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Rehabilitación de suelos contaminados .

Estabilización de agregados por micorrizas arbusculares en suelos con problemas de erosión .

Reintroducción simbiótica de especies vulnerables (orquídeas terrestres) con fines de restauración edafoecológica .

Relaciones simbióticas con plantas micoheterótrofas .

Otros proyectos en colaboración .

 

1. Rehabilitación de suelos contaminados.

 

 

 

a. Suelos contaminados con aguas residuales.


El riego con aguas residuales de la Ciudad de México en el valle del Mezquital, Hidalgo, desde finales del siglo antepasado, ha incorporado matorrales áridos a terrenos agrícolas productivos.

El aporte de nutrimentos y contaminantes del agua residual a lo largo de este tiempo ha incrementado las concentraciones de metales pesados y fósforo principalmente de los detergentes. Esto repercute directamente en las comunidades microbianas como los hongos micorrízicos que han sobrevivido a elevadas concentraciones de fósforo disponible y pueden participar en procesos de bioprotección al secuestrar metales en su biomasa fúngica. Sin embargo, también pueden acelerar la absorción de algunos de ellos.

Los sitios contaminados que han sido abandonados necesitan rehabilitarse y en algunos casos, restaurarse a la comunidad biótica más similar a la que pertenecieron originalmente. Por ejemplo, el cultivo y masificación de hongos de matorrales conservados, sirve como banco de germoplasma para futuras prácticas de restauración ecológica.

El estudio de contaminación de estos suelos es una de las principales líneas de investigación del Laboratorio de Edafología Ambiental (LEA) del Departamento de Edafología del Instituto. La restauración de estos matorrales ricos en biodiversidad forma parte de los proyecto del laboratorio de Zonas áridas de la FES Zaragoza de la UNAM.

 

b. Habillitación de jales mineros.

Los hongos micorrízicos pueden brindar protección a las plantas contra compuestos potencialmente tóxicos que se encuentran en elevadas concentraciones en residuos mineros conocidos como jales. Por ejemplo, el arsénico es uno de los elementos más contaminantes producto de la explotación minera en Zimapán, Hidalgo, México.

Los estudios diagnósticos sirven para documentar cuáles especies o consorcios pueden ser ocupados en la recolonización o manejo de áreas contaminadas porque han sobrevivido a estas condiciones extremas.

Se realiza la documentación sobre los endófitos asociados naturalmente a las plantas utilizadas en la vegetación de estos sitios y se estudian los mecanismos moleculares por los cuales los HMA pueden absorber el arsénico.

Este es un proyecto de grupo multidisciplinario con el Colegio de Posgraduados, el CINVESTAV Zacatenco y el CIIDIR, Sinaloa.

c. Habilitación de superficies con elevados contenidos de sales.

Los hongos micorrízicos contribuyen de manera importante a mejorar el estrés hídrico que sufren las plantas en condiciones naturales.

La hipersalinidad que prevalece en lugares como los sedimentos lacustres del exLago de Texcoco, ha permitido que sólo se establezcan algunas plantas adaptadas a estas condiciones y con ellas las comunidades de hongos micorrízicos.

Se documenta el estatus micorrízico de diversas especies de este lugar. Este proyecto forma parte de una de las líneas de investigación del Laboratorio de Edafología Ambiental del Departamento de Edafología.

2. Estabilización de agregados por micorrizas arbusculares.

 

En 1996 se descubrió que los hongos micorrízicos arbusculares secretan un complejo protéico responsable en gran parte de la estabilización de los agregados en suelo.

Conservar la estabilidad de agregados en un suelo tiene importantes consecuencias en la recuperación de la estructura de diversos suelos degradados, en la conservación de carbono en los edafoecosistemas y en el diseño de prácticas agrícolas sostenibles.

Se tienen varios estudios al respecto, uno de ellos sobre la influencia del micelio externo de HMA en varios procesos de agregación in situ y experimental en suelos de selva deforestados y convertidos a pastizales en Chamela, Jalisco.

El segundo en colaboración con el CIMMYT sobre la estabilidad de agregados en suelos agrícolas de Morelos y Veracruz con distintas prácticas de manejo.
   

3. Reintroducción simbiótica de especies vulnerables (orquídeas terrestres) con fines de restauración edafoecológica.

 

Población natural de Bletia urbana, una orquídea endémica y en grave peligro de extinción de la Reserva Ecológica El Pedregal de San Angel en la UNAM

Abajo, aspecto de las poblaciones reintroducidas simbióticamente desde el año 2000.

