos el caso de los hongos.

La identificación y clasificación (taxonomía) de los hongos silvestres que comúnmente producen fructificaciones (esporomas o esporocarpos) p. ej. en forma de sombrilla, se basa en principio en las características que se ven a simple vista pero también en otras que se estudian a nivel microscópico. Sin embargo, es frecuente enfrentarse a grupos de especies cuyos atributos pueden parecer muy semejantes, en estos casos, aun a los expertos se les complica distinguir las diferencias entre sus fructificaciones o en otras estructuras útiles para su identificación como las esporas por ejemplo, de manera que su reconocimiento taxonómico podría complicarse. Para la tarea de identificar entre un grupo de especies superficialmente parecidas o aun enparentadas, los análisis del ADN son de gran utilidad, ya que nos ayudan junto con las características macro- y microscópicas, a diferenciarlas. De todo el genoma se ha probado que algunas regiones brindan buena información para diferenciar especies. Los procedimientos que se siguen para realizar estos análisis consisten en la extracción del ADN a partir de algún tejido del hongo en estudio, su amplificación por medio de la técnica de PCR (siglas por el inglés Polymerase Chain Reaction), la secuenciación de esas regiones amplificadas, y por último la comparación de las secuencias de ADN obtenidas.

Ahora, pensemos en la simbiosis que establecen un buen número de hongos silvestres al asociarse con las raíces de las plantas, formando estructuras denominadas ectomicorrizas, cuyo estudio se complica por encontrase bajo el suelo, regularmente son de tamaño milimétrico y están constituidas por tejido del hongo envainando las puntillas de la raíz. De manera que para una correcta identificación tanto del hongo como de la planta en la ectomicorriza, el ADN resulta una herramienta indispensable de gran alcance para determinar la interacción y reconocimiento taxonómico de ambos simbiontes. Los procedimientos que se siguen para analizar el ADN de las ectomicorrizas son iguales a los antes mencionados, con la diferencia que en la extracción a partir de la raíz micorrizada, extraemos dos tipos de ADN, el del hongo y el de la planta.

En la micorriza las células del hongo o hifas modifican las características de la raíz, dando así una gran variedad de lo que se conoce como “morfotipos”, los cuales se usan para identificar los hongos que están formando la ectomicorriza. Sin embargo, muchas veces las características de los morfotipos de distintas especies son tan parecidos que del mismo modo que ocurre con las fructificaciones, no siempre es posible distinguir a simple vista entre los de una y otra, además de que hasta el momento hay pocas descripciones morfológicas a ese nivel de raíz. Es por ello que el análisis del ADN resulta ser una herramienta que apoya en la identificación hongo/planta. La importancia de conocer que hongos intervienen en la asociación se debe a la repercusión de la simbiosis en el establecimiento y sobrevivencia de las plántulas para el desarrollo del bosque. Recordemos que en esta simbiosis se efectúa un intercambio benéfico, el hongo obtiene carbohidratos y otras sustancias orgánicas resultantes de la fotosíntesis (de la planta), mientras que el árbol al extender su superficie de absorción por la redes miceliares obtiene agua, además de minerales captados por el hongo y protección contra patógenos.

En las inmediaciones de la Sierra de Chiconquiaco, por ejemplo, sobrevive un relicto de árboles de Fagus grandifolia var. mexicana (conocidos como pipinques o güichines), ese sitio es el punto del límite meridional de Fagus en todo el continente, además de que F. grandifolia es la única especie del género en América. Esos árboles están catalogados como vulnerables y en peligro de desaparecer de México puesto que solo existen diez pequeños bosques relictos del Plioceno (i.e. desde hace más de 5 millones de años), apenas cubriendo unas 40 has. Los hongos ectomicorrizógenos nativos asociados a esos árboles tienen un papel biológico fundamental para su distribución, establecimiento y permanencia. Conocer y analizar los hongos simbiontes, ya sea a través de las fructificaciones o de las ectomicorrizas, permitirá contar con una fuente de datos a la hora de seleccionar potenciales especies de hongos que deban ser consideradas en programas de propagación de este árbol, llevando a campo plántulas previamente micorrizadas que se desarrollen exitosamente y con ello se apoye la restauración del bosque.

Con las secuencias de ADN apoyamos el reconocimiento de lo que a simple vista se nos dificulta apreciar entre las interacciones que ocurren en el medio natural, y que aporta mucha información acerca de los organismos que estudiamos. Nuestras investigaciones en este campo son apoyadas por el CONACYT (169172).