El suelo. La rizosfera

La rizosfera es la zona de interacción que ocupa la raíz junto con el suelo que la rodea, con un espesor de 2-3 milímetros.

Esta zona, denominada ecosistema rizosférico, está  compuesto por una parte biótica formada por microorganismos y las raíces de la planta y una parte abiótica, agua, aire, minerales y materia orgánica, y cuya disposición van a determinar el equilibrio del sistema y la evolución de la parte biótica.

La rizosfera es la zona del suelo de mayor biodiversidad y concentración de microorganismos del suelo. Las raíces tienen una influencia directa sobre las especies y densidad de la microbiota del suelo, de manera que en la rizosfera se puede llegar a multiplicar por varias veces la cantidad de especies y la densidad respecto al resto del suelo. Esto se debe a la influencia de los exudados depositados por las raíces, de manera que la planta será capaz de determinar la evolución de los microorganismos en función de estos exudados, llegando la microbiota a sufrir cambios a lo largo del desarrollo de la planta. Los diferentes estadios de la planta, junto con condiciones abióticas como clima, características físicas y químicas del suelo, determina una población microbiológica diferente en diversidad y densidad.

Los exudados radicales tienen unas funciones tales como:

    - Producción de compuestos, las fitoalexinas, para protección contra patógenos.

     - Producción de compuestos aleloquímicos para reducir la competencia impidiendo la germinación de semillas

    - Selección de microorganismos en la rizosfera.

    - Adquisición de agua y nutrientes.

    - Establecer relaciones simbióticas, algunos compuestos de los exudados provocan reacciones de acercamiento con algunas bacterias.

Ahora bien, no todas las relaciones entre planta y microorganismos de suelo son beneficiosas para la planta, a veces pueden ser antagónicas o neutras. No pensemos en la rizosfera como un lugar idílico, la interrelación entre los microorganismos se basa en la competencia por el espacio y los nutrientes, de manera que van a incidir en la interacción entre suelo-planta- microorganismo e influyen de forma determinante en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

En cuanto a los organismos beneficiosos, estos se benefician de los exudados de las raíces, como azucares, aminoácidos, vitaminas..., que los utilizan como nutrientes. En cuanto a la planta, esta se beneficia de la acción de los microorganismos por varios efectos:

    - Ponen a disposición de la planta nutrientes al mineralizar la materia orgánica.

    - Fijación de nitrógeno atmosférico.

    - Mayor superficie de absorción al aumentar el desarrollo radicular.

    - Capacidad de control de patógenos por síntesis de sustancias antimicrobianas.

    - Mayor capacidad de tolerancia ante estrés abiótico.

    - Mayor desarrollo de planta y productividad al sintetizar fitohormonas, vitaminas...

    - Inducción de resistencia sistémica en la planta.

    - Capacidad de eliminación de toxinas en suelo, ya sean metales pesados o plaguicidas.

Hay un mecanismo denominado Quorum sensing que podría definirse como un dialogo molecular entre las  bacterias de la rizosfera y que tienen efectos sobre la fisiología de la planta. Este dialogo consiste en la activación de genes que van a depender de la densidad de población y que hace que los individuos de la población sean capaces de medir su densidad. De esta manera muchas bacterias pueden activar o reprimir una serie de genes capaces de regular las poblaciones bacterianas  y así poder regular procesos como producción de antibióticos, de sideróforos o aumentar la capacidad de infección.

De otro lado se sabe que muchas plantas, en su coevolución con las bacterias, son capaces de exudar compuestos por las raíces que pueden mimetizar la acción de las moléculas intervinientes en el Quorum sensing o incluso algunas son capaces de exudar enzimas que degradan estas moléculas, con el objeto de poder defenderse con más eficacia del ataque de bacterias patógenas.