Para los musgos, el nitrógeno es esencial para el crecimiento, como cualquier otra planta. En ecosistemas alejados de la contaminación como la tundra subártica, pueden obtener este elemento en asociación con cianobacterias que pueden colonizarlos. Pero no todos los musgos son iguales. La fijación de nitrógeno puede variar significativamente entre los musgos, y no está claro por qué. Así que Xin Liu y Kathrin Rousk examinaron los rasgos del musgo para descubrir por qué algunos musgos son más atractivos para las cianobacterias que otros. Si pudieran asociar la actividad bacteriana con un conjunto de rasgos, podrían hacer predicciones sobre la fijación de nitrógeno en todo tipo de musgos.

Si bien definitivamente son plantas, los musgos cambian muchas ideas que le enseñaron sobre las plantas cuando era niño. Una característica importante es que no son vasculares. Por lo general, pensaría en una planta que tiene raíces, un tallo y algunas hojas. Los tubos de las raíces llevarían agua y nutrientes desde el suelo al resto de la planta. Los musgos carecen de estos tubos y también tienen un plan corporal diferente. No tienen raíces como tales. tienen rizoides, cuyo trabajo es anclar el musgo a una superficie, pero estos rizoides no traen agua ni nutrientes al interior para que los use el resto de la planta. En cambio, los musgos los absorben un poco como una esponja.

Liu y Rousk sabían por investigaciones anteriores que el agua ayudaba a aumentar la fijación de nitrógeno para los musgos, pero no sabían por qué. Una razón podría ser que el agua permite que las cianobacterias entren en los musgos para colonizarlos. Otra posibilidad es que las cianobacterias no tengan problemas para ocupar musgos pero necesiten el agua para su propia actividad. Entonces, los musgos que mejor mueven el agua sobre sus superficies pueden tener la mejor fijación de nitrógeno.

Podría haber otras características que afecten la colonización bacteriana, dicen Liu y Rousk. Por ejemplo, la forma de la hoja alterará la forma en que los musgos pueden proteger a las bacterias. O tal vez son las propiedades químicas de las hojas las que importan. ¿Podría importar el pH del agua en las hojas? ¿O son las defensas de las plantas de los musgos las que también inhiben las cianobacterias, con algunas plantas más amigables con sus huéspedes que otras?

Para determinar si había características importantes para las cianobacterias, Lin y Rousk examinaron cuatro especies diferentes de musgo con diferentes niveles de fijación de nitrógeno. Luego midieron los musgos para ver qué importaba. En su artículo, Liu y Rousk escriben: “Para lograr esto, medimos la tasa de reducción de acetileno como una medida de N₂ actividad de fijación, y evaluó la colonización y abundancia de cianobacterias a nivel de brote y colonia (grupo de brotes) y vinculó esto con las características del equilibrio hídrico (contenido máximo de agua, tasa de absorción de agua y tasa de pérdida de agua de las colonias de musgo), características químicas (pH, fenoles totales ), características estructurales de la colonia (frecuencia de brotes y altura) y características morfológicas (longitud de los brotes, frecuencia de hojas, área foliar, etc.) tanto a nivel de brotes como de hojas de las cuatro especies de musgo recolectadas en la región subártica”.

Los botánicos encontraron que la tasa de hidratación del huésped del musgo, no el contenido de agua per se, colonización controlada de cianobacterias. Cuanto mayor sea la tasa de hidratación, más cianobacterias podría albergar un musgo. Los musgos con hojas más grandes tenían tasas de hidratación más lentas, por lo que tenían una colonización más baja. Los musgos con más hojas tuvieron más colonización. Liu y Rousk argumentan que los musgos intercambian cantidad y tamaño por hojas, por lo que los musgos con más hojas también tienen hojas más pequeñas, lo que afecta la tasa de hidratación.

Los resultados químicos fueron interesantes. Lin y Rousk escriben: “En nuestro experimento, los fenoles afectaron negativamente la actividad de las cianobacterias, pero no la colonización de las cianobacterias. Esto encaja con hallazgos previos que muestran que el contenido de fenoles del musgo no se correlaciona con la colonización de cianobacterias”. También encontraron que el rango de pH de los musgos más colonizados era básicamente el mismo que el de los musgos menos ocupados, lo que indica que la acidez de las hojas no era un problema importante.

Los botánicos también encontraron que las parafilias fueron colonizadas por cianobacterias. Las parafilias son estructuras similares a pelos en tallos de musgo encuentra entre las hojas. Liu y Rousk encontraron que las cianobacterias colonizaban alrededor del 20% al 30% de la parafilia.

Liu y Rousk concluyen: "Dado que los musgos son una fuente clave de N para los ecosistemas donde dominan la cubierta vegetal, descubrir la relación entre las características de los musgos y la colonización de cianobacterias finalmente resultará en una mejor estimación de la cantidad de entrada de N, en función de características del musgo, y puede proporcionar nuevas perspectivas e información para comprender la relación entre los musgos y las cianobacterias”.

LEA EL ARTÍCULO:

Liu, X. y Rousk, K. (2021) "Los rasgos del musgo que rigen la colonización de cianobacterias" Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab127