Editorial NexoScience
Una costra gris en la tapia de un cementerio. Un círculo naranja en la corteza de un árbol del parque. Eso es un liquen, y durante siglo y medio los libros lo han contado como la suma de dos seres vivos, un hongo y un alga, porque son los dos únicos socios lo bastante grandes y coloridos para verse al microscopio.
Un análisis genómico de líquenes recogidos por todo el mundo sugiere que la cuenta se quedaba corta. Los investigadores reensamblaron el material genético de unas 480 muestras de liquen, la mayor parte ya depositada en bases de datos públicas por una docena de trabajos anteriores, y extrajeron de ahí cerca de 1.000 genomas casi completos. Casi todo lo que salió era bacteriano o pertenecía al hongo que aporta la mayor parte del cuerpo del liquen. El trabajo se publicó el 7 de noviembre de 2024 en la revista PLoS Biology.
Cuatro familias de bacterias aparecen allí donde hay un liquen. De las 75 familias bacterianas recuperadas en total, solo cuatro (Acetobacteraceae, Beijerinckiaceae, Sphingomonadaceae y Acidobacteriaceae) sumaron tantas apariciones como las otras 71 juntas. Rastreadas por su código de barras genético, las dos más frecuentes salieron en prácticamente todos los líquenes del conjunto, en todos los continentes muestreados, y daba igual qué hongo y qué alga formaran el liquen. Hagan lo que hagan ahí dentro, no están por casualidad.
A cada socio le falta una vitamina distinta. Casi ninguno de los hongos liquénicos conservaba los genes para fabricar biotina, la vitamina B7, desde cero, lo que los convierte en auxótrofos, organismos obligados a tomar un nutriente de fuera porque han perdido la capacidad de producirlo. Las bacterias tenían el agujero contrario: ninguno de los genomas bacterianos anotados guardaba la ruta completa de la tiamina, la vitamina B1, solo un atajo de reciclaje en algunos. En cambio, el 43% de esas mismas bacterias sí sabía fabricar biotina, frente a casi ningún hongo, y las pocas algas con anotación suficiente traían rutas parciales o completas para las dos.
Las carencias y los excedentes encajan. En el puñado de muestras lo bastante completas para leer a los tres socios a la vez, cada hongo incapaz de fabricar biotina tenía al lado un alga o una bacteria que sí podía, y lo mismo ocurría con la tiamina. Se parece menos a una pareja con un inquilino que a una comida en la que cada invitado se olvida de un plato distinto y siempre hay otro que llega con él. La sospecha no es nueva. Unos cultivos de los años cincuenta con un solo liquen, Peltigera aphthosa, ya mostraron que su alga Coccomyxa soltaba biotina en cantidad. Lo nuevo es ver el patrón repetirse en cientos de líquenes a la vez.
La idea más antigua sobre estas bacterias no ha resistido la comprobación. Desde los años treinta, la explicación preferida para la presencia de bacterias en los líquenes ha sido la fijación de nitrógeno, ese truco de capturar el nitrógeno del aire y convertirlo en una forma aprovechable por los seres vivos. Varios trabajos a lo largo de las décadas dijeron haber detectado nifH, el gen clave de esa tarea, en bacterias de liquen. En esta colección mucho mayor y resuelta genoma a genoma, nifH apareció en exactamente un genoma fuera de las cianobacterias que ya se sabía que lo hacían. Los investigadores comprobaron que el método no era el culpable, porque encontró el gen sin dificultad en genomas de referencia de esos mismos grupos bacterianos procedentes de otros ambientes, así que el silencio es un resultado y no un fallo de detección.
Algunos inquilinos practican una fotosíntesis que no necesita ni oxígeno ni clorofila. Los genes de la fotosíntesis anoxigénica, que usa bacterioclorofila y no libera oxígeno, aparecieron en dos de las cuatro familias dominantes, un rasgo descrito en una sola bacteria de liquen antes de este trabajo. Ninguna de estas bacterias podía fijar su propio carbono, eso sí. Son heterótrofas, viven del carbono que ha fabricado otro, lo que encaja con la imagen de unos huéspedes que tiran de los azúcares del liquen y del metanol que este desecha. Si pagan alquiler, no lo pagan en comida.
Los autores insisten en que el intercambio de vitaminas es una predicción, no una observación. Todo sale del contenido génico, y nadie ha pillado todavía a una vitamina cruzando de una especie a otra dentro de un liquen vivo. Los investigadores señalan además que este tipo de secuenciación tiene puntos ciegos reales. Incluso las algas, lo bastante grandes para verse con un microscopio doméstico, muchas veces solo pudieron confirmarse por sus rastros genéticos y no por un genoma completo ensamblado, lo que significa que el número de inquilinos que siguen faltando en el censo es probablemente mayor que el que lograron contar.
Lo que el trabajo sí deja claro es que el liquen de los libros, un hongo y su socio fotosintético, es una definición escrita por los microscopios del siglo XIX y moldeada por lo que aquellos aparatos alcanzaban a distinguir. El paso difícil viene ahora, atrapar las vitaminas en tránsito y demostrar que el intercambio ocurre de verdad y no solo sobre el papel de los genes. Hasta que alguien lo consiga, la descripción más limpia de un liquen quizá sea la que buscó Maria Cengia Sambo hace un siglo, cuando cultivó bacterias a partir de estos organismos y propuso que fueran una «polisimbiosis», una sociedad de más de dos.
Fuente: Tagirdzhanova G, et al. «Microbial occurrence and symbiont detection in a global sample of lichen metagenomes», publicado en PLoS Biology el 7 de noviembre de 2024. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002862
