4.2.2. Las raíces en el centro de la rizósfera

cartando los tallos en la entrada de su madriguera como huesos limpios. Los favoritos son las hojas de tilo, arces y roble, de las cuales extraen nutrientes. Sus madrigueras airean el suelo y crean canales útiles para cultivar raíces, infiltración de agua e intercambio de gases. Las cuevas son puntos de acceso para las bacterias que fijan el nitrógeno. En el norte de América esta lombriz está impidiendo que se establezca una nueva capa de hojarasca. Allí, el suelo es aireado por insectos del suelo (escarabajos, ciempiés, salamandras) y ahora las lombrices están desplazando este sistema de aireación. Como resultado, el suelo se vuelve más denso y las plantas tienen dificultades para echar raíces. Las lombrices de tierra no estimulan el secuestro de carbono en el suelo y aumentan las emisiones de gases de efecto invernadero. La presencia de lombrices aumenta las emisiones de óxido nitroso del suelo en 42 % y las de CO2 en 33 %. Pero no hay indicios de que las lombrices afecten las reservas de carbono.

El ecosistema del suelo agrícola. /// Un estudio en la zona de Luján (Argentina) analizó tres tipos de suelos. Uno fue el suelo de campos intensivos con cuarenta años de agricultura; otro en campos intermedios con uso en ganadería y agricultura rotativa y otro de pastizales “naturalizados”. Dado que el suelo agropecuario cambia su estructura física, la primera impresión es que el trabajo llevaría a una menor actividad biológica. Es decir, el suelo de la agricultura tendría menor vida que el suelo de pastizales. Lo que se encontró es que la actividad bacteriana es más alta en los campos de uso intensivo que en los naturalizados. El uso de la tierra afecta a algunos grupos biológicos y permiten que otros se instalen, cambiando la estructura de la comunidad. Las tierras agrícolas tenían buenos niveles de diversidad (p.e.: lombrices exóticas que se adaptaron al “disturbio”). La microbiología de altos niveles de actividad son las que procesan la materia orgánica más rápido. En otro estudio se encontró que el nivel de nutrientes seguía una curva inversa, ya que la agricultura es un proceso extractivo de minerales del suelo y lo empobrece. Vida y nutrientes no siguen la misma tendencia en esos campos estudiados.

Las células de la raíz. Un fósil de células madre de 320 Ma muestra las raíces de una planta (Radix carbonica) en un bosque pantanoso. Es la primera evidencia de una raíz fosilizada en crecimiento activo y es diferente a las actuales. Tienen un patrón único de división celular ya extinto. Las células madre (totipotenciales) de las plantas actuales se localizan en las puntas de los brotes, rodeadas de células hijas que se dividen para producir los tejidos de la raíz. Las células hijas crecen en longitud y se diferencian por funciones hasta que dejan de crecer (forman la zona de transición). Las células madre permanecen activas durante toda la vida y pueden desarrollar nuevos órganos cuando se pierden. En la periferia de la punta, la fitohormona auxina hace que las células abandonen el grupo de células madre, se diferencien y formen órganos como hojas y brotes. La fitohormona citoquinina estimula a las células madre a dividirse y proliferar, mantiene el número de células y, por lo tanto, el potencial de crecimiento de la planta. ¿Dónde termina una raíz? La superficie de la raíz no define el exterior de la planta. Los hongos son una prolongación de la raíz.

422. Las raíces. A la izquierda la punta de la raíz principal y un corte transversal. A la derecha el crecimiento de la raíz lateral y los pelos radiculares que extienden la superficie de la raíz y tienen carácter exploratorio.

La punta de la raíz. Los estudios revelan que la evolución de la raíz y la hoja han seguido diferentes caminos. Las células de la raíz se desarrollan y detienen el crecimiento en algún momento. La causa podría ser el transcurso de un tiempo o la posición, pero se encontró que reconocen que tienen el tamaño apropiado para el bioma en que se encuentran. /// Un estudio entregó evidencia de que las células detectan que alcanzaron el tamaño adecuado y dejan de crecer. Se analizaron las raíces de 369 especies de plantas de siete biomas (desierto, pastizal, mediterráneo, boreal, templado, subtropical y tropical). Se encontró que las plantas de biomas tropicales y subtropicales tenían el mayor rango de diámetros en las puntas de las raíces. Las raíces más gruesas son parte de una estrategia “conservadora” (como las plantas más antiguas) basada en los hongos del suelo, ya que son suelos “predecibles y confiables”. Los biomas impredecibles (inviernos fríos y precipitaciones poco frecuentes) muestran raíces finas. Son de desiertos y pastizales y dependen menos de los hongos.

