(Escalante, 2017)
Suelos, diversidad microbiana y función ecosistémica
Los suelos son recursos no renovables y constituyen sistemas complejos por su heterogeneidad (variaciones del suelo por áreas, temporadas y circunstancias). Esta complejidad dificulta la selección de indicadores que sean útiles para medir y monitorear la calidad del suelo y que puedan integrarse a programas de manejo y conservación. Los suelos son la matriz en la que ocurren los procesos biogeoquímicos que permiten el reciclaje y la reincorporación de nutrientes, de un modo que permita el funcionamiento de los ecosistemas naturales y de los sistemas socio ambientales, y que permita, en última instancia, la subsistencia de las poblaciones humanas.
Los microorganismos del suelo desarrollan un papel fundamental en los procesos biogeoquímicos y de esta forma contribuyen a su fertilidad, así como a la productividad y la salud de las plantas. Adicionalmente, estas comunidades son lo suficientemente sensibles a las variaciones ambientales y a los cambios de uso de suelo como para poder fungir como bioindicadores de cambios en su calidad.
Los organismos del suelo están asociados a la diversidad vegetal. La biota del suelo se ve afectada por la cantidad y calidad del material vegetal que se le incorpora durante el proceso de descomposición y por las diferentes condiciones ambientales (incluso a escala microscópica), que generan las comunidades vegetales. Se ha documentado que esta relación es bidireccional: los microorganismos del suelo afectan la calidad del tejido de las plantas, y las plantas a su vez afectan a las comunidades de microorganismos del suelo. Por lo que un mejor entendimiento de estas relaciones promete la posibilidad de identificar aspectos del suelo (físicos y biológicos) que puedan incorporarse como indicadores del estado general del sistema (Suelo-Planta-Microorganismos), en relación con las propiedades ideales del mismo (por ejemplo, resiliencia ante perturbaciones o resistencia a las plagas)
Diversidad Microbiana de Suelos y Funcionamiento de los Ecosistemas
Conocer el componente microbiológico de los suelos de los sistemas productivos es esencial para la predicción y toma de decisiones sobre clima futuro, fertilidad del suelo, remediación de desastres causados por daños industriales, almacenaje de Carbono, reciclaje de nutrientes y bienestar humano; es decir, para que la sostenibilidad de estos Sistemas Socio-Ecológicos (SSE) sea posible. Sin embargo, la investigación sobre la relación entre la diversidad microbiana y su contribución al funcionamiento de los ecosistemas aún es escasa.
En el informe de 2010 para la Línea Base Nacional de Degradación de Tierras y Desertificación, la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR), la Universidad Autónoma de Chihuahua (UNICH) y el Sistema Nacional de Lucha Contra la Desertificación (SINADES), reportaron que el 90% de los suelos del país tiene algún tipo de degradación; es de esperarse que, dado el patrón de cambio de uso de suelo, el porcentaje en la actualidad sea mayor. La acelerada degradación de los suelos y la consecuente pérdida de biodiversidad ponen en grave riesgo el mantenimiento y la productividad de los ecosistemas naturales, los agroecosistemas y los sistemas agroforestales, lo que constituye un grave problema nacional.
En México, la CONAFOR ha iniciado el Sistema Nacional de Monitoreo de Degradación de Tierras y Desertificación, y la SEMARNAT ha desarrollado la Estrategia Nacional de Manejo Sustentable de Tierras. No obstante, estos planes de alcance nacional no toman en cuenta el monitoreo, conservación y aprovechamiento de la diversidad microbiana.
Dado el papel clave de los microorganismos en los procesos que ocurren en los suelos, es necesario considerar el componente microbiano en la elaboración de indicadores de degradación y en cualquier plan de mitigación y restauración sostenible de suelos.
Estudiar la Diversidad Microbiana y las Funciones Ecosistémicas
Si bien aún es escasa, la investigación sobre los mecanismos que relacionan la diversidad de microorganismos con las funciones ecosistémicas que desempeñan, ha cobrado gran ímpetu en la última década. Este tipo de investigaciones son relevantes debido a la necesidad de entender mejor, por ejemplo, las consecuencias del cambio climático, y son necesarias para mejorar las predicciones y decisiones relacionadas con el manejo de ecosistemas. Hoy este tipo de investigación es posible gracias a los avances tecnológicos que permiten el estudio de la diversidad microbiana en ambientes naturales, de manera independiente del cultivo en laboratorio.
