Usan hongos que infectan insectos para una agricultura sostenible

México.

Como lo indican estadísticas de 2019 de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (ONUAA) o más conocida como (FAO, por sus siglas en ingles), México pierde más del 40 por ciento de sus cultivos debido a las plagas.

Sea por microorganismos, insectos o algún otro animal, las pérdidas impactan en la producción de alimentos, en la calidad de los productos y en la economía de los agricultores, quienes sostienen esta cadena.

Investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN) trabajan en mejorar la agricultura de una manera sustentable a través del uso de microorganismos que controlan las poblaciones de plagas y que afectan cultivos.

Desde el departamento de interacciones planta-insecto, el Centro de Desarrollo de Productos Bióticos (Ceprobi) combate este problema para entender los ecosistemas microscópicos que existen entre la tierra y las raíces de estos cultivos.

«Los principales intereses de nuestro laboratorio son entender las relaciones entre microorganismos y las plantas, principalmente hongos. Trabajamos con especies de plantas que son de interés agrícola. Nuestro objetivo es entender qué mecanismos utilizan los hongos para ayudar a las plantas a mejorar su desarrollo y promover el crecimiento», detalló el investigador Fernando Lara Rojas para la Agencia Informativa Conversus (AIC).

El Ceprobi trabaja con productores locales para obtener información biológica se sus cultivos, con el objetivo de que en un futuro la agricultura sea sostenible, libre de intervención de fertilizantes químicos y que pueda garantizar la seguridad alimentaria y la protección del medio ambiente ante la crisis climática.

Los hongos patógenos son importantes

Este proyecto de investigación es innovador porque analiza la diversidad de hongos entomopatógenos, que pueden ser encontrados en su ambiente y a partir de conocerlos, analizar sus interacciones para descifrar cómo mejorar los cultivos.

Este tipo de diversidad de hongos son microorganismos que tienen la capacidad de infectar y matar insectos para alimentarse de ellos y proliferar con éxito. De hecho, como uso biotecnológico, estos hongos son utilizados para controlar algunas plagas.

En la naturaleza, estos hongos regulan las poblaciones de insectos de manera natural, promueven el reciclaje de nutrientes al descomponer los insectos que infectan para contribuir a la salud del suelo y al equilibrio ecológico.

Estos hongos son famosos porque son protagonistas de escenarios distópicos, como los del género Cordyceps, que en la naturaleza infectan hormigas y les generan comportamientos erráticos como si estuvieran muertas en vida, lo que inspiró el videojuego y la serie televisiva The Last of Us.

«Hay evidencia que muestra que no solo estos hongos entomopatógenos pueden utilizarse para controlar plagas, sino que también tienen la capacidad de promover el crecimiento de las plantas mediante un intercambio de nutrientes”, aseguró el doctor Lara Rojas.

Además de encontrarse en los insectos, estos hongos son abundantes en el suelo y los investigadores del Ceprobi analizan complejas interacciones ecológicas que sostienen la biodiversidad.

«Los hongos entomopatógenos pueden crecer en el suelo asociados a las raíces, en una zona conocida como rizósfera, donde muchos microorganismos crecen y hay una comunicación muy importante entre la planta y estos microorganismos, lo que provoca una comunicación química y metabólica entre bacterias, hongos y plantas. Algo importante para mantener el equilibrio en su ambiente”, afirmó el científico politécnico.

El malestar de uno, el beneficio de otro

Las interacciones entre una especie de hongo pueden ser muy distintas entre un insecto y una planta. Mientras que uno es su fuente principal de descomposición, los hongos pueden llevarse bien con las plantas y ofrecerles recursos que no pueden aprovechar fácilmente.

Fernando Lara ejemplifica el aprovechamiento del fósforo disponible en el suelo, y se pregunta: ¿cómo lo hacen?, la respuesta es que metabolizan compuestos fosfatados del suelo y lo degradan en moléculas que sí puedan aprovechar la planta y así generar su crecimiento.

«Tienen la capacidad de solubilizar nutrientes como el fósforo, un elemento crucial para el crecimiento de las plantas y que usualmente no está disponible en una forma que la planta pueda aprovechar», dijo.

Como lo describe una investigación en la que colaboró el doctor Lara Rojas, publicada en PLOS One en 2019, científicos mexicanos y japoneses describieron que a nivel microscópico hay interacciones de hongos con las raíces, lo que hace que se requiera un diálogo entre moléculas y iones, como el calcio y especies reactivas de oxígeno, para favorecer el crecimiento de las raíces en asociaciones con bacterias y hongos.

Ayudan a las plantas a ser más resistentes

Además, los hongos que infectan insectos pueden crecer dentro de las plantas sin causarles daño, en un proceso conocido como endosimbiosis.

Un investigador de la Universidad de Santa Catharina de la Universidad de Ontario, Canadá, reportó en 2021 para el Journal of Applied Microbiology esta clase de hongos endófitos, y cómo el personaje de Marvel Comics llamado Venom, viven como simbiontes dentro de las células de las raíces de las plantas ofreciéndoles nutrientes como fósforo y nitrógeno y ellos se alimentan de moléculas resultantes de la fotosíntesis.

Por ello, los investigadores del Ceprobi ven un potencial aplicativo en estos hongos, ya que no solo ayudan al crecimiento de las plantas, sino que también «ayudan a las plantas a defenderse en contra de ataques de enfermedades producidas por otros hongos o algunas bacterias, así como a ser más resistentes al ataque de plagas”, indicó el biólogo.

El futuro es la agricultura sostenible

Las interacciones de estos hongos es clave para la agricultura porque al estar estrechamente relacionados a la planta reduce la necesidad de pesticidas y fertilizantes químicos, y también contribuye a una agricultura más sostenible y amigable con el medio ambiente.

«El metabolismo de estos hongos deja nutrientes para que la planta los aproveche, actúa como un fertilizante natural que reduce el uso de agroquímicos, los cuales afectan la salud humana y animal», expresó.

Como lo reporta la Secretaría de Salud de México, existe un riesgo por el uso de agroquímicos y pesticidas en la agricultura, ya que generan intoxicaciones, daños a órganos, alteraciones hormonales e incluso el desarrollo de cáncer. Además, los residuos contaminan pastos y cuerpos de agua, lo que afecta a la ganadería.

«Esta problemática no solo les atañe a los productores, sino a toda la sociedad. Necesitamos estrategias encaminadas hacia una agricultura sostenible”, aseveró el investigador politécnico.

Los científicos politécnicos buscan entender estos procesos que ya existen en la naturaleza, porque “la agricultura tecnificada hizo que se perdieran estas interacciones ecológicas entre las plantas y los microorganismos del suelo, aunque lo hemos ignorado, son esenciales para obtener alimentos de calidad y conservar la biodiversidad«, explicó.

El Ceprobi busca aplicar esta metodología para controlar plagas de insectos que afectan al maíz y jitomate, con miras a mitigar el efecto de los insectos que afectan cultivos de agave.

Un proyecto que refleja el compromiso del IPN para generar soluciones innovadoras ante los desafíos agrícolas actuales y fomentar una agricultura sostenible a largo plazo y respetuosa con el medio ambiente.