Editorial NexoScience
¿Qué pasaría si llenaras de fertilizante un bosque entero durante veinte años seguidos y una parte de él, literalmente, no se enterara? Eso es lo que ha ocurrido en el bosque boreal de Åheden, en el norte de Suecia, según un estudio publicado en la revista Tree Physiology. Dentro de las acículas de sus pinos silvestres viven bacterias capaces de capturar nitrógeno directamente del aire, y ni siquiera dos décadas de abono industrial consiguieron que dejaran de hacerlo.
Este bosque lleva fertilizándose a propósito desde 2004. Åheden es un bosque boreal de regeneración natural dominado por pino silvestre (Pinus sylvestris) de unos 150 años, y desde entonces varias de sus parcelas reciben cada año una dosis fija de nitrato amónico. Los investigadores compararon los dos extremos, las parcelas de control sin tratar y las que reciben la dosis más alta, tomando acículas sanas de un año de doce árboles de cada grupo. Las esterilizaron por fuera para asegurarse de que solo contaban las bacterias que viven en su interior, y buscaron la nitrogenasa, la enzima que hace el trabajo real de convertir el nitrógeno del aire en algo que un organismo pueda aprovechar. La encontraron en todos y cada uno de los árboles.
El fertilizante debería haber apagado esta actividad. Fijar nitrógeno del aire consume mucha energía, así que cualquier organismo capaz de hacerlo suele dejar de molestarse en cuanto ese nitrógeno le llega gratis desde fuera. Es un patrón muy documentado, y se cumple en este mismo bosque: los musgos de Åheden, con sus cianobacterias asociadas, reducen su fijación de nitrógeno unas ocho veces cuando reciben fertilizante. Los nódulos de las raíces de árboles leguminosos tropicales prácticamente se apagan cuando sube el nitrógeno del suelo. Los autores del estudio esperaban que las bacterias de las acículas siguieran la misma norma. No lo hicieron.
Las bacterias del interior de las acículas ignoraron el fertilizante por completo. Con un ensayo de reducción de acetileno, que mide la actividad de la nitrogenasa observando cómo la enzima transforma acetileno en etileno, el equipo midió 0,09 nanomoles de etileno por hora y gramo de acícula seca en las parcelas de control frente a 0,12 en las fertilizadas. Si acaso, las fertilizadas salieron ligeramente más altas, y la diferencia no fue estadísticamente distinguible del ruido. La cantidad de proteína de la nitrogenasa tampoco varió entre los dos grupos. Décadas de nitrógeno añadido al suelo del bosque no movieron ni un poco a estas bacterias.
El fertilizante sí llegó a los árboles, y por eso el resultado nulo llama la atención. La química de las acículas cambió de forma medible: el nitrógeno en las acículas fertilizadas subió a 1,37 gramos por gramo de materia seca frente a 0,93 en las de control, la señal clara de que el tratamiento funcionó exactamente como debía sobre la planta. Las acículas eran ambientes químicamente distintos. Las bacterias de dentro se comportaron igual en los dos casos. Ni siquiera la proporción de carbono y nitrógeno, la variable que en otros sistemas más se relaciona con la fijación, mostró ninguna conexión con cuánto trabajaban estas bacterias.
Los investigadores tienen una posible explicación, y es evolutiva, no química. Algunos modelos sugieren que, en bosques tan pobres en nitrógeno como los boreales, puede salirle más barato a una bacteria fijar nitrógeno todo el tiempo que mantener la maquinaria necesaria para encenderlo y apagarlo según las condiciones. Si es así, estas bacterias no ignoran el fertilizante por elección, sino porque no tienen forma de reaccionar a él. Están ancladas a ese comportamiento, a diferencia de sus vecinas de los musgos, apenas unos metros más abajo.
De esas acículas salieron trece colonias bacterianas, y la mayoría fija nitrógeno de verdad. Cultivadas en medios sin nitrógeno e identificadas por secuenciación del ARN ribosómico 16S, confirmada después con secuenciación del genoma completo, pertenecían a seis géneros: Bacillus, Variovorax, Novosphingobium, Sphingomonas, Microbacterium y Priestia. Los seis se habían relacionado antes con la fijación de nitrógeno o con el crecimiento vegetal en otras plantas. Diez de las trece cepas fijaron nitrógeno de forma activa en cultivo líquido cuando se probaron por separado, y una cepa de Microbacterium fue la más productiva de todas. Las tres que no lo hicieron podrían necesitar otras condiciones, o simplemente fijar por debajo de lo que el ensayo es capaz de detectar.
Nada de esto suma mucho nitrógeno en un solo verano. Los propios autores del estudio son claros al respecto. Extrapolado a todo el rodal forestal, el ritmo de fijación queda mil veces por debajo de lo que un pino silvestre consume realmente en un año para crecer. Como fuente de nutrientes para un árbol la próxima temporada, es casi irrelevante. Lo que proponen los investigadores es que la escala temporal correcta es otra. Este paisaje ha mantenido bosque boreal continuo desde que se retiraron los últimos hielos de la región, miles y miles de temporadas de crecimiento seguidas, y un goteo tan pequeño mantenido durante tanto tiempo deja de ser trivial. Se convierte en una aportación lenta al nitrógeno que se va acumulando en el propio suelo.
Los límites del propio estudio merecen mirarse antes de sacar conclusiones. Los autores reconocen que solo compararon dos de las cinco dosis de nitrógeno disponibles en el terreno, la más baja y la más alta, así que nadie sabe cómo responden las bacterias a nada intermedio. Su estimación para todo el bosque descansa en supuestos simplificadores que ellos mismos señalan, como una tasa de fijación constante en todo el dosel y durante toda la temporada de crecimiento, algo que encaja mal con la variabilidad real de un día para otro que ellos mismos midieron en el ensayo. Y el ensayo de reducción de acetileno es un indicador indirecto: registra una reacción secundaria de la nitrogenasa, no la fijación de nitrógeno en sí misma. Es el método estándar del campo, pero sigue siendo un paso más alejado del proceso que de verdad importa.
La pregunta que queda abierta es si esas dosis intermedias esconden un umbral que nadie ha encontrado todavía, y si las acículas de la otra gran conífera de estos bosques, la pícea de Noruega, aguantan el fertilizante de la misma manera. Debajo de las dos preguntas hay otra más incómoda: qué más, dentro del dosel boreal, ha dejado de hacer caso, en silencio, al nitrógeno que llevamos un siglo añadiendo.
Fuente: «Presence and activity of nitrogen-fixing bacteria in Scots pine needles in a boreal forest: a nitrogen-addition experiment», publicado en Tree Physiology el 18 de abril de 2023. DOI: 10.1093/treephys/tpad048
