Hongos del desierto: las pistas de Atacama que podrían ayudar a una agricultura más sostenible
Hongos del desierto: las pistas de Atacama que podrían ayudar a una agricultura más sostenible
Desde uno de los ambientes más extremos del planeta hasta un cultivo de tomate, la investigación doctoral de Carlos Corrial busca comprender cómo hongos capaces de sobrevivir en condiciones adversas interactúan con las plantas y qué compuestos producen. Sus resultados podrían abrir nuevas vías para desarrollar biocontroladores y reducir la dependencia de agroquímicos.
¿Qué puede enseñarle a una planta un microorganismo capaz de sobrevivir donde casi nada parece hacerlo? Esa es una de las preguntas detrás de la investigación de Carlos Corrial Díaz, estudiante del Programa Doctorado en Ciencias Biológicas, mención Genética Molecular y Microbiología, de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
La respuesta se busca en los hongos del Desierto de Atacama. Adaptados a condiciones extremas de escasez de agua y nutrientes, estos microorganismos presentan características que podrían ser de interés para una agricultura que enfrenta cada vez mayor estrés ambiental. Corrial estudia qué ocurre cuando interactúan con plantas de tomate y qué mecanismos permiten que esa relación pueda favorecer al cultivo.
Más que determinar si los hongos tienen un efecto positivo, su investigación busca comprender qué ocurre a nivel molecular: qué compuestos producen, cómo cambia su secreción al entrar en contacto con la planta y de qué manera esa respuesta puede influir en su desarrollo y capacidad para enfrentar condiciones adversas.
El interés de Corrial por los hongos comenzó durante su formación como bioquímico en la Universidad de Santiago de Chile. Su tesis de pregrado, centrada en hongos aislados de San José de Maipo, lo llevó a explorar las capacidades de estos microorganismos. Durante el doctorado, esa inquietud se trasladó al Desierto de Atacama, donde fueron identificados hongos asociados naturalmente a plantas de la familia Solanaceae, a la que pertenece el tomate.
Una mirada distinta sobre los hongos
En la agricultura, los hongos suelen aparecer asociados a enfermedades y pérdidas productivas. Pero esa es solo una parte de la historia.
“Tradicionalmente, desde la perspectiva agrícola, los hongos se observan solo como patógenos que dañan los cultivos”, explica Corrial.
También existen especies capaces de establecer relaciones beneficiosas con las plantas, favoreciendo su desarrollo o ayudándolas a responder frente a determinadas condiciones ambientales. En este caso, la adaptación de los hongos a un ambiente extremo plantea una posibilidad especialmente interesante: que algunas de las características que les permiten sobrevivir en el desierto puedan contribuir a mejorar la respuesta de una planta frente al estrés.
Uno de los focos de la investigación está en los metabolitos secundarios, moléculas producidas por los hongos que pueden cumplir distintas funciones en su relación con otros organismos y con el ambiente.
Corrial analiza, entre otros escenarios, qué ocurre bajo una limitación de nitrógeno, nutriente fundamental para el desarrollo vegetal. En estas condiciones, observa cómo cambia el perfil de los compuestos secretados por los hongos y qué relación puede existir entre esos cambios y la respuesta de la planta.
La pregunta deja así de ser únicamente si el hongo funciona. Se trata de comprender por qué funciona y qué ocurre a nivel molecular para que esa interacción sea posible.
Del Atacama al tomate
Los primeros resultados muestran señales alentadoras. La inoculación de estos hongos endémicos en las raíces de un cultivar comercial de tomate ha mostrado efectos positivos en el crecimiento vegetal y una mayor resistencia frente al estrés provocado por Botrytis cinerea, incluso bajo condiciones de limitación de nutrientes.
El hallazgo abre una nueva etapa de la investigación: identificar qué está detrás de esos efectos.
A nivel genómico, el equipo ha identificado y predicho agrupamientos de genes asociados a la síntesis de metabolitos secundarios que podrían estar involucrados en la interacción entre los hongos y la planta. El desafío ahora es comprobar experimentalmente qué compuestos participan efectivamente en el proceso.
