Biologia Molecular Mexico

Un equipo de investigadores ha descubierto un nuevo tipo de simbiosis entre hongos y cianobacterias en los bosques subtropicales. Este estudio, publicado en Science Advances [1], desafía nuestra comprensión de las asociaciones simbióticas en la naturaleza y abre la puerta a nuevas investigaciones sobre la evolución de la simbiosis, la fijación de nitrógeno en estos organismos, así como aplicaciones en biología molecular de plantas superiores. 

Un nuevo tipo de simbiosis: más allá de los líquenes

Las relaciones simbióticas entre hongos y organismos fotosintéticos han sido ampliamente estudiadas en los líquenes, donde los hongos forman una estructura externa que protege a los organismos fotosintéticos en su interior. Sin embargo, los científicos encontraron en este estudio un caso completamente distinto: un talo erguido compuesto por filamentos de cianobacterias con hifas fúngicas incrustadas y entrelazadas en sus vainas mucilaginosas. 

Este hallazgo representa un nuevo tipo de simbiosis que no encaja en las definiciones clásicas de líquenes ni de endófitos. De hecho, los organismos involucrados pertenecen a grupos filogenéticos distintos de los conocidos líquenes: el hongo descubierto, Serendipita cyanobacteriicola, está relacionado con endófitos de raíces y briófitos, mientras que la cianobacteria, Symbiothallus taiwanensis, pertenece a una familia que no se había asociado previamente con hongos simbióticos.  Debido a su singularidad, los autores propusieron un nuevo término para describir este tipo de simbiosis: “filsimbiosis”, destacando su estructura de tipo talo y su naturaleza simbiótica, así como la capacidad del hongo asociado a esta estructura con la fijación de nitrógeno. 

Implicaciones ecológicas y evolutivas 

Este nuevo tipo de simbiosis plantea preguntas fundamentales sobre la evolución de las interacciones entre hongos y organismos fotosintéticos. La estructura de estos talos podría representar una etapa intermedia entre asociaciones endofíticas y líquenes, lo que sugiere que la simbiosis entre hongos y cianobacterias puede haber evolucionado de maneras más diversas de lo que se creía. 

Además, este sistema puede ofrecer ventajas ecológicas únicas. El talo erguido probablemente mejora la captación de luz para la fotosíntesis, lo que podría explicar por qué esta simbiosis se encuentra en los bosques nubosos, donde la luz es limitada. Asimismo, la cianobacteria parece ser capaz de fijar nitrógeno, lo que beneficiaría a ambos organismos y podría desempeñar un papel clave en el reciclaje de nutrientes en estos ecosistemas. 

Aplicaciones en biología molecular y biotecnología 

El descubrimiento de esta relación simbiótica tiene importantes aplicaciones en biología molecular. Algunos de los aspectos más relevantes incluyen: 

– Ingeniería de simbiosis artificiales: Comprender cómo se establecen estas interacciones podría ayudar a diseñar nuevas asociaciones simbióticas en biotecnología, por ejemplo, para mejorar la fijación de nitrógeno en cultivos agrícolas. 

– Regulación génica en simbiosis: Se ha demostrado que las interacciones simbióticas pueden modificar la expresión génica de los organismos involucrados. Este sistema puede servir como modelo para estudiar cómo los hongos y las cianobacterias regulan sus genes en simbiosis. 

– Resistencia a condiciones extremas: El papel del hongo en la tolerancia al estrés abiótico de la cianobacteria podría inspirar estrategias para mejorar la resistencia de plantas y microorganismos en ambientes hostiles. 

Este descubrimiento no solo amplía nuestra comprensión de la diversidad de simbiosis en la naturaleza, sino que también ofrece herramientas valiosas para la biotecnología y la biología molecular. Sin duda, un avance que desafía paradigmas y abre nuevas oportunidades de investigación. 

Referencia

[1] Chen CC, Xie QY, Chuang PS, Darnajoux R, Chien YY, Wang WH, Tian X, Tu CH, Chen BC, Tang SL, Chen KH. A thallus-forming N-fixing fungus-cyanobacterium symbiosis from subtropical forests. Sci Adv. 2025 Feb 14;11(7):eadt4093. doi: 10.1126/sciadv.adt4093.

Implicaciones ecológicas y evolutivas  Este nuevo tipo de simbiosis plantea preguntas fundamentales
sobre la evolución de las interacciones entre hongos y organismos
fotosintéticos. La estructura de estos talos podría representar una etapa
intermedia entre asociaciones endofíticas y líquenes, lo que sugiere que la
simbiosis entre hongos y cianobacterias puede haber evolucionado de maneras más
diversas de lo que se creía.  Además, este sistema puede ofrecer ventajas ecológicas
únicas. El talo erguido probablemente mejora la captación de luz para la
fotosíntesis, lo que podría explicar por qué esta simbiosis se encuentra en los
bosques nubosos, donde la luz es limitada. Asimismo, la cianobacteria parece
ser capaz de fijar nitrógeno, lo que beneficiaría a ambos organismos y podría
desempeñar un papel clave en el reciclaje de nutrientes en estos
ecosistemas.  Aplicaciones en biología molecular y biotecnología  El descubrimiento de esta relación simbiótica tiene
importantes aplicaciones en biología molecular. Algunos de los aspectos más
relevantes incluyen:   – Ingeniería de simbiosis artificiales: Comprender cómo se
establecen estas interacciones podría ayudar a diseñar nuevas asociaciones
simbióticas en biotecnología, por ejemplo, para mejorar la fijación de
nitrógeno en cultivos agrícolas.  – Regulación génica en simbiosis: Se ha demostrado que las
interacciones simbióticas pueden modificar la expresión génica de los
organismos involucrados. Este sistema puede servir como modelo para estudiar
cómo los hongos y las cianobacterias regulan sus genes en simbiosis.  – Resistencia a condiciones extremas: El papel del hongo en
la tolerancia al estrés abiótico de la cianobacteria podría inspirar
estrategias para mejorar la resistencia de plantas y microorganismos en
ambientes hostiles.  Este descubrimiento no solo amplía nuestra comprensión de la
diversidad de simbiosis en la naturaleza, sino que también ofrece herramientas
valiosas para la biotecnología y la biología molecular. Sin duda, un avance que
desafía paradigmas y abre nuevas oportunidades de investigación.  Referencia[1] Chen CC, Xie QY, Chuang PS, Darnajoux R, Chien YY, Wang
WH, Tian X, Tu CH, Chen BC, Tang SL, Chen KH. A thallus-forming N-fixing
fungus-cyanobacterium symbiosis from subtropical forests. Sci Adv. 2025
Feb 14;11(7):eadt4093. doi: 10.1126/sciadv.adt4093.