¿Sin suelo? No hay problema. Algunos arbustos herbáceos que viven en las montañas rocosas de Brasil utilizan raíces equipadas con pelos finos y ácidos para disolver las rocas y extraer un nutriente clave como el fósforo. El descubrimiento, publicado en la edición de mayo de la revista Functional Ecology, ayuda a explicar cómo una variedad de plantas pueden sobrevivir en ambientes empobrecidos.
«Si bien la mayoría de las personas tiende a considerar que los entornos pobres en nutrientes son menos diversos, en realidad son muy diversos porque las plantas utilizan diversos métodos para obtener nutrientes», dice la coautora Patricia de Britto Costa, ecóloga de plantas de la Universidad de Campinas en Brasil.
Ella y otros colegas en Brasil y Australia investigaron cómo las regiones de suelo poco profundo denominadas campos rupestres (o praderas rocosas) pueden sostener más de 5,000 especies de plantas estimadas, 15% de la diversidad de plantas vasculares de Brasil, a pesar de ocupar menos del 1 por ciento de la superficie del país. El suelo que hay en estas regiones es pobre, con niveles casi indetectables de los nutrientes que necesitan las plantas. Sin embargo, algunas plantas logran sobrevivir en parches rocosos sin suelo.
Los investigadores usaron cinceles y martillos para desenterrar las plantas. «Encontramos las raíces creciendo en las rocas», con una profundidad de al menos 10 centímetros, dice la coautora Anna Abrahão, ecóloga de plantas en la Universidad de Hohenheim en Stuttgart, Alemania. «Las raíces son más profundas, y siempre perdemos algunas de ellas».
Los análisis microscópicos y químicos de 30 especímenes de dos especies de plantas herbáceas que viven en rocas de cuarcita, Barbacenia tomentosa y B. macrantha, ambas de la familia Velloziaceae, revelaron segmentos especializados de pelos densos justo detrás de la punta de la raíz. Las raíces secretan ácidos málico y cítrico, probablemente desde los pelos finos, que disuelven la roca y liberan los fosfatos que las raíces absorben para obtener el fósforo nutritivo. Los escáneres microscópicos sugieren que las raíces se abren camino en las rocas, en lugar de crecer a lo largo de las grietas. Los científicos denominaron a estas estructuras «raíces vellozioides», después del nombre de familia de las plantas.
Estas raíces, que se encuentran solo en estas dos especies hasta ahora, son las primeras conocidas que disuelven rocas, afirma el equipo. Pero el trabajo ha inspirado al fisiólogo de plantas Alex Valentine de la Universidad de Stellenbosch en Sudáfrica, quien no participó en el estudio. Ahora planea buscar esas raíces en las plantas de la familia Velloziaceae en las regiones montañosas de Sudáfrica.
Las plantas que viven en otros ambientes pobres en fósforo en todo el mundo han evolucionado ya sea en raíces en racimo o en raíces dauciformes, con densos pelos radicales y secreciones de ácido para recolectar fósforo de suelos y arena pobres, pero no desde rocas. Las raíces vellozioides usan la misma estrategia «de una manera completamente nueva», al «disolver rocas y formando arena nueva», dice Valentine.
Las rocas de cuarcita en las praderas rocosas de Brasil tienen niveles especialmente bajos de fósforo, según el estudio. En promedio, cada gramo de roca contiene solo 0.14 miligramos del nutriente. En comparación, el nivel más bajo encontrado en una encuesta de 2013 de 69 tipos de rocas en todo el mundo fue un promedio de 0.12 miligramos en rocas de peridotita.
Investigaciones adicionales sobre las raíces vellozioides podrían algún día ayudar a desarrollar cultivos más eficientes. «Si podemos transferir estas características a los cultivos», dice Valentine, «significaría que los cultivos pueden crecer en suelos rocosos o arenosos».