Madrid. Aunque estamos acostumbrados a ver a las plantas competir por la luz y crecer hacia arriba para obtener energía solar y bloquear el ascenso de las rivales, bajo tierra tiene lugar una competencia similar, una carrera oculta por los recursos subterráneos que determina la longitud y el volumen de las raíces.

Las raíces son determinantes para supervivencia de las plantas pero también para la producción agrícola, la sujeción de los suelos y la captación de carbono atmosférico -esencial para combatir el cambio climático-, motivos más que suficientes para averiguar cómo es la vida subterránea de estos seres vivos.

Por eso, un equipo internacional de investigadores liderados por la Universidad de Princeton, Estados Unidos, y en el que han participado científicos del Museo Nacional de Ciencias Naturales de España, de la Universidad Carlos III de Madrid y de la Universidad Estatal Paulista, Brasil, ha realizado una serie de experimentos cuyas conclusiones ocuparon la portada de Science.

Los científicos utilizaron una combinación de modelos y un experimentos para averiguar si las plantas desarrollan el crecimiento y el volumen de sus raíces de manera distinta cuando se plantan solas o cuando se plantan junto a otras.

“Este estudio fue muy divertido porque combinó varios tipos de pruebas para reconciliar unos resultados aparentemente contradictorios en la literatura científica: un experimento, un nuevo método para observar los sistemas de raíces y una teoría matemática”, cuenta Stephen Pacala, profesor de Ecología y Biología Evolutiva (EEB) de Princeton y autor principal del trabajo.

Las plantas tienen dos tipos de raíces: las finas, que absorben agua y nutrientes del suelo, y las gruesas, que transportan estas sustancias al interior de la planta.

Cómo y cuánto invierten las plantas en sus raíces determina tanto la cantidad de raíces (el sistema) como la forma en que se distribuyen en el suelo.

De esta manera, una planta puede concentrar todas sus raíces directamente debajo del tronco o puede extenderlas hacia los lados para alimentarse del suelo adyacente y ganar terreno, a la vez que anula la competencia con otras plantas vecinas.

Para el estudio, los investigadores elaboraron un modelo que planteaba dos escenarios sobre el desarrollo de las raíces cuando las plantas comparten suelo.

En el primero, las plantas vecinas “cooperan” y producen menos cantidad de raíces de las que producirían si estuvieran solas, y un segundo escenario en el que la planta percibe la competencia y recorta su sistema de raíces pero apuesta más por las que están directamente debajo del tronco.

Para probar las predicciones del modelo, los investigadores cultivaron plantas de guindillas (Capsicum annuum) en un invernadero, individualmente y por parejas, y tiñeron las raíces para observarlas y distinguirlas mejor al final del experimento.

El equipo descubrió que el resultado depende la cercanía entre las plantas, de modo que, si están muy juntas, es más probable que inviertan mucho en sus sistemas de raíces para tratar de competir entre sí por los recursos subterráneos finitos, y si están más separadas, es probable que inviertan menos en sus sistemas de raíces que lo que haría una planta solitaria.

Con ello, los investigadores demostraron que “las plantas responden a la competencia invirtiendo más en raíces si el competidor está cerca porque priorizan el desarrollo cerca del tallo, pero, por el contrario, responden invirtiendo menos en sus raíces si el competidor está lejos”, explica el investigador del MNCN y coautor del estudio, Fernando Valladares.

El estudio aumenta la comprensión de la competencia subterránea pero da pie a numerosas preguntas que deben “continuar investigando”, advierte Cabal.

Las plantas eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera y un tercio de este carbono vegetativo se almacena en las raíces; comprender cómo cambia este proceso en diferentes escenarios podría ayudar a predecir con mayor precisión la capacidad de absorción de carbono de las plantas y a diseñar estrategias para mitigar la crisis climática.

Además, esta investigación también podría ayudar a optimizar la producción de alimentos, porque para maximizar el rendimiento de los cultivos, concluyen sus autores.