Los científicos construyen un robot para rastrear las redes comerciales entre plantas y hongos, revelando las cadenas de suministro subterráneas de la naturaleza

Nueva investigación publicada en la revista Naturaleza el 26 de febrero de 2025 utiliza robótica avanzada para rastrear las cadenas de suministro hipereficientes que se forman entre las plantas y los hongos micorrízicos a medida que intercambian carbono y nutrientes a través de las complejas redes vivas que ayudan a regular la atmósfera y los ecosistemas de la Tierra.

Olas viajeras, flujos de tráfico y navegación de pioneros

Es urgente entender el comercio entre plantas y hongos porque estas redes de hongos se dispersan 13 mil millones de toneladas de CO2 por año en el suelo, lo que equivale a aproximadamente un tercio de las emisiones mundiales relacionadas con la energía. Más del 80% de las especies de plantas de la Tierra forman asociaciones con hongos micorrízicos, en los que el fósforo y el nitrógeno recolectados por los hongos se intercambian por carbono vegetal. A pesar de su importancia mundial, los científicos no entendían cómo estos organismos descerebrados construyen cadenas de suministro expansivas y eficientes a través de sus redes subterráneas.

Utilizando un robot de imágenes hecho a medida, el equipo de investigación internacional de 28 científicos descubrió que los hongos construyen una red micelial en forma de encaje que mueve el carbono hacia afuera desde las raíces de las plantas en forma de onda. Para fomentar este crecimiento, los hongos transportan los recursos hacia y desde las raíces de las plantas mediante un sistema de tráfico bidireccional, que controla la velocidad del flujo y la anchura de estas carreteras fúngicas según sea necesario. Para buscar más recursos, los hongos utilizaron ramas especiales en crecimiento como «exploradores» microscópicos para explorar nuevos territorios, lo que parecía preferir las oportunidades comerciales con las futuras plantas asociadas en lugar de crecer a corto plazo en el entorno inmediato. Los investigadores describen cómo estos comportamientos parecen estar coordinados por simples «reglas» locales que evitan que el hongo se acumule en exceso y definen una «estrategia de olas viajeras» única para el crecimiento, la exploración de recursos y el comercio.

«Hemos estado mapeando los procesos descentralizados de toma de decisiones de las redes de hongos micorrízicos, exponiendo un plan hipereficiente para una cadena de suministro subterránea», dijo el biólogo evolutivo y coautor, el Dr. Toby Kiers de la Vrije Universiteit de Ámsterdam. «Los seres humanos confían cada vez más en los algoritmos de inteligencia artificial para construir cadenas de suministro que sean eficientes y resilientes. Sin embargo, los hongos micorrízicos han estado resolviendo estos problemas durante más de 450 millones de años. Este es el tipo de investigación que te mantiene despierto por la noche, porque estos hongos son sistemas circulatorios subterráneos muy importantes para los nutrientes y el carbono».

Robótica avanzada para rastrear la toma de decisiones sobre hongos

Descubrir estos nuevos comportamientos fúngicos solo fue posible gracias a que el equipo construyó un robot de imágenes que funcionaba las 24 horas del día, los 7 días de la semana en Ámsterdam, lo que permitía medir cómo los hongos remodelaban sus rutas comerciales a lo largo del tiempo y el espacio. «Descubrimos que estos hongos adaptan constantemente sus rutas comerciales, añadiendo bucles para acortar las rutas y así poder llevar nutrientes a las raíces de las plantas de forma eficiente», explica el Dr. Tomás Shimizu, coautor y biofísico del instituto de física AMOLF de Ámsterdam.

Al igual que las aplicaciones de navegación que rastrean la congestión, el equipo midió los «flujos de tráfico» en coordenadas específicas del fúngico sistema de carreteras, cuantificando la rapidez con la que fluían los recursos hacia y desde la raíz, rastreando más de 100 000 flujos de partículas. «Al utilizar nuestro robot en lugar de un ser humano, hemos reducido el tiempo de laboratorio de un siglo a unos tres años», añade Shimizu.

«La robótica permite estudiar el comportamiento de los hongos con un detalle sin precedentes y a una escala sin precedentes», dijo el coautor, el Dr. Merlín Sheldrake. «Estas técnicas abren la puerta a futuros trabajos para comprender las formas en que estas redes vivas y sensoriales regulan la función de los ecosistemas y los ciclos de nutrientes de la Tierra».

Los datos son fundamentales para comprender la reducción de carbono

Los datos recopilados son cada vez más importantes a medida que aumenta el CO2 atmosférico. Los científicos quieren entender cómo las redes fúngicas controlan los flujos de carbono subterráneos. Kiers, también director ejecutivo del Sociedad para la Protección de las Redes Subterráneas (SPUN), la organización sin fines de lucro que mapea las redes de micorrizas de la Tierra añade: «Como estas redes de hongos son puntos clave de entrada de carbono a los suelos mundiales, ahora podemos explorar qué es lo que hace que los hongos aumenten los flujos de carbono subterráneos».

Al igual que en las cadenas de suministro humanas, la eficiencia de las cadenas de suministro de hongos micorrízicos depende de la capacidad de una red para producir y entregar productos en el lugar correcto, en el momento adecuado y al menor costo posible. Dra. Howard Stone, coautora y profesora de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en la Universidad de Princeton, añade: «Comprender cómo estas redes fúngicas ajustan los flujos internos y el comercio de recursos para construir cadenas de suministro en respuesta a los estímulos ambientales será una dirección importante para la investigación futura».

Si los diseñadores de cadenas de suministro creadas por el hombre pueden aprender de estos principios desarrollados por las plantas y los hongos durante cientos de millones de años, y cómo es, es una frontera apasionante. El equipo se encuentra ahora en las etapas finales de la construcción de un nuevo robot que multiplicará por diez la recopilación de datos, lo que les permitirá explorar cómo las redes fúngicas responden a los rápidos cambios ambientales, incluidos el aumento de las perturbaciones y el aumento de las temperaturas.

Vea a los autores hablar sobre su trabajo en un vídeo, aquí. Imágenes de hongos y vídeos de flujo para descargar aquí.

Artículo completo disponible: https://www.dropbox.com/scl/fi/m8t6bh7bw1qb0chh25l18/Travelling-Fungal-Wave-Nature-2025.pdf?rlkey=0gbll8fim8x5ui2qdmjgck4sm&st=ra7o8vzg&dl=0

«Una estrategia itinerante para el comercio de plantas y hongos» Naturaleza https://www.nature.com/articles/s41586-025-08614-x

Investigación financiada por el Programa Científico de la Frontera Humana (HFSP), la Organización Holandesa para la Investigación Científica (NWO), la Fundación Grantham, la Fundación Paul Allen y la Fundación de la Familia Schmidt.

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