Expertos de la UAM estudian plantas útiles en biorremediación y para salud humana

 Plantas y hongos de raíz que crecen en desechos producidos por la minería industrial tienen el potencial de ser utilizados en estrategias de biorremediación y, con ello, de disminuir riesgos para la salud de los ecosistemas y las personas, señaló el doctor Facundo Rivera Becerril, profesor del Departamento El Hombre y su Ambiente, de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), quien junto con su grupo de académicas y académicos obtuvo el Premio a la Investigación 2022.

El proyecto galardonado –Plantas pioneras y endófitos fúngicos de raíz en residuos mineros contaminados con metales, y depositados cerca de poblaciones humanas y áreas agrícolas en el norte de México– tuvo como propósito identificar especies, debido a que la citada actividad genera altos volúmenes de restos que contienen elementos potencialmente tóxicos y constituyen una amenaza para todos los organismos que habitan esos sitios.

El profesor de la Unidad Xochimilco indicó que docentes y alumnado de licenciatura y maestría “estudiamos el impacto de ese sector en el entorno”, pues una vez que se extraen el oro y la plata se originan grandes volúmenes de desperdicios que en general son liberados a cielo abierto, sobre todo en lugares donde no se han adoptado las medidas necesarias para evitar la contaminación por cadmio, plomo y arsénico, entre otros que pueden ser muy dañinos.

En la primera etapa fueron registrados los vegetales presentes, los cuales se asocian con microorganismos, en particular a nivel de raíz, por lo que “también analizamos qué hongos microscópicos los habitan, tanto en el interior como en el exterior”. La siguiente fase consistió en abordar cómo “estos organismos modifican las condiciones” de la basura que surge, la cual, además de perjudicial para los seres humanos, es pobre en nutrimentos y en retención de agua, por lo que conforma un ambiente extremo “y nuestro interés es ver cómo las plantas y los hongos enfrentan, toleran y transforman esas circunstancias”, apuntó en entrevista el doctor Rivera Becerril.

El equipo trabajó en los depósitos Jal Viejo, Francisco I. Madero, El Bote y Vetagrande, situados en una región semiárida del estado de Zacatecas cercana a poblados urbanos y semiurbanos, y áreas agrícolas donde inspeccionó las características físicas y químicas de los residuos; la acumulación de elementos con mayor capacidad de afectación en tejidos vegetales; la colonización de raíces por hongos micorrízicos y endófitos septados oscuros, y la localización de algunos aislados fúngicos detectados en el interior de las raíces de dos especies.

Los cuatro sitios exhibieron, por ejemplo, altos niveles en arena; baja retención de agua; escasez de fósforo y nitrógeno disponibles, y cantidades con gran potencial de toxicidad por plomo, cadmio y zinc.

Algunas de las plantas identificadas son nativas y otras fueron introducidas a México: Lupinus campestris, Tagetes lunulata y Cerdia congestiflora, ubicadas entre las primeras, así como Cortaderia selloana y Asphodelus fistulosus, correspondientes a la segunda clasificación, demostraron un papel relevante en la fitoextracción y/o fitoestabilización de plomo, cadmio y zinc, según la acumulación de metal en raíces y su translocación a los brotes aéreos.

El caso de Lupinus campestris llama la atención porque tiene una ventaja forrajera y, aun cuando hay plantas de importancia ornamental, “al final, cualquiera que sea, todas tienen relevancia ecológica al aportar materia orgánica a los residuos mineros, lo que eleva su contenido en nutrimentos”, comentó.

Las raíces de 11 especies analizadas estuvieron co-colonizadas de manera diferencial por hongos micorrízicos y septados oscuros; la presencia de arbúsculos y microesclerocios dentro de la raíz sugirió una interacción fisiológica activa de esos hongos con las plantas.

Catorce hongos endófitos septados oscuros fueron aislados del interior de las raíces de T. lunulata y Pennisetum villosum, y la caracterización molecular reveló el predominio de Alternaria. El uso de hongos septados oscuros nativos podría reforzar el establecimiento de plantas para la recuperación biológica de desechos mineros en climas semiáridos, es decir, serviría a la biorremediación de los mismos restos de esa industria.

Las plantas “son interesantes en procesos de fitoextracción si acumulan cadmio, plomo o arsénico en sus tejidos aéreos, de tal forma que se cosechen, confinen a otros sitios y se separen del ambiente para que contribuyan de esa forma a abatir las concentraciones de los materiales infectantes”.

Los microorganismos, como los hongos en