Plantas y microorganismos. Un binomio prometedor para el diagnóstico y restauración de los manglares

Resumen de hallazgos de las etapas 1 y 2

Dra. Blanca E. Romero López, Dr. Alfonso Medel Narváez

En zonas áridas los manglares constituyen oasis que hacen contribuciones significativas al humano y a la naturaleza. Baja California Sur exhibe los manglares más excéntricos del país, denominados comúnmente manglares áridos ya que reciben escasos aportes de agua de lluvia. Al depender mayoritariamente del agua de mar, los manglares de esta región se desarrollan como masas fragmentadas de arbustos achaparrados. A pesar del limitado crecimiento aéreo, estos manglares exhiben altas tasas de secuestro de carbono en el sedimento, comparables a los manglares de zonas tropicales. Sin embargo, estos ecosistemas están expuestos al continuo cambio de uso del suelo de la zona costera y a otras perturbaciones antrópicas que comprometen su integridad funcional, servicios ambientales y su permanencia en el tiempo.

Actualmente se reconoce que los microorganismos son componentes fundamentales en la productividad de los ecosistemas y a su vez potenciales restauradores de su equilibrio. Sin embargo, en nuestro país aún no hay iniciativas para el manejo integral de manglares que consideren a los microbiomas como elemento clave en la generación de servicios ambientales en estos ecosistemas. Por tanto, este proyecto ha tenido como propósito generar indicadores integrales del estado de salud de manglares árido-tropicales, determinar sitios prioritarios para restauración y proponer medidas para el mejoramiento de su resiliencia mediante ingeniería de interacciones planta - microorganismos. Para ello, se utilizan como modelo a algunos manglares representativos de Baja California Sur.

Esta iniciativa interinstitucional está integrada por cuatro grupos de trabajo de las siguientes instituciones: Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR), Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas-IPN (CICIMAR), Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH), y la Universidad Autónoma de Baja California Sur (UABCS). Juntos abordan el problema desde las siguientes temáticas: Microbiología de manglares desde la perspectiva del papel en el desarrollo vegetal, resistencia a antibióticos, ecofisiología de mangles y sus comunidades microbianas (metabolómica y metagenómica) y contaminantes emergentes, todo ello con sustento en el conocimiento de la estructura y composición de sus comunidades vegetales.

En la primera etapa del proyecto se estableció la línea base de campo e implementación de técnicas de laboratorio. En la fase de campo se hicieron prospecciones, vuelos de dron y toma de muestras de sedimento para establecer los puntos de muestreo útiles para el inicio de los estudios de microbiología y metabolómica. Del sedimento se obtuvo información suficiente para caracterizarlo en cuanto a sus propiedades químicas, físicas y microbiológicas. Por otro lado, para el análisis de metabolitos, se probaron diferentes solventes para obtener extractos de hojas de mangles.

En la segunda etapa se consolidaron los esfuerzos multidisciplinarios, logrando avances significativos. Por ejemplo, mediante el análisis de mosaicos de fotografías de dron georreferenciadas orthophotos, se realizó la clasificación de la vegetación de la cobertura vegetal de diferentes sistemas de manglar. Ello permitió diferenciar especies y asociaciones de mangles y, además, disponer de información para relacionar con comunidades microbianas y almacenes de carbono subterráneo. También se obtuvieron resultados sobre hidrología que muestran que el recambio de agua al interior de los estuarios, lo produce primordialmente la marea ya que los aportes de agua dulce son escasos.

En cuanto a los indicadores fisiológicos de los mangles, el análisis metabolómico de los extractos de hojas mediante la técnica de Resonancia Magnética Nuclear ha logrado diferenciar las huellas metabolómicas de los mangles rojo, blanco y negro, que son las especies más importantes en México.

En cuanto a biomarcadores microbianos, se ha encontrado que, la presencia de patógenos humanos es relativamente baja. Sin embargo, si existe un patrón de incremento en la presencia de estos microorganismos en manglares periurbanos. También se ha encontrado que la presencia de microorganismos resistentes a antibióticos que se han usado en diversos ecosistemas acuáticos como indicadores de urbanización, en los manglares su presencia es común, tanto en manglares cercanos como los alejados a poblaciones humanas. Por lo tanto, se necesita monitorear otros manglares para definir si estos microorganismos pueden ser usados o no como indicadores de impactos generados por actividades humanas.

Por otro lado, se han encontrado diferencias en la composición taxonómica e interacciones ecológicas de comunidades bacterianas de manglares sujetos a diferentes perturbaciones, por ejemplo, contaminación industrial, urbana o turística. Asimismo, se ha conformado la primera colección microbiológica de manglar que alberga 600 diferentes tipos microbianos, con potencial para ser utilizados como biofertilizantes para manglares y otras plantas de ambientes salinos. De éste acervo, único en México se han seleccionado bacterias sobresalientes para incorporarlas en biofertilizantes para facilitar el establecimiento de mangles den programas de restauración activa.

Nuestros resultados realzan el valor socioambiental de los manglares de zonas áridas y brindan más sustento para su conservación. Por otro lado, los hallazgos sobre indicadores de perturbación humana están permitiendo identificar oportunamente manglares de BCS que necesitan intervención para mejorar su funcionalidad y la calidad sus servicios ecosistémicos.

Agradecimientos:

A los grupos de investigación interinstitucional representados por la Universidad Autónoma de Chihuahua, Dra. Gpe. Virginia Nevárez Moorillón, Dr. Oskar A. Palacios López, Dr. José Carlos Espinoza Hicks; Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas, Dra. Bárbara González Acosta y por la Universidad Autónoma de Baja California Sur, Dr. Leonardo Álvarez Santamaría.

Autores:

Dra. Blanca E. Romero López: Investigadora asociada al Laboratorio de Microbiología Ambiental, CIBNOR.

Dr. Alfonso Medel Narváez: responsable del Herbario HCIB (CIBNOR) y responsable Técnico del proyecto.

Imágenes:

1. Fisonomía de los arbustos achaparrados que forman a los manglares de Baja California Sur. Autor: Alfonso Medel Narváez
2. Equipo multidisiplinario obteniendo nucleos de sedimento. Autor: Alfonso Medel Narváez
3. Imágenes de drone evidenciando la obstrucción del flujo hidrológico de un manglar en la Ensenada de La Paz, BCS. Autor: Alfonso Medel Narváez