¿Tiene un hongo del suelo el ‘secreto’ para lograr una agricultura ecológica y sostenible?

Las crecientes necesidades alimenticias de la población mundial y el enorme impacto ambiental que provoca la agroganadería industrial han llevado a los científicos a buscar métodos que permitan una agricultura ecológica y sostenible. Ahora, un estudio ha concluido que el ‘secreto’ para lograr ese objetivo podría estar en los hongos.

La investigación, publicada en el ‘Journal of the American Chemical Society’ ha revelado el potencial del hongo del suelo Mortierella alpina para transformar radicalmente la agricultura. Este organismo produce compuestos bioactivos llamados malpininas, que pueden ofrecer una solución natural y sostenible para proteger los cultivos de los nematodos, pequeños gusanos que afectan gravemente la productividad agrícola.

El suelo es un ecosistema complejo y un campo de batalla constante entre microorganismos y organismos más grandes. Entre estos últimos, los nematodos representan una amenaza significativa para los cultivos, causando pérdidas importantes en la producción agrícola.

Los agricultores han combatido tradicionalmente estos parásitos con pesticidas químicos, que, aunque efectivos, plantean riesgos para la salud humana y el medio ambiente.

La búsqueda de alternativas sostenibles ha llevado a los científicos a explorar el potencial de agentes biológicos como la Mortierella alpina, que podría convertirse en un excelente aliado para garantizar la seguridad alimentaria y preservar la salud de los ecosistemas terrestres.

"Estudios anteriores ya habían demostrado que el hongo puede combatir a los nematodos, pero el mecanismo molecular de acción que lo sustentaba aún era desconocido. Queríamos dilucidarlo", explica Hannah Büttner, investigadora principal del estudio.

El equipo de investigadores descubrió que las malpininas, producidas en grandes cantidades por Mortierella alpina, actúan como biosurfactantes naturales (compuestos que reducen el impacto ambiental causado por los residuos liberados al medio ambiente).

El ingrediente clave

Las malapininas no solo interfieren en la capacidad de los nematodos para alimentarse, sino que también conducen a su control gradual. A diferencia de los pesticidas químicos, que a menudo provocan la muerte rápida de los gusanos, las malpininas actúan de manera más lenta y específica, explican los científicos.

"Observamos cómo las malpininas se acumulaban en el tracto digestivo de los gusanos. Sin embargo, los nematodos no morían inmediatamente, sino que dejaban de alimentarse, lo que finalmente llevó a un control efectivo", explica Büttner.

El ingrediente clave de las malpininas es un aminoácido poco común llamado deshidrobutirina. Según Johannes Raßbach, coautor del estudio, este compuesto presenta un doble enlace reactivo que puede interactuar con moléculas esenciales para el funcionamiento del sistema digestivo de los nematodos.

Los experimentos confirmaron que sin este aminoácido, las malpininas pierden completamente su efecto, lo que subraya su papel crucial en la acción vermífuga (antiparasitaria).

Para rastrear el comportamiento de las malpininas dentro de los nematodos, los investigadores emplearon técnicas avanzadas de imagen como la microscopía de fluorescencia y la espectroscopia Raman. Estas herramientas permitieron observar cómo las malpininas se acumulaban específicamente en el tracto digestivo de los nematodos, incluyendo el esófago y la región de trituración.

El estudio también demostró que la estructura molecular de las malpininas apenas cambia durante su interacción con los nematodos, lo que refuerza su potencial para aplicaciones agrícolas sostenibles.

"La combinación de técnicas de imagen no invasivas nos permitió visualizar en tiempo real la distribución de las malpininas dentro de los nematodos, proporcionando datos altamente específicos sobre su acción", destaca Büttner.

Un suelo más saludable y equilibrado

La investigación también sugiere que la capacidad de Mortierella alpina para producir malpininas podría ser un remanente de su historia evolutiva.

Se ha podido comprobar que los genes responsables de la síntesis de malpininas tienen similitudes con genes de bacterias, lo que plantea la hipótesis de que este hongo pudo haber adquirido esta capacidad a través de transferencia genética horizontal (no de los progenitores a los descendientes, sino entre organismos) Este hallazgo destaca la complejidad y adaptabilidad de los microorganismos en los ecosistemas del suelo.

Los autores del estudio destacan que el potencial de las malpininas como alternativa a los pesticidas químicos abre nuevas posibilidades para la agricultura sostenible.

"A diferencia de los químicos tradicionales, las malpininas podrían integrarse al manejo agrícola sin los riesgos asociados a la contaminación del suelo y el agua. Además, el uso de hongos como Mortierella alpina podría promover un suelo más saludable y equilibrado", apuntan.

No obstante, Raßbach advierte que aún es necesario realizar investigaciones adicionales para garantizar un uso seguro y efectivo de Mortierella alpina en entornos agrícolas.

"La Mortierella se utiliza desde hace mucho tiempo en biotecnología, por ejemplo, para la producción de alimentos para bebés. Pero necesitamos comprender mejor sus interacciones con otros organismos del suelo antes de implementarla a gran escala", puntualiza.

En todo caso, el descubrimiento de las malpininas y su modo de acción contra los nematodos representa un avance significativo en la lucha contra estos parásitos en la agricultura.

El hallazgo no solo resuelve un antiguo enigma sobre los mecanismos de defensa de Mortierella alpina, sino que también allana el camino para el desarrollo de soluciones ecológicas en el manejo de plagas y de una agricultura más amigable con el medio ambiente y menos dependiente de químicos.