Para ello, la investigación combina genómica y metabolómica. La primera permite estudiar la información genética de los organismos, mientras que la segunda permite analizar las moléculas que producen. Integrar ambas aproximaciones permitirá determinar qué genes pueden estar involucrados, qué metabolitos se generan y cómo cambia su secreción cuando la planta enfrenta condiciones de estrés.
Ese conocimiento podría contribuir al desarrollo de bioinsumos agrícolas de origen natural, entre ellos potenciales biocontroladores.
“Comprender estos mecanismos moleculares permitirá aprovechar el potencial de los hongos para mejorar la resiliencia y nutrición de los cultivos en suelos empobrecidos o bajo estrés ambiental”, señala Corrial.
Del patrimonio biológico a una posible aplicación
La investigación apunta, en el largo plazo, a algo que va más allá de describir nuevos microorganismos. Si se identifican los compuestos y mecanismos responsables de los efectos observados, estos podrían convertirse en una base para explorar alternativas a determinados productos agroquímicos sintéticos.
Para Corrial, el interés está también en lo que estos hongos revelan sobre el patrimonio biológico de Chile. El Desierto de Atacama es un ecosistema excepcional por sus condiciones ambientales, pero también puede ser una fuente de microorganismos cuyas capacidades todavía no han sido completamente exploradas.
La caracterización de sus metabolitos abre posibilidades para la innovación biotecnológica, aunque entre identificar un microorganismo con potencial y convertir ese conocimiento en una solución agrícola existe todavía un largo camino.
El trabajo experimental ha requerido estandarizar la colonización de los hongos en las raíces y establecer condiciones precisas de deficiencia de nitrógeno. También es necesario esperar el desarrollo adecuado de las plantas antes de realizar los ensayos de resistencia. A esto se suma la complejidad y el costo de generar datos genómicos y metabolómicos de alta precisión.
Una formación que amplía la pregunta
Para Corrial, el doctorado también ha significado profundizar una inquietud científica que comenzó antes de ingresar a la universidad.
Su decisión de incorporarse al Doctorado en Ciencias Biológicas estuvo influida por el trabajo desarrollado en biología fúngica, particularmente bajo la dirección del académico Luis Larrondo, de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UC. Su tesis doctoral es codirigida por Larrondo y Elena Vidal, académica de la Universidad Mayor.
En este entorno, destaca la posibilidad de trabajar junto a investigadores con trayectoria internacional y acceder a metodologías de vanguardia.
“Trabajar codo a codo con académicos de gran impacto internacional […] me ha permitido elevar la rigurosidad de mi trabajo y adoptar metodologías de vanguardia”, afirma.
La experiencia también le ha permitido comprender la investigación como un trabajo colectivo, donde la discusión científica, la colaboración y el intercambio con otros investigadores son parte esencial del proceso.
Una mirada hacia Wisconsin
Los próximos pasos apuntan a integrar los resultados genómicos y metabolómicos para comprender con mayor precisión los mecanismos que regulan la interacción entre los hongos y las plantas. A partir de ese trabajo, Corrial proyecta la publicación de un artículo científico y la conclusión de su tesis doctoral.
También busca ampliar su formación en el extranjero mediante una eventual estancia de investigación en la University of Wisconsin–Madison, específicamente en el laboratorio de la Dra. Nancy Keller, referente internacional en la regulación de metabolitos secundarios fúngicos y en la ecología química de las interacciones entre hongos y hospederos.
Esta experiencia le permitiría incorporar metodologías de vanguardia en metabolómica y genómica funcional, fortalecer la caracterización de los hongos endófitos del Atacama y establecer nuevas redes de colaboración internacional.
“Existe todo un mundo fascinante y aún inexplorado en el reino de los hongos”, sostiene.
En el Atacama, organismos que han aprendido a sobrevivir bajo condiciones extremas podrían ayudar a comprender cómo las plantas pueden enfrentar las suyas. Lo que comienza con hongos casi invisibles podría terminar aportando nuevas herramientas para una agricultura que también deberá aprender a resistir.