Ejemplo de estos avances son, entre otros, las herramientas de tipo genómico. Éstas permiten estudiar a las comunidades microbianas completas, con lo cual ha sido posible indagar lo que sucede cuando se altera la biodiversidad de dichas comunidades, en relación con las funciones que cumplen; a esto se le llama metagenómica. Históricamente, para conocer la diversidad de las comunidades microbianas era necesario trabajarlas de manera controlada en el laboratorio en cajas Petri (en los llamados cultivos selectivos).
No obstante, mediante esta técnica sólo se logra caracterizar alrededor del 1-10 % de los microbios totales de las muestras ambientales, lo cual no es realista si queremos conocer su diversidad en los ecosistemas naturales. Para ello, la alternativa es obtener todo el material genético de las muestras ambientales.
Investigación para Desarrollar Indicadores de Sostenibilidad
La investigación en ciencias de la sostenibilidad tiene como objetivo generar conocimiento útil para la sociedad y para la toma de decisiones que faciliten el tránsito hacia un futuro sostenible. El que éste conocimiento tenga una aplicación útil se denomina vinculación y forma parte de lo que Brandt y colaboradores denominaron investigación transdisciplinaria en su artículo “A Review of Transdisciplinary Research in Sustainability Science”. Este proceso de vinculación se desarrolla en las denominadas entidades de frontera. La función de estas entidades es la coproducción, traducción, comunicación y mediación del conocimiento entre actores académicos y sociales, con la finalidad de que se tomen las mejores decisiones orientadas hacia la sostenibilidad.
Dentro del Instituto de Ecología de la UNAM, el Laboratorio Nacional de Ciencias de la Sostenibilidad (LANCIS) se concibe como una entidad de frontera y por ello se compromete con la vinculación. En este tipo de entidades es muy importante traducir los hallazgos de manera que sean accesibles conceptualmente para cualquier persona, para que así esta información pueda ser considerada en las decisiones pertinentes. De esta forma, el trabajo transdisciplinario en una entidad de frontera debe contar con la participación de académicos de otras áreas de conocimiento más allá de la Ecología, así como de distintos actores sociales, para lograr la traducción, estimación de riesgos, generación de escenarios y desarrollo de plataformas que sostengan la toma de decisiones. En este tipo de labor, es necesaria la generación de modelos que hagan explícita la interacción entre los ecosistemas y la sociedad, y que permitan la visualización simulada computacionalmente de las consecuencias de esta interacción y de las decisiones de los actores involucrados. Por lo que resulta de enorme ayuda contar con indicadores del estado de los ecosistemas (como los suelos) que puedan incorporarse como aproximaciones realistas a estos modelos.
Entonces, ¿cómo hacemos para que la Biodiversidad de Microorganismos del Suelo se considere en la toma de decisiones?
Actualmente, casi todo el mundo está de acuerdo en que las comunidades microbianas tienen una gran influencia en el “buen funcionamiento” de los ecosistemas, incluidos los agroecosistemas o sistemas productivos. Lo que a veces no es tan obvio, es que las decisiones relacionadas con el manejo de los ecosistemas necesitan tomar en consideración a los motores funcionales de estos últimos: los microbios.
En el LANCIS se está desarrollando un proyecto muy ambicioso en el que se caracteriza a nivel socio-ecosistémico distintos cultivos (café, aguacate, maíz, frijol), bajo diferentes condiciones climáticas y manejos agroforestales. Esto significa que se está colectando información sobre la diversidad de microorganismos en el suelo, sobre las características de nutrición y textura del suelo, sobre diversos aspectos del estado nutricional de las plantas, y sobre la diversidad de herbívoros y polinizadores. Al mismo tiempo, se tiene información acerca de las distintas prácticas de aprovechamiento del ecosistema y se estudia las motivaciones que llevan a los productores a tomar las decisiones que determinan el tipo de prácticas que llevan a cabo en sus parcelas.
De este modo se espera encontrar indicadores que reflejen la constitución de la biodiversidad del suelo, y que sean aproximaciones realistas del estado del ecosistema. Finalmente, se espera entender cómo la toma de decisiones y las prácticas de los productores se ven reflejadas en el estado de los ecosistemas, y cómo ellos perciben las consecuencias ecosistémicas de sus intervenciones. Idealmente, dentro de un esquema transdisciplinario, ésta debería ser información producida de manera conjunta, con el potencial para influir en futuras decisiones.
Bibliografía:
Escalante, A. E. (2017). Sistemas productivos: microorganismos, suelos y sostenibilidad. Oikos. Instituto de Ecología UNAM(18), 24-27.
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