El papel crucial de los hongos micorrízicos
Durante siglos, los científicos han cartografiado la superficie terrestre con extraordinario detalle. Sin embargo, lo que existe bajo la superficie del suelo ha sido ignorado en gran medida. Los ecosistemas subterráneos albergan el 59 % de la biodiversidad global de la Tierra, incluidas las redes micorrízicas. Sin embargo, solo en la última década las herramientas necesarias —análisis de ADN ambiental y aprendizaje automático geoespacial— han alcanzado la capacidad suficiente para explorar las redes ocultas a escala global.
Los hongos micorrízicos merecen especial atención porque regulan los ecosistemas, aportando beneficios directos a las personas, entre ellos:
Captura de carbono
Los hongos micorrízicos son un punto de entrada clave para el carbono en los sistemas edáficos, ya que anualmente capturan y acumulan en el suelo aproximadamente 13 000 millones de toneladas de CO₂ provenientes de sus plantas hospederas, lo que representa aproximadamente el 36 % de las emisiones globales de combustibles fósiles. Esto los convierte en socios esenciales en las estrategias de mitigación climática.
Agricultura Regenerativa
Las plantas pueden obtener hasta el 80% de su fósforo de los hongos micorrízicos. Los hongos micorrízicos contribuyen a la formación de suelos productivos al aumentar la retención de agua y nutrientes, prevenir la erosión y reducir la lixiviación de nutrientes del suelo en más del 50%.
Potencial de Restauración
Los planes de restauración que incluyen hongos micorrízicos pueden generar resultados cuantitativamente mejores que aquellos que no los incluyen. Las investigaciones demuestran que la restauración microbiana, combinada con las iniciativas tradicionales, puede aumentar la productividad vegetal en más del 60%.
De los Datos a la Acción
Dado que proporcionamos estimaciones cuantitativas y espacialmente explícitas de la biodiversidad micorrízica, nuestros análisis pueden ayudar a los responsables de la toma de decisiones de varias maneras clave:
Para Gestores de Tierras
Proteger ecosistemas subterráneos de alto valor que históricamente han sido ignorados, incluyendo el diseño de corredores fúngicos subterráneos para aumentar la resiliencia de los ecosistemas.
Para Profesionales de la Restauración
Aprovechar los hongos para restaurar los flujos de carbono y nutrientes en ecosistemas subterráneos degradados, incluyendo el desarrollo de líneas de base y la priorización de áreas para la recuperación.
Para Responsables de Políticas
Incorporar los hongos en los marcos globales de conservación (p. ej., el Marco Global de Biodiversidad 30x30 del CDB) e iniciativas relacionadas con el clima, incluyendo legislación ambiental, cumplimiento gubernamental y evaluaciones de impacto.
Para el Público
Explorar mapas interactivos de ecosistemas locales y aprovechar esta información para promover la protección de la biodiversidad subterránea.
Nuestros Métodos y Enfoque
Nuestro trabajo cartográfico se basa en un extenso conjunto de datos globales de ADN ambiental fúngico (eDNA). Nos centramos en dos tipos principales de hongos micorrízicos:
HONGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (MA)
Forman asociaciones con aproximadamente el 80 % de las especies vegetales, predominando en bosques tropicales, pastizales y tierras de cultivo.
HONGOS ECTOMICORRÍZICOS (EcM)
Forman asociaciones con solo el 2 % de las especies vegetales, sin embargo sus plantas hospederas comprenden más del 25 % de la vegetación global y dominan los bosques de latitudes altas.
Mediante aprendizaje automático avanzado, analizamos las relaciones entre la biodiversidad fúngica y 22 variables ambientales clave, como el clima, las propiedades del suelo, la topografía y el uso del suelo. Este enfoque nos permitió crear mapas globales de alta resolución (1 km²) de la diversidad de hongos micorrízicos.
Cartografía del flujo
Además, creamos mapas detallados de incertidumbre. Las áreas con mayor incertidumbre suelen reflejar regiones sub-representadas en los datos globales de biodiversidad del suelo, como lugares en el norte de la India, la meseta tibetana y la selva amazónica para hongos MA. Estos mapas de incertidumbre ayudan a priorizar futuras ubicaciones de muestreo y orientan a los usuarios sobre cuándo ser cautelosos al usar nuestras predicciones.
Lo que descubrimos
La diversidad de plantas no es un indicador directo de la diversidad micorrízica
Las áreas con alta diversidad de plantas no necesariamente contienen las comunidades micorrízicas más con mayor riqueza. Nuestros modelos revelaron que la diversidad de plantas no fue un factor importante en las predicciones de riqueza de hongos micorrizicos. Esta desconexión se ilustra de forma impactante en la selva amazónica: a pesar de su extraordinaria diversidad de plantas, se prevé que los ecosistemas de sabana circundantes en el Cerrado brasileño contengan algunas de las comunidades de hongos MA más diversas de la Tierra. De igual manera, los ecosistemas subterráneos de los bosques boreales de Siberia y Canadá albergan comunidades ectomicorrízicas extremadamente ricas. A pesar de su baja diversidad de especies de plantas, estos ecosistemas subterráneos pueden albergar hasta 100 especies de hongos ectomicorrízicos en un área menor a la mitad de una cancha de tenis. Este hallazgo sugiere que las estrategias de conservación basadas únicamente en la biodiversidad superficial podrían pasar por alto ecosistemas subterráneos cruciales.
