El crecimiento de las plantas depende de millones de microbios del suelo que colaboran y compiten entre sí. Estos microorganismos desempeñan funciones cruciales, como mejorar el acceso a nutrientes y proteger contra patógenos. Durante su metabolismo, los microbios del suelo producen óxido nitroso (N2O), un potente gas de efecto invernadero que ha sido objeto de estudio principalmente por su impacto climático. Aunque el N2O se produce de forma natural, su concentración puede aumentar debido a la aplicación de fertilizantes y otros factores.
Un nuevo estudio de investigadores del MIT revela que el N2O podría influir en las comunidades microbianas del suelo, favoreciendo el crecimiento de ciertas cepas bacterianas por encima de otras. Este descubrimiento cuestiona la creencia anterior de que el N2O no interactúa significativamente con los organismos vivos.
Los investigadores estiman que aproximadamente el 30% de todas las bacterias con genomas secuenciados son susceptibles a la toxicidad del N2O, lo que sugiere que su papel en los ecosistemas microbianos que afectan el crecimiento de las plantas es más importante de lo que se pensaba.
Impacto del N2O en la agricultura
Los hallazgos, publicados en mBio, podrían tener implicaciones en las prácticas agrícolas. Darcy McRose, profesor del MIT y coautor del estudio, indica que la producción de N2O en entornos agrícolas merece atención por su impacto en la salud de las plantas. Aunque tradicionalmente no se le ha dado importancia, el N2O puede ser perjudicial para ciertos microbios. Comprender cómo la producción de N2O influye en las relaciones microbianas podría mejorar la salud de los cultivos.
Históricamente, el N2O ha sido considerado como un gas inofensivo en el contexto agrícola. Sin embargo, estudios previos han mostrado que puede ser tóxico en ciertos contextos. McRose y su colega Philip Wasson buscaron investigar el impacto del N2O en las comunidades microbianas en la rizosfera, la zona del suelo alrededor de las raíces de las plantas.
Los investigadores analizaron un proceso biológico común llamado biosíntesis de metionina. Utilizando la bacteria Pseudomonas aeruginosa, eliminaron genéticamente una enzima que no depende de la vitamina B12, descubriendo que el microbio se volvió sensible al N2O, afectando su crecimiento incluso por el N2O que producían.
De los laboratorios al campo agrícola
En entornos agrícolas, el suelo puede experimentar picos de N2O debido a la aplicación de fertilizantes nitrogenados, lluvias y otros eventos. Sin embargo, los investigadores advierten que sus experimentos en laboratorio son solo el primer paso para entender cómo el N2O afecta a las poblaciones microbianas en la agricultura.
Wasson considera el estudio como una prueba de concepto y planea investigar su efecto en suelos agrícolas. Su objetivo es detectar firmas de exposición al N2O mediante estudios de secuenciación genómica, donde solo las bacterias no sensibles al N2O permanezcan.
McRose subraya que los hallazgos pueden cambiar la perspectiva de investigadores y agricultores sobre el N2O. El estudio sugiere que la exposición a este gas podría seleccionar ciertos tipos de organismos según su contenido genómico, lo que representa una hipótesis altamente testable.