 Los hongos micorrízicos orquideoides tienen habilidades saprobias importantes en los procesos de degradación de materia orgánica del suelo. En suelos incipientes de los pedregales, consolidan el horizonte orgánico. En pocos centímetros de sustrato de origen eólico y orgánico, los basidiomicetos mantienen una comunidad vegetal cuya nutrición se basa en su actividad degradadora y estabilizadora del suelo. Biológicamente, las comunidades que se desarrollan en los malpaíses o lavas volcánicas tienen un alto nivel de endemismo.
La Reserva Ecológica del Pedregal de San Angel en México D. F. es un ejemplo de esto. Sin embargo ocurren en ella varios procesos degradativos de origen natural y antrópico. Un acelerado deterioro de este hábitat provoca que muchas especies se encuentran amenazadas, destacando el grupo de las orquídeas.
La reintroducción de especies micropropagadas simbióticamente ha demostrado ser altamente exitosa, conservando no sólo a las plantas, sino también a los microorganismos del suelo y sus funciones. Este proyecto se tiene en colaboración con el Instituto de Biología de la UNAM. Se cuenta con un banco de germoplasma de hongos micorrízicos de esta zona y del corredor biológico Chichinautzin.

 

  

 

4. Relaciones simbióticas con plantas micoheterótrofas.

 

 Las anteriormente llamadas plantas saprobias son organismos cuya entera nutrición depende de la asociación con hongos micorrízicos, por lo que actualmente se les llama plantas micoheterótrofas.
Algunas de estas plantas son altamente específicas con sus endófitos y en las asociaciones tripartitas que desarrollan a su vez con otras plantas. Otras han llevado su heterotrofia hasta convertisre en epiparásitas de otras especies, tomando el carbono de plantas fotosintéticas a través de los hongos micorrízicos.
Tal es el caso de algunas plantas que crecen en el sotobosque de la selva Lacandona como Lacandonia schismatica, Triuris brevistilis, Voyra spp. etc. en las que se estudian las asociaciones micorrízicas que mantienen su sobrevivencia. Este proyecto está en colaboración con los Institutos de Biología y Ecología de la UNAM.
   

 

5. Calidad del sitio en suelos de origen volcánico.

 

 Una de las zonas forestales más importantes en México, es la conformada por el complejo volcánico de la Sierra del Chichinautzin en donde se pueden encontrar suelos de distintas edades que han evolucionado de acuerdo a las actividades volcánicas diversas, conformando una cronosecuencia pedogenética.
El desarrollo de los bosques en estas altitudes depende, entre otros factores, de la calidad del sitio desde el punto de vista edáfico, permitiendo que se establezcan árboles de diversas alturas y diámetros conforme a la disponibilidad de agua y nutrimentos adquiridos por los suelos.
Los hongos ectomicorrízicos son importantes en el desarrollo de las especies forestales y se distribuyen en comunidades distintas en suelos profundos y horizontes orgánicos consolidados, en contraste con sitios de incipiente formación donde las especies mineralófilas se establecen más fácilmente.
Conocer el papel de las comunidades ectomicorrízicas en suelos de aptitud forestal puede tener aplicaciones en el manejo de estos ecosistemas altamente perturbados por los incendios y la tala inmoderada. Poco se sabe de especies potenciales para generar inoculantes nativos que contribuyan a la reforestación y conservación de la biodiversidad fúngica en México. Este proyecto es una parte de las líneas de investigación del Laboratorio de Edafología Ambiental del Departamento de Edafología del Instituto.

Otros proyectos en colaboración.

 

Las bacterias Pseudomona aureofaciens (ATCC 13985) (izq.), Corynebacterium nephridii (ATCC 11425) (media) y Stenotrophomonas nitritireducens (ATCC BAA-12) (der.) se cultivan en el laboratorio.

Detección isotópica de nitratos vía desnitrificación bacteriana.

La fijación del N de origen antropogénico (NH3 y NO3-) en la biosfera, hidrosfera y atmosfera interfiere en la productividad y biodiversidad de los ecosistemas y se calcula que es igual a la fijación de N natural y podrá duplicarse para el año 2050. Los nitratos son contaminantes comunes de los mantos freáticos y superficies de agua y cuya fuente principal incluye los cultivos de especies fijadoras, fertilizantes sintéticos y de compostas y la combustión fósil o de biomasa. La identificación del origen del N puede ayudar a entender su ciclo y las tasas de transformación del mismo. El radio entre los isótopos 15N/14N y 18O/16O provee información de las transformaciones naturales del NO3- y su origen. El método biológico consiste en el análisis isotópico del óxido nitroso (N2O) que se produce cuantitativamente de la desnitrificación del nitrato por ciertas bacterias que naturalmente ocurren en el ambiente. La ventaja de este método es que se puede reducir en 100 veces la concentración de la muestra requerida, la reducción del tiempo para el análisis y la reproducibilidad en muestras con contenidos menores de 1µM de NO3- .
El método biológico se está calibrando para determinar el origen y las cantidades de NO3- en diversas muestras de agua de pozos y mantos freáticos de México con problemas de contaminación. Este proyecto forma parte de las líneas de investigación del LUGIS del Departamento de Geoquímica del Instituto.