En primer lugar, animales como los artrópodos, los crustáceos y los anélidos comen materia orgánica (M.O) en la superficie. Esta acción de alimentación destruye la MO, lo que aumenta la era de superficie accesible a otros organismos descomponedores (como los protozoos). Las poblaciones de fragmentos de la M.O y de los descompuestos están controladas por depredadores, así como existe una verdadera cadena alimentaria en los suelos.
Al final de la cadena, las bacterias y hongos también se alimentan de pequeñas moléculas. Al comer, además de protozoos, bacterias y hongos, los nematodos desempeñan un papel importante en la cadena alimentaria del suelo, ya que regulan las poblaciones de sus presas. Además, dado que la concentración de elementos en bacterias y hongos es mucho mayor de lo que los nematodos necesitan para su metabolismo, N, P, S, K, Fe… en acceso son liberados en forma soluble por los nematodos en sus heces.
Cuando una planta necesita nutrientes a través de sus raíces, secretará un exudado definido que atraerá una especie de bacteria o hongo que se acumulará en la superficie de las raíces. A su vez, protozoos, nematodos y microartrópodos, atraídos por la acumulación de bacterias y hongos en la superficie de las raíces, llegarán a la superficie de las raíces y las devorarán. Dado que los nematodos multicelulares están menos concentrados en elementos que los hongos y las bacterias unicelulares, excretan lo que no necesitan de sus presas. Los elementos contenidos en los residuos de nematodos se encuentran en forma soluble y, por consiguiente, en forma de nitrógeno disponible en las plantas en amonio (NH4 +), fósforo en fosfato (PO4-), azufre en sulfato (SO4-)hierro (Fe), calcio (Ca), potasio (K), magnesio (Mg), sodio (Na)… en minerales quelados (mineral añadido a un aminoácido). Son estos elementos solubles los que podrán transportarse pasiva o activamente si se encuentran en la periferia de las radicelas.
Parte de la microfauna está constituida por lombrices de tierra. Los cristales de tierra picados comen bacterias, hongos, protozoos y nematodos en la capa superficial del suelo.
Las heces de las lombrices de tierra son extremadamente ricas en nutrientes. Cuando las lombrices de tierra anecicas descienden al suelo, se encuentran con la arcilla que proviene de la alteración de las rocas por ácidos secretados por las raíces de los árboles pero especialmente por hongos (arcilla = silicatos cargados negativamente). Cuando los gusanos anecicos regresan a la superficie cada noche para alimentarse de materia orgánica descompuesta en humus por la microfauna, salen de la arcilla y bajan del humus (el humus también está cargado negativamente), mezclando así el conjunto. Las lombrices de tierra tienen una glándula ubicada en el segmento 14 a 16 de su cuerpo, llamada glándula de Morren, que secreta Ca2 +, lo que permite la creación del complejo arcilloso-húmico (CAH). Ca2 + une la partícula de arcilla a una de sus dos cargas positivas y la partícula de humus a su segunda carga positiva.
Consciente de la importancia de los microorganismos para la fertilidad del suelo y el valor nutritivo de las hortalizas, en La Evidencia, queremos alimentarlos adecuadamente cubriendo el suelo con una capa de residuos de poda y heces de animales.
Las plantas han establecido también simbiosis mutualistas (beneficiaria para cada uno de los individuos implicados en la relación de simbiosis) con organismos del suelo:
1. Los Micorrizas:
Las micorrizas son una interacción entre las células de la raíz de una planta y una hifa de un hongo.
Como se puede ver en la foto de una célula vegetal, la separación entre el citosol (parte interna de la célula) y el mundo exterior se compone de dos capas: la membrana plasmática (algo flexible) y la pared celular (más bien rígido).
La ciencia actual reconoce que las primeras plantas aparecieron en la tierra entre 400 y 450 millones de años, gracias a la simbiosis de endo-micorrizas que proporcionaban agua y minerales a esta primera planta sin raíces. Hoy en día, todas las plantas del planeta se entregan a una simbiosis de endo-mycorhize, con la excepción del 15%: el 10% son las primeras especies que crecen durante el proceso de colonización del suelo desnudo (pionera) y las plantas que crecen en suelos muy ricos; 5% son plantas que han evolucionado hacia otro tipo de simbiosis llamada ecto-mycorhize (que habría aparecido probablemente hace 50 millones de años). En el ecto-mycorhize, las hifas están en contacto con las paredes celulares, mientras que en el endo-mycorhize, las hifas en las paredes celulares están en contacto directo con la membrana plasmática invalidada. Los dos tipos de micorrizas permiten una gran superficie de intercambio entre los dos organismos.
