Las manipulaciones microbianas selectivas favorecen la producción y la protección de los cultivos
Los microbios son componentes importantes de la biodiversidad funcional que subyace al flujo de recursos vegetales en los ecosistemas. Comprender esta biodiversidad funcional puede señalar el camino hacia unos métodos que mejoren de forma natural la sostenibilidad y productividad de los sistemas agroalimentarios europeos. El equipo del proyecto EcoStack(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se propuso «apilar» los servicios ecosistémicos de forma sinérgica para lograr la máxima eficacia. La optimización de la gestión de la biodiversidad funcional y el uso de herramientas y estrategias bioinspiradas para la gestión de plagas pueden mejorar la rentabilidad agrícola y la protección del medio ambiente. Los estudios empíricos sobre el terreno se complementaron con métodos de modelización y simulación. Con este último se abordaron eficazmente los altos niveles de variabilidad en el espacio y el tiempo que se observan a menudo. También se validaron las combinaciones de servicios ecosistémicos apilados y específicos para cada contexto en cuanto a su sostenibilidad ecológica, económica y social.
Hongos y bacterias en redes tróficas complejas
La microbiota de las plantas y del suelo (los microorganismos) proporciona servicios ecosistémicos importantes a los agricultores, en particular en lo que respecta al control biológico natural de las plagas de las plantas y los agentes patógenos, así como al mantenimiento de la fertilidad del suelo. «Esta compleja red trófica de holobiontes interactuantes (el hospedador y su microbiota asociada) subyace a la estabilidad y resiliencia de los agroecosistemas. Comprender estas interacciones permite definir estrategias de manipulación microbiana selectiva para mejorar el crecimiento de las plantas y las barreras de defensa endógenas», explica el coordinador del proyecto, Francesco Pennacchio, de la Universidad de Nápoles Federico II(se abrirá en una nueva ventana). En EcoStack se caracterizaron las distintas cepas de dos especies de hongos, «Beauveria» y «Trichoderma», ambos de origen natural y utilizados como agentes de biocontrol. El equipo estudió su capacidad para inducir el crecimiento de las plantas y respuestas de defensa contra los patógenos e insectos en distintas condiciones ambientales. El equipo del proyecto también identificó rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, aisladas de las variedades comerciales y patrimoniales de tomate y pertenecientes principalmente a los géneros «Bacillus» y «Paenibacillus».
Los microbios en los flujos de energía trófica multinivel
En EcoStack se descubrió una intrincada red de interacciones tróficas que abarcaba las comunidades subterráneas y aéreas. «Los microbios beneficiosos del suelo estudiados inducen cambios metabólicos en las plantas que colonizan, lo que a su vez puede influir de distintas maneras en múltiples niveles tróficos», señala Pennacchio. Una demostración clara del papel central de los microorganismos en el control de la dinámica de los recursos a través de múltiples niveles tróficos puede verse en los hongos beneficiosos del suelo que colonizan las tomateras. Tienen un impacto negativo en las larvas de polilla. En EcoStack se halló el mecanismo: una alteración de la microbiota intestinal de la oruga que se alimenta, lo que también reduce la competencia inmunitaria del insecto plaga. Este último aspecto tiene la ventaja añadida de favorecer el desarrollo de los antagonistas naturales de los insectos.
Herramientas naturales para la producción y protección sostenibles de los cultivos
«Al comprender los mecanismos subyacentes a las interacciones tróficas entre microbios, plantas y niveles tróficos superiores, hemos podido diseñar combinaciones de agentes microbianos de biocontrol que muestran las interacciones sinérgicas y una mayor eficacia de control», señala Pennacchio. Además, en EcoStack se utilizaron compuestos derivados de microbios que influyen en las interacciones entre las plagas y sus antagonistas naturales para suprimir plagas y patógenos, aprovechando las «armas» moleculares de estos organismos en lugar de los propios organismos como agentes de biocontrol. En EcoStack se ha reforzado la base de conocimientos necesaria para desarrollar estrategias, herramientas y tecnologías eficientes y seguras basadas en la naturaleza para una agricultura sostenible, y se ha demostrado su potencial con manipulaciones microbianas selectivas que favorecen la producción y protección de los cultivos. De este modo, en el proyecto se ha capacitado a los agricultores europeos para maximizar los servicios ecosistémicos con el fin de aumentar la productividad de los cultivos y la rentabilidad de la agricultura, al tiempo que se mejora la estabilidad y resiliencia de los ecosistemas. Al ofrecer alternativas válidas al uso de plaguicidas sintéticos, EcoStack contribuye significativamente al debate en curso sobre la Directiva sobre el uso sostenible de los plaguicidas(se abrirá en una nueva ventana), que establece un marco de actuación comunitaria para lograr un uso sostenible de los plaguicidas. Se avecina una nueva era de agricultura sostenible que aprovechará los flujos energéticos de las redes tróficas en beneficio de los agricultores, los consumidores y el medio ambiente.
