La plantas tienen un papel inteligente en el desarrollo de los ecosistemas

En el ciclo de circulación del nitrógeno en nuestra atmósfera, la fijación del nitrógeno (la incorporación de este elemento a la biosfera) es un apartado fundamental para los organismos vivos. Y, dentro de ese proceso, las plantas conocidas como “fijadoras de nitrógeno” (leguminosas, en su mayoría), han tenido un protagonismo cada vez mayor en los estudios.

Estos organismos establecen una relación simbiótica en sus raíces con unas bacterias conocidas como rizobios, que convierten el nitrógeno de la atmósfera en compuestos que la planta puede absorber como nutrientes, a cambio del exceso de carbohidratos que esta produce en la fotosíntesis. En este proceso, el exceso de nitrógeno pasa al suelo, ayudando así a organismos vegetales vecinos que no sean fijadores de nitrógeno.

El misterio de la distribución

La lógica dicta que, dado este proceso, las fijadoras de nitrógeno deberían ser muy abundantes en suelos pobres en este compuesto, lo que permitiría que se impusieran a los organismos que necesitan un suelo rico en nitrógeno para sobrevivir; por el contrario, en un entorno con estos suelos ricos, la habilidad de estas plantas para obtener nitrógeno de la atmósfera no supondría ninguna ventaja en el bioma.

Eso dicta la lógica, pero no es lo que muestra la realidad. La presencia de un abundante número de fijadoras de nitrógeno en suelos ricos en este compuesto (y su escasez en suelos pobres), es uno de los grandes misterios a los que se enfrentaban los ecólogos desde hace años. En él estaba la raíz del estudio realizado por Lars Hedin, profesor de Ecología y Biología Evolutiva en la Universidad de Princeton.

Una estrategia evolutiva

Según los resultados obtenidos por el equipo, la clave del misterio se halla en la manera en que estos organismos explotan su habilidad.

Trabajando con modelos que proponían entornos afectados por desastres naturales (incendios, huracanes…), los investigadores descubrieron que en entornos tropicales (de suelo más rico en nitrógeno) las plantas fijadoras de nitrógeno aprovechaban su habilidad en estadios tempranos del crecimiento, pero la “anulaban” una vez que el suelo había recuperado altos niveles de nitrógeno; en entornos menos ricos, por el contrario, las plantas mantenían esa característica en todo momento, favoreciendo a sus competidoras y disminuyendo sus posibilidades de supervivencia.

A la vista de los resultados, los investigadores consideran que esa capacidad para activar o desactivar la habilidad de fijación de nitrógeno puede ser considerada una “decisión” por parte de las plantas, para asegurar la supervivencia. Hedin y sus colegas afirman que es un error “pensar que las plantas responden de manera pasiva a su entorno”.

Por tanto, la abundancia de las fijadoras de nitrógeno en ambientes tropicales, ricos en este compuesto, sería una estrategia evolutiva a largo plazo, y una muestra de que las plantas actúan, en palabras de Hedin, como “seres sentientes”.

El papel en la regulación de los ecosistemas

Los resultados del trabajo no son sorprendentes solo por este hallazgo, sino también muy útiles en el terreno de la conservación de los ecosistemas. Las plantas fijadoras de nitrógeno no solo son útiles a la hora de absorber el exceso de compuestos nitrogenados producidos por el ser humano en el marco del calentamiento global, sino también en la absorción del dióxido de carbono producido.

Siguiendo esta idea, los investigadores advierten del peligro de que el calentamiento global, y la variación en los niveles de dióxido de carbono y de nitrógeno, lleve a la desaparición de las plantas fijadoras de nitrógeno en las zonas en que son menos abundantes, al no poder compensar los cambios en el entorno.

La adaptabilidad de estos organismos es algo clave para la regulación del medio ambiente; por ello, el objetivo más inmediato de estos estudios es el desarrollo de esa “teoría evolutiva unificada” para la Ecología que explique el papel que juega cada uno de estos organismos en la regulación global de los biomas.

Referencia bibliográfica: Efrat Sheffer, Sarah A. Batterman, Simon A. Levin, Lars O. Hedin. Biome-scale nitrogen fixation strategies selected by climatic constraints on nitrogen cycle. Nature Plants (2015). DOI: 10.1038/nplants.2015.182.