En simplificado, los ecto-mycorhizes se forman en los árboles de las zonas templadas, mientras que los endo-mycorhizes se forman en los árboles de las zonas tropicales y de todas las plantas del mundo. La simbiosis funciona de la siguiente manera: hay un flujo de azúcares procedentes de la fotosíntesis de la planta hacia la hifa del hongo, mientras que un flujo de agua y minerales (principalmente nitrógeno, fósforo y potasio)pasa de la hifa a la planta. Veamos cuáles son los beneficios para cada uno de los dos simbiontes:
Ventajas para los hongos:
-) Como no son fotosintéticos, los hongos no pueden producir azúcares sin los cuales los seres vivos no pueden sobrevivir. Hasta un 40% de la producción de azúcares de la fotosíntesis pasa al hongo
- Con los azúcares recibidos, las setas pueden extenderse por el suelo buscando otros recursos (minerales y agua), colonizando nuevas zonas y pudiendo reproducirse.
- ) Una vez en la raíz de la planta, las hifas están protegidas de los depredadores (nematodos, artrópodos o mamíferos).
Ventaja para las plantas:
- ) En promedio, hay 1 km de hifas por metro de raíz. Se calcula que la producción de hifas cuesta a la planta 100 veces menos azúcares que producir ella misma longitud de raíces delgadas. Así que hay un beneficio innegable en términos de energía para la planta. -) Las plantas micorrales tienen acceso a agua y minerales absorbidos en un gran volumen de suelo por hongos. -) Las extremidades de las raíces jóvenes están cubiertas de hifas, lo que las protege físicamente de la abrasión mecánica, de los agentes patógenos y de los depredadores presentes en el suelo. - - Numerosos estudios han demostrado que las plantas micorríceas son más resistentes a los agentes patógenos y a los depredadores que atacan sus raíces, tallos o hojas. Esto podría explicarse por el hecho de que la micorrización, que constituye una invasión de la raíz, está controlada y simplemente tolerada por el sistema inmunitario de la planta. Por ejemplo, la micorrización activa el sistema inmunológico y el mecanismo de defensa mediante la producción de taninos, ya están activados, por lo que serían mucho más reactivos a otra agresión.
Un hongo es capaz de establecer micorrizas con varias plantas a la vez (varios individuos de la misma especie pero también varios individuos de diferentes especies). Asimismo, una planta (incluso una raíz) se compromete en micorrizas con varias especies de hongos simultáneamente. Por supuesto, esta capacidad es necesaria porque cada hongo y planta no pueden aportar los mismos recursos a sus socios en función de la especie y de su localización en el tiempo (edad: joven o viejo) y en el espacio. Gracias a esta capacidad de establecer vínculos con muchos asociados, podríamos imaginar rápidamente una red subterránea que crearía un vínculo entre cada uno de los individuos vegetales de un ecosistema. Algunos estudios han demostrado que ciertos nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, así como el carbono, pueden transportarse de una planta a otra (incluso de especies diferentes) a través de esta red de hifas. Aunque todavía no se ha comprendido el mecanismo, los científicos han sugerido que los hongos podrían regular la cantidad de nutrientes y el estado de salud de cada individuo con el que están en simbiosis, por su propio bien.
En la Evidencia haremos todo lo posible para: - Alimentar a los micorrizas durante todo el año plantando un cultivo de cobertura, es decir, plantar un cultivo que crezca en cada estación que cubra el suelo. Cuando las plantas crecen en el suelo, el suelo se llena de micorrizas, formando una red entre ellas y las plantas ya establecidas. Al "conectarse" a esta red, una planta en germinación obtendrá fácilmente todos los nutrientes que necesita para un crecimiento saludable. - Mantenga los hongos vivos evitando el uso de productos químicos como pesticidas, fungicidas o herbicidas y el uso del arado. - Favorecer la diversidad de las setas micorrizas en el suelo plantando diferentes plantas. La diversidad de las plantas aumenta la diversidad de la microfauna, como los hongos. Además, los hongos podrían redistribuir los nutrientes recogidos de un tipo de planta a otro (por ejemplo, el nitrógeno procedente de especies de Fabacée, leer más abajo). La estructura del suelo está perturbada por el trabajo del suelo, las hifas están fragmentadas y separadas de las raíces. En este suelo perturbado, sólo se favorecerán las especies de hongos que tengan una gran capacidad para recuperarse rápidamente en un hábitat perturbado. Un trabajo repetido del suelo conducirá a una menor diversidad fúngica. Por lo tanto, no araría mi suelo. - Conservar las micorrizas, indispensables para el buen funcionamiento del sistema inmunitario de la planta y útiles en términos de intercambio de nutrientes. Supongo que si uso fertilizantes que proporcionan nitrógeno, fósforo y potasio a las plantas, estas dejarán de involucrarse en las micorrizas porque ya no tendrán que estar en simbiosis con las setas para poder alimentarse. Una planta no micorriza será incapaz de absorber la cantidad de nutrientes que necesita para ser productiva y luego dependerá del fertilizante. Además, sin los beneficios de las micorrizas sobre la capacidad de respuesta de su sistema inmunológico, las plantas no micorrizas se volverán dependientes de los pesticidas. El uso de plaguicidas reduce aún más la biodiversidad de los hongos micorrizas en los suelos. En total, va a empezar un bucle infernal de dependencia de productos químicos. No voy a usar fertilizantes (ni siquiera orgánicos) en La Evidencia.
