Que es la Rizosfera

Definición del concepto de Rizosfera

La rizosfera un tipo de ecosistema oculto (podríamos decir que un criptoecosistema), poco visible y bastante desconocido fuera del ámbito científico de la ecología microbiana edáfica, pero tremendamente importante para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres y para la homeostasis de la biosfera en su conjunto. El término rizosfera fue por primera vez utilizado a finales del siglo XIX por Hiltner, agrónomo alemán que acuñó el término para hacer referencia al efecto de las raíces de leguminosas sobre el suelo circundante, en términos de mayor actividad microbiana por la liberación de materia orgánica (exudados radicales) desde las raíces. Hasta el último decenio del pasado siglo XX, ese efecto, no pasó a considerarse como un ecosistema stricto sensu. Desde entonces, se ha profundizado en el conocimiento básico (ecología de la rizosfera) y aplicado (mejora de la producción vegetal) de este ecosistema, fundamentalmente por el advenimiento de herramientas analíticas adecuadas. La información acumulada, nos permite señalar a la rizosfera como uno de los ecosistemas terrestres más importantes en términos energéticos y de extensión, y consecuentemente de vital importancia en el funcionamiento global de la biosfera.

Aspectos más relevantes de la estructura y funcionamiento de este criptoecosistema.

• Exudados radicales: Efecto de los exudados radicales sobre la biodiversidad microbiana de la rizosfera. Los compuestos orgánicos liberados por las raíces de las plantas reciben el nombre de rizodeposiciones, y según la naturaleza y forma de liberación, éstos pueden clasificarse en los siguientes grupos:
  • Exudados radicales, compuestos solubles en agua de bajo peso molecular y que se liberan de forma pasiva.
  • Secreciones, compuestos de alto de peso molecular que se liberan al medio de forma activa, con gasto de ATP.
  • Lisados, compuestos liberados por las células después de procesos de lisis.
  • Gases, como etileno, dióxido de carbono y ácido cianhídrico.
  • Mucílagos, que forman una cobertura alrededor de algunas partes de la raíz (principalmente la cofia) y que están formados fundamentalmente por polisacáridos. Estos polisacáridos proceden tanto de la planta como de los microorganismos y son capaces de retener gran cantidad de agua formando mucigeles.

La naturaleza química de los exudados radicales es muy diversa: se pueden encontrar azúcares sencillos, polisacáridos, aminoácidos, ácidos orgánicos, ácidos grasos, esteroles, factores de crecimiento, enzimas, flavonoides, vitaminas, etc. Se sabe que no todas las plantas liberan ni la misma cantidad ni la misma tipología química de exudados radicales, y que una misma especie de planta libera compuestos diferentes dependiendo de un gran número de factores. Entre otros, se pueden destacar los siguientes: la especie estudiada, la edad de la planta y su estado de desarrollo, las características nutricionales del suelo sobre el que se desarrolla, la disponibilidad de agua, el pH del soporte, la temperatura, la intensidad de luz que reciba su aparato fotosintético, la concentración atmosférica de CO2 y el tipo de microorganismos presentes en la rizosfera, entre otros.

Entre las funciones que tienen los exudados radicales podemos destacar:

• Protección contra patógenos, mediante algunos compuestos, como las fitoalexinas..
• Protección contra elementos tóxicos
• Reducción de la competencia: algunos compuestos exudados por las plantas modifican el suelo rizosférico con sustancias fitoactivas(los denominados aleloquímicos) que impiden la germinación y proliferación de las semillas de otras plantas.
• Adquisición de nutrientes, como por ejemplo, los sideróforos de los que se hablará más adelante.
• Adquisición de agua: está función esta a cargo de los mucigeles, que modifican la estructura del suelo rizosférico facilitando la retención de agua.
• Establecimiento de relaciones simbióticas: existen compuestos en los exudados que provocan reacciones de acercamiento (quimiotaxis) en algunas bacterias.
• Selección de microorganismos, el tipo de exudación es responsable del tipo de microorganismos que habitan en la rizosfera, seleccionando aquellos que pueden serles útiles

Quorum sensing: dialogo molecular entre bacterias de la rizosfera y su efecto sobre la fisiología de la planta. Muchas bacterias son capaces de disparar respuestas fisiológicas mediante la activación específica de genes cuyo control se basa en la densidad de población. Esto implica que los distintos miembros de la población deben conocer cuál es su densidad, y en función de eso, transcribir genes en momentos concretos. Este tipo de comunicación célula a célula diseñado con el objeto de que los individuos de la población sean capaces de medir su densidad se conoce como quorum sensing.

Esto implica que las bacterias son capaces de exhibir comportamientos mucho más complejos que lo que se esperaba de un organismo unicelular, mostrando formas de actuar que se puede asemejar al de un organismo pluricelular. No cabe duda que esto va a obligar a modificar radicalmente algunos planteamientos clásicos utilizados en el estudio de los microorganismos.

El quorum sensing proporciona enormes ventajas competitivas. Mejora la capacidad de supervivencia, ya que pueden explotar nichos más complejos, y su capacidad de infección para producir enfermedades aumenta considerablemente. De hecho, hoy se sabe que la mayoría de las bacterias causantes de enfermedades en plantas (como Xanthomonas campestris) lo hacen usando el quorum sensing como mecanismo de comunicación. La comunicación por quorum sensing se basa en que los individuos de la población producen y liberan al medio moléculas señal cuya concentración es directamente proporcional al número de individuos que haya en la población. Cuando las bacterias detectan que la concentración de las moléculas señal ha llegado a un determinado nivel, se activan (o en algunos casos se reprimen) una serie de genes específicos que están regulados por este sistema.

Bibliografia:

– Probanza, L. A. 2012. La rizosfera: un «criptoecosistema» vita, Aspectos básicos y aplicados. Congreso Nacional del Medio Ambiente. Universidad CEU San Pablo