La exploración del suelo. /// Mientras crecen, los pelos de la raíz exploran el suelo y, ante un obstáculo, cambiarán de dirección. Un estudio encontró que una proteína (RHD2) en la punta de los pelos radiculares produce radicales libres, los que estimula la absorción de calcio del suelo y a su vez genera más proteínas. Cuando un obstáculo bloquea el camino, el ciclo se interrumpe. El crecimiento comienza en otra ubicación y dirección. Este sistema flexible de exploración del entorno permite colonizar ambientes inhóspitos. El crecimiento se asemeja a la estrategia de búsqueda de las bacterias con flagelos (“correr y revolverse”). /// Otro estudio analizó secciones delgadas de raíces (2 mm de grosor) para identificar los anillos en el Abeto Rojo (Picea abies), Pino (Pinus

sylvestris), Haya (Fagus sylvatica) y Abedul Enano (Betula nana). Se determinó la edad de las raíces por los anillos y mediante datación por radiocarbono C-14 para el año de la fotosíntesis, (este método mide el carbono que pasa de la atmósfera a la madera). Se concluyó que los árboles usan carbono viejo para el crecimiento de sus raíces jóvenes. Es decir, el carbono absorbido mediante fotosíntesis no se usa de inmediato para el crecimiento de la raíz. Pasa por un período de almacenamiento en los troncos.

El crecimiento de la raíz principal. La raíz tiene dos zonas de crecimiento: la punta y las ramificaciones laterales. En la punta se crean nuevas células en el tejido (meristemo) que separa la superficie y el interior. Pero las raíces laterales se producen desde un subconjunto de células de la capa interna. La endodermis tiene raíces de ramificación que crecen horizontalmente fuera de la raíz principal y son importantes para la absorción de agua y nutrientes. Las raíces de ramificación entran en una fase de crecimiento latente a medida que se introducen en suelo salino. Las plantas detienen el crecimiento de las raíces durante una sequía, lo que permite retardar la extracción de agua y acumular reservas (austeridad económica). Cuando vuelve la humedad el crecimiento de la raíz se reactiva, lo que permite a los pastos beneficiarse de un rápido rebrote. /// Las raíces son una parte misteriosa de la planta porque crece oculta en el suelo. Un estudio usó genes de las proteínas luciferasa que emitían en longitud de onda diferentes. Se rastreó la arquitectura del sistema radicular y la expresión génica. Las raíces buscan el camino y deben elegir la dirección y cuándo ramificar. Esto está influenciado por la humedad y los nutrientes. Una sequía simulada llevó a producir raíces profundas en la columna del suelo. El crecimiento del extremo. El crecimiento lateral se induce en partes del suelo ricas en nitratos que sirve de señalización para regular el crecimiento y metabolismo. El crecimiento se regula por la interacción entre dos fitohormonas antagónicas, la auxina y la citoquinina. Son sinérgicas porque evitan el desarrollo descontrolado. La auxina está presente en el extremo de la raíz para mantener ciertas células como células madre de las cuales se genera el crecimiento. En forma similar, todas las partes aéreas de una planta (hojas, brotes, tallos y semillas) surgen de un pequeño tejido en la punta del brote, que contiene células madre.

Las fitohormonas. Las hormonas tienen diferencias en animales y vegetales. En los animales, las hormonas son un mensajero químico intermediario en las comunicaciones entre células. Se sintetizan en una parte del organismo y son transferidas a otra parte del cuerpo mediante el torrente sanguíneo. Las plantas carecen de órganos o tejidos específicos productores de fitohormonas. Se sintetizan en cualquier tipo de célula y ejercen su acción en el entorno o a distancia, transportadas en los conductos vasculares. Un rasgo distintivo es que pueden trabajar en concentraciones muy bajas. Las plantas tienen cuatro procesos que involucran a las hormonas: la producción (biosíntesis), el transporte (por los tejidos vasculares), la eliminación mediante degradación (catabolismo) y la modificación del estado para activarlas o desactivarlas (conjugación). Una fitohormona se une a un receptor celular, estimula una respuesta celular y se activan los genes específicos. Una misma fitohormona genera efectos diferentes (hasta contrarios) dependiendo del tejido en donde efectúa su acción.

La fitohormona auxina. Las fitohormonas más relevantes son: la auxina, la giberelina,