- Plantar especies de hortalizas antiguas que han conservado la capacidad de participar en las micorrizas.
2. Las nodisidades
Las proteínas son esenciales para todos los organismos vivos. En forma de enzimas regulan todos los aspectos del metabolismo. Por ejemplo, en los mamíferos, las proteínas estructurales como la queratina y el colágeno producen la piel, las garras, los huesos, los tendones y los ligamentos; las proteínas musculares producen el movimiento; la hemoglobina transporta el oxígeno; y las proteínas de las membranas regulan el movimiento de sustancias a través de las células. Las proteínas son el principal componente de las células, representando más del 50% de su peso seco. La forma de las proteínas es muy variable: va desde las fibras largas presentes en los tejidos conectivos y el cabello a los glóbulos compactos y solubles capaces de atravesar la membrana de las células. Son específicas para cada especie viva y para cada órgano. Se estima que existen unas 30.000 proteínas diferentes en los seres humanos, de las cuales sólo se ha descrito un 2%. Un compuesto importante de proteínas es el nitrógeno. El nitrógeno (N) es un átomo presente en todos los aminoácidos que constituyen proteínas. En efecto, los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen el grupo amino2 (-NH2) y el grupo ácido (-COOH), así como una cadena lateral (grupo R) específica para cada aminoácido.
Una secuencia de tres letras (es decir, un codón) del código genético de los seres vivos código para uno de los 20 aminoácidos. Los aminoácidos son recogidos por la maquinaria celular, vinculados entre sí y estructurados en proteínas.
La atmósfera es la principal fuente de nitrógeno (N) en la Tierra, ya que el 78,1% de la atmósfera es N2, un gas. Sin embargo, las plantas no pueden utilizar directamente esta fuente de nitrógeno porque los dos átomos de nitrógeno están unidos por tres enlaces atómicos muy estables, imposibles de romper por el metabolismo de las plantas, N≡N . De hecho, los seres vivos multicelulares sólo pueden utilizar nitrógeno para su metabolismo en formas tales como NH4 + o NO3- que sólo implican uniones simples. Por lo tanto, el primer paso para poder utilizar esta fuente de nitrógeno atmosférico es romper los tres enlaces de N2 atmosféricos. Las plantas no son capaces de romper tal unión atómica; algunas bacterias son los únicos organismos en la Tierra capaces de separar los dos átomos de nitrógeno del N2 atmosférico gracias a su enzima llamada nitrogenasa. De forma marginal, los rayos también proporcionan energía suficiente para descomponer N2 en NO3-. Algunas bacterias presentes en el suelo y en el océano han evolucionado para respirar N2; estas bacterias transforman N2 en NH4+. A continuación, las plantas podrán utilizar el NH4+ formado por estas bacterias para fabricar sus proteínas. Pero el problema es que la nitrogenasa no funciona en presencia del segundo gas más abundante en la atmósfera, el O2. Este problema lo resuelve una sola familia de plantas, las Fabaceae, que viven en simbiosis con bacterias del género Rhizobium capaces de descomponer N2 en las raíces donde forman nódulos que excluyen el oxígeno. Gracias a esta simbiosis, las plantas dan azúcares a las bacterias y las bacterias dan nitrógeno (NH4+) a las plantas. Se trata de una simbiosis de mutualismo sin la cual habría muy pocas plantas terrestres y, por lo tanto, casi ningún animal consumidor ni ningún ecosistema.
Esta simbiosis es esencial para la vida en la Tierra, ya que permite, de dos maneras diferentes, suministrar e incluso aumentar constantemente la cantidad de nitrógeno disponible para que los organismos construyan sus proteínas: -) Cuando un depredador come Fabacea, todo el nitrógeno contenido en sus proteínas pasa directamente al cuerpo del depredador. - ) Cuando los residuos vegetales comienzan a descomponerse, el nitrógeno pasa al cuerpo del descomposición y es mineralizado para llegar a estar biológicamente disponible en el suelo para otras plantas que dependen de él porque no se comprometen esta simbiosis.
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