Los hotspots de biodiversidad de hongos micorrízicos arbusculares abarcan diversos ecosistemas
Los hongos MA, que se asocian con pastos y la mayoría de las plantas tropicales, muestran una mayor diversidad en regiones tropicales como los bosques del sudeste asiático, los bosques guineanos de África occidental y el Cerrado brasileño. Estas áreas pueden contener más de 60 especies de hongos MA por muestra de suelo. Estos hongos forman asociaciones con la mayoría de los cultivos, lo que hace que su conservación sea directamente relevante para la seguridad alimentaria mundial.
Los hotspots de endemismo para hongos micorrízicos requieren atención especial
Las áreas con hongos raros o endémicos (aquellos que se encuentran solo en regiones específicas) no siempre se superponen con los hotspots generales de biodiversidad micorrízica. Encontramos hotspots de rareza de hongos MA en bosques tropicales y subtropicales en la cuenca oriental del Amazonas. Para los hongos EcM, identificamos hotspots de endemismo importantes en ecosistemas de tundra en latitudes altas, bosques tropicales húmedos en la meseta de Yunnan-Guizhou en China, el sudeste asiático continental, selvas tropicales de montaña en Indonesia y bosques de tierras altas del escudo Guyanés en Venezuela.
Los factores climáticos influyen de maneras opuesta diferentes tipos de hongos
La temperatura media anual y la evapotranspiración potencial resultaron ser predictores particularmente significativos en nuestros modelos. Valores más altos predijeron una mayor riqueza de hongos micorrízicos arbusculares, pero una menor riqueza de hongos ectomicorrízicos. Estos datos nos ayudarán a predecir la salud y el funcionamiento de diferentes tipos de hongos micorrízicos a medida que estos respondan al cambio climático.
La mayoría de los hotspots de biodiversidad micorrízica no están protegidos
A nivel mundial, solo el 9,5 % de los hotspots de riqueza micorrízica se encuentran en hábitats protegidos, incluyendo tan solo el 5,1 % (~280 000 km²) de los hotspots de AM y el 13,9 % (~756 000 km²) de los hotspots de EcM. Ahora es necesario actuar para incorporar nuestros hallazgos en las leyes y políticas nacionales, regionales e internacionales sobre biodiversidad. Por ejemplo, la costa de Ghana es un hotspot mundial de biodiversidad de hongos micorrízicos arbusculares. Sin embargo, el litoral del país se erosiona a un ritmo aproximado de dos metros por año. Los científicos temen que esta biodiversidad crítica pronto quede sumergida a menos que las costas se gestionen de forma diferente.
puntos de acceso desprotegidos
porcentaje de puntos críticos mundiales protegidos
Los vertebrados incluyen anfibios, aves, mamíferos y reptiles. Fuente de datos sobre biodiversidad de vertebrados: Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN. Fuente de datos sobre biodiversidad arbórea: Jingjing Liang et al., «La colimitación hacia las latitudes más bajas da forma a los gradientes de diversidad forestal mundial» (Ecología de la naturaleza y evolución 6, 2022).
¿Qué sigue?
Nuestro objetivo es garantizar que la biodiversidad subterránea se vuelva tan fundamental para la toma de decisiones ambientales como las imágenes satelitales. Para lograr nuestros objetivos, hemos planeado varios puntos críticos en nuestro plan de acción:
Fase 1: Zonas de Descubrimiento
Nos centraremos en los ecosistemas más extremos y menos estudiados de la Tierra, incluyendo desiertos afectados por sequías, zonas costeras afectadas por la salinidad, zonas industriales afectadas por la contaminación y zonas de recuperación post-incendios donde los hongos podrían haber desarrollado mecanismos de resistencia únicos que podrían impulsar las estrategias de restauración y adaptación climática.
Fase 2: Pronóstico de Impacto
A medida que aumente la resolución de nuestros mapas, nos enfocaremos en explorar cómo las comunidades micorrízicas responden a los extremos climáticos cambiantes. Continuaremos modelando cómo el cambio climático, la contaminación, la deforestación, la agricultura intensiva y otras actividades humanas están transformando la biodiversidad subterránea en el tiempo.
Fase 3: Funciones Ecosistémicas
En la fase más ambiciosa de nuestro plan de acción, iremos más allá de elaborar mapas de la biodiversidad para comprender mas precisamente las funciones de las especies de hongos micorrízicos. Nuestros mapas de funciones ecosistémicas mostrarán cómo las comunidades micorrízicas contribuyen al secuestro de carbono, mejoran la resiliencia a la sequía, apoyan la productividad vegetal y brindan otros servicios ecosistémicos críticos.
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