Ectomicorrizas y endomicorrizas: características principales

Las ectomicorrizas y endomicorrizas son asociaciones simbióticas que se establecen entre las raíces de plantas vasculares y hongos del suelo. Cerca del 80% de las plantas vasculares presentan estas asociaciones, que son de tipo mutualista, pues las dos especies involucradas salen beneficiadas de la misma.

En las ectomicorrizas el hongo no penetra al interior de la planta, sino que produce una red de hifas muy ramificada la cual va a rodear la raíz. Esta cobertura que rodea a la raíz recibe el nombre de manto.

Micelio ectomicorrizal (blanco) asociado a raíces de Picea glauca (marrón). Tomada y editada de: André-Ph. D. Picard [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

En las endomicorrizas, por su parte, sí existe una penetración en la raíz de la planta por parte del hongo. En este caso no se produce un manto, sino unas estructuras ramificadas denominadas arbúsculos.

Característiacs de las ectomicorrizas

Las asociaciones mutualistas de tipo ectomicorrizas involucran a un menor número de plantas vasculares que las de tipo endomicorriza. Actualmente se estima que solo cerca del 2-3% de las plantas vasculares están involucradas en este tipo de asociaciones.

En las ectomicorrizas las hifas del hongo no penetran las células del epitelio radicular de la planta, en su  lugar forman un denso manto alrededor de las raicillas y penetran entre sus células corticales formando una estructura denominada red de Hartig.

El manto de hifas puede llegar a alcanzar los 40 µm de espesor y proyectar las hifas varios centímetros. Este manto ayuda a la planta en la absorción de agua y minerales.

Especies involucradas

Las especies de plantas colonizadas por hongos son todas de tipo arbóreo o arbustivo. Como ya se señaló antes, solo cerca del 3% de las plantas vasculares son colonizadas por ectomicorrizas, sin embargo, estas especies presentan una amplia distribución a nivel mundial.

Las relaciones simbióticas ectomicorrizas son más frecuentes en las zonas templadas que en las tropicales y hasta la fecha esta asociación ha sido observada en cerca de 43 familias y 140 géneros. Entre estos géneros se encuentran por ejemplo Pinus, Picea, Abies, Eucalyptus y Northofagus.

Entre los hongos por su parte, se han identificado al menos 65 géneros de los cuales más del 70% pertenecen a los Basidiomycota. También se han identificado Ascomycota y, en menor proporción, representantes de los Zygomycota, Adicionalmente existen numerosas especies que aún no han sido clasificadas.

Las ectomicorrizas no muestran gran especificidad en sus relaciones, ni por parte de los hongos, ni de sus hospederos. Por ejemplo, las plantas del género Picea pueden ser colonizadas por más de 100 especies de hongos ectomicorrizicos, mientras que el hongo Amanita muscaria puede colonizar al menos cinco especies de plantas.

Desarrollo de las ectomicorrizas

El desarrollo de las ectomicorrizas se inicia cuando las hifas colonizan las raíces secundarias o terciarias de las plantas. Las hifas del hongo comienzan a crecer desde la raíz formando una red o vaina que puede llegar a envolverla completamente.

Las hifas también van a crecer hacia el interior de la raíz, entre las células epidérmicas y las células corticales, sin llegar a penetrarlas; tampoco penetran la estela. Este crecimiento hacia el interior se logra por fuerzas mecánicas que separan las células y por medio de la acción de enzimas pectinasas. De esta manera se forma la red de Hartig.

La red de Hartig va a rodear cada célula y va a permitir el intercambio de agua, nutrientes y otras sustancias entre el hongo y la planta.

Debido a la colonización de la raíz por parte del hongo, esta va a crecer menos en longitud, pero más en grosor, que las raíces no colonizadas. Adicionalmente, la raíz va a presentar un menor desarrollo de vellos. El hongo por su parte, va a desarrollar la vaina para cubrir completamente la raíz y evitar la colonización por otros hongos.

Características de las endomicorrizas

Las endomicorrizas son mucho más frecuentes que las ectomicorrizas, pueden presentarse en más de las tres cuartas partes de las plantas vasculares, aunque involucran principalmente hierbas y gramíneas.

En las endomicorrizas las hifas del hongo penetran inicialmente entre las células del córtex de la raíz pero luego ingresan al interior de estas. En este caso el hongo no forma ni manto ni red de Hartig. Por el contrario, crecen para formar unas estructuras denominadas vesículas y arbúsculos.

Micorriza arbuscular. Tomada y editada de: Arbuscular_mycorrhiza_cross-section.png: mederivative work: Edward the Confessor [Public domain].

Los arbúsculos facilitan el intercambio de nutrientes entre el hongo y la planta, mientras que las vesículas son empleadas principalmente como órganos de reserva.

Especies involucradas

El 80% de las plantas vasculares son colonizables por endomicorrizas, sin embargo, los hongos parecieran mostrar preferencia por hierbas y gramíneas.  Por otro lado, los hongos que forman endomicorrizas pertenecen al phylum Glomeromycota. La asociación es de tipo obligatoria para los hongos pero no para las plantas.

Los científicos creen que el desarrollo de este tipo de relación simbiótica fue indispensable para que las plantas vasculares lograran colonizar el ambiente terrestre a partir de los ambientes acuáticos, así como para su posterior evolución.

Las endomicorrizas son abundantes en suelos de baja calidad tales como praderas, montañas y en las selvas tropicales.

Desarrollo de las endomicorrizas

La asociación se establece cuando hifas presentes en el suelo colonizan las raíces de la planta. Al comienzo de la colonización las hifas del hongo solo penetran entre las células que ingresan al interior de estas sin romper la membrana celular, la cual se invagina por la presión del hongo.

Posteriormente el hongo puede desarrollar dos tipos de estructura; en la primera una hifa va a experimentar sucesivas ramificaciones dicotómicas cerca del cilindro vascular de la planta para formar un arbúsculo. Esta estructura tiene la función de permitir el intercambio de agua y nutrientes entre los dos organismos involucrados en la asociación.

La segunda estructura que puede desarrollarse, aunque no siempre está presente, es la vesícula, y puede crecer externa o internamente a las células de las raíces. Su forma es ovalada o esférica y sirve como lugar de reserva de alimentos.

Beneficios de las micorrizas

Las asociaciones ecto y endomicorrizales constituyen una simbiosis de tipo mutualista, en la cual las dos especies involucradas salen beneficiadas. El principal beneficio de la asociación es el intercambio de sustancias.

Por una parte el hongo aporta agua y nutrientes minerales, y por la otra la planta suministra al hongo nutrientes orgánicos elaborados, principalmente carbohidratos. El aporte de nutrientes a la planta hospedadora por parte del hongo endomicorrizo es tan importante, que es vital para muchas plantas durante sus primeras etapas de crecimiento.

El crecimiento y dispersión de las hifas ectomicorrizas, por su parte, no solo incrementa el área de superficie absorbente de la raíz, sino también su alcance potencial, transportando nutrientes desde sitios distantes.

Adicionalmente el hongo es capaz de captar nutrientes, por ejemplo iones de fosfato y de amonio que no están disponibles para la raíz, lográndose así una mayor absorción de minerales para la planta.

Los hongos ectomicorrizales, por su parte, son en su mayoría incapaces de utilizar lignina y celulosa como fuente de carbono, por lo cual dependen enteramente de la planta para obtener los hidratos de carbono que si puede metabolizar.

Adicionalmente, las vainas ectomicorrizas que rodean a las raíces impiden la colonización de estas por otros hongos y microorganismos patógenos.

Referencias

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