Las abundantes cosechas de maíz y otras cosechas importantes dependen de un fenómeno misterioso conocido como vigor híbrido. Cuando se cruzan variedades de alta reproducción, sus crías son más altas, más fuertes y producen más granos. Ahora, los investigadores informan que esta fuerza está influenciada de alguna manera por los microbios en el suelo, posiblemente a través del sistema inmunológico de la planta.

«Este es un descubrimiento realmente interesante», dice Giles Oldroyd, un genetista de plantas de la Universidad de Cambridge, que no participó en la investigación. «Me sorprende que haya tardado tanto en estudiarlo».

Charles Darwin fue uno de los primeros investigadores en describir la actividad híbrida. A principios del siglo XX, los biólogos comenzaron a aplicar este efecto a la agricultura mediante la creación de cepas parentales endogámicas que producían semillas híbridas. En la década de 1940, casi todos los agricultores de los Estados Unidos cultivaban maíz híbrido y el rendimiento se había duplicado.

Los genetistas han propuesto varias teorías sobre la causa de la actividad híbrida, pero no ha surgido una explicación definitiva.

Maggie Wagner, genetista de plantas de la Universidad de Kansas en Lawrence, y sus colegas se preguntaron si había microbios involucrados. Los microorganismos pueden tener un efecto significativo en las plantas. Por ejemplo, las hojas y las raíces a menudo son colonizadas por comunidades de bacterias y hongos beneficiosos que ayudan a proteger a la planta de los microbios que causan enfermedades. Algunos cultivos, como la soja y otras legumbres, albergan microbios que los alimentan con nitrógeno, un nutriente esencial para la planta, que los agricultores deben proporcionar con fertilizante.

El año pasado, Wagner y sus colegas encontraron evidencia intrigante en un estudio de campo. ellos descubrieron que Las hojas y raíces del maíz híbrido tienen diferentes comunidades microbianas. De aquellos que viven de variedades fúngicas de maíz.

Cuando llegó el invierno y los campos se volvieron frondosos, Wagner intentó replicar los resultados con un experimento de laboratorio. Los investigadores plantaron las semillas en bolsas de material similar al suelo que habían sido esterilizadas para matar todos los microbios. Luego agregaron una comunidad simple de bacterias del suelo, siete cepas conocidas por colonizar las raíces del maíz, a algunas de las bolsas y dejar otras estériles. Cuando hubo microbios, los híbridos crecieron mejor que las especies de hongos, como se esperaba, con un aumento del 20% en el peso de las raíces. Pero para su sorpresa, Las plantas de maíz híbridas y de interior se cultivaron casi de la misma manera en suelo estéril., informado este mes en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. El peso de sus raíces y brotes apenas es diferente.

El descubrimiento se detuvo cuando los científicos repitieron el experimento al agregar una gama completa de microbios extraídos del suelo a algunas bolsas esterilizadas. «Los resultados parecen convincentes», dice Oldroyd.

¿Quitar? «Algo acerca de ser un híbrido hace que una planta reaccione de manera diferente a los microbios», dice Wagner. Basado en algunos de los hallazgos, el equipo cree que los microbios obstaculizaron el crecimiento de las cepas de hongos, en lugar de dar un impulso especial a estos híbridos.

La razón puede ser que los sistemas inmunológicos de las razas consanguíneas reaccionan de forma exagerada a los microbios benignos, poniendo en peligro su desarrollo. (El experimento no incluyó patógenos). Alternativamente, las plantas híbridas pueden defenderse mejor de los patógenos debilitados en el suelo. «Tenemos mucho trabajo planeado para perseguir esta idea», dice Wagner.

Oldroyd dice que los hallazgos destacan la necesidad de que los fitomejoradores hagan coincidir los genes de los cultivos con las comunidades microbianas con las que viven. Los hallazgos apuntan a la importancia de comprender el papel de los microbios del suelo para hacer que la agricultura sea más productiva y sostenible, agrega Cornet Peters, bióloga de plantas de la Universidad de Utrecht. «Esto es muy prometedor».