Neiker desarrolla un microscopio para estudiar los microbios que viven bajo tierra

Un equipo internacional de científicos liderados por el centro tecnológico Neiker, ubicado en Arkaute, ha desarrollado un microscopio. Esta nueva herramienta permite captar por primera vez en directo y de manera no invasiva el movimiento de los microbios presentes en la rizosfera y su interacción con las raíces de las plantas en crecimiento. La rizosfera es la capa del suelo cercana a las raíces.

Esta nueva investigación mejora la comprensión de los procesos biológicos del suelo. En concreto, el descubrimiento ayudará a diseñar nuevos fertilizantes y bioestimulantes. También a mejorar las pautas de riego de los cultivos, para "avanzar hacia una agricultura más sostenible en la lucha por mitigar los efectos del cambio climático".

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Este desarrollo complementa una investigación finalizada en 2012. El estudio desarrolló un suelo modelo transparente artificial, creado en el laboratorio, que reproducía la química de los suelos naturales. Así, se permitía a las plantas crecer y se observaba directamente el comportamiento de sus raíces.

"Las plantas se han cultivado en estos suelos artificiales transparentes que están hechos a medida para que cámaras sensibles puedan captar la actividad de los microbios del suelo en vivo y en alta resolución", explica Lionel Dupuy, investigador IkerBasque en Neiker y líder del proyecto.

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Tal y como aseguran los investigadores, esto ha sido posible gracias a láseres, ópticas y escenarios robóticos especializados de última generación. En este sentido, el nuevo microscopio permite escanear muestras vivas y reconstruir mapas tridimensionales de la actividad de los microbios. Además, también podrá utilizarse para optimizar la composición del abono de los suelos.

¿Por qué este microscopio?

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación (FAO), la producción agrícola deberá aumentar alrededor de un 50% para 2050. Se trata de un objetivo destinado a conseguir "cubrir la demanda de alimento del conjunto de la población mundial, garantizando así la seguridad alimentaria".

Tal y como detalla Neiker, una de las principales limitaciones para alcanzar este objetivo es la degradación de la calidad del suelo, "un recurso natural no renovable a escala de tiempo humana y con funciones clave como la producción de alimento y el mantenimiento de la biodiversidad". Para garantizar su conservación, "es fundamental protegerlo y estudiarlo de la manera menos invasiva y respetuosa posible con el medioambiente".

Esta problemática explica la necesidad de este microscopio, desarrollado para conseguir los objetivos marcados por FAO.

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En la actualidad, el volumen de suelo explorado por el microscopio es de solo unos pocos centímetros cúbicos. Por ello, sólo se estudian plantas en sus primeros estadios de desarrollo. Sin embargo, los trabajos que se están llevando a cabo permitirán examinar paneles más amplios con plantas maduras.

Desarrollo de fertilizantes biológicos

Según apunta Dupuy, esto "abrirá nuevos horizontes en la investigación sobre la producción de cultivos que interactúen mejor con los microbios del suelo, y su adaptación a pautas de riego o fertilización más sostenibles, entre otras aplicaciones".

Y es que conocer cómo las bacterias colonizan las raíces de las plantas resulta fundamental para desarrollar fertilizantes biológicos. A este respecto, estos nuevos biofertilizantes reemplazarán los productos químicos sintéticos por microorganismos vivos.

"Debemos estudiar el papel de las raíces en la mejora de la fertilización de los cultivos"

Hasta la fecha, no se ha estudiado en profundidad el papel que pueden tener las raíces en la mejora de la fertilización de los cultivos. Sin embargo, "esto debe cambiar si queremos adaptar la agricultura al cambio climático", recalca el investigador de NEIKER.

Esta investigación ha sido financiada por la Unión Europea a través del programa de innovación e investigación Horizonte 2020. Además, ha contado con la colaboración de University of Dundee, The James Hutton Institute, Scotland’s Rural College y The University of Sheffield (Reino Unido), el Institut Charles Gerhardt Montpellier (Francia), así como la Fundación Vasca para la Ciencia, Ikerbasque y el centro tecnológico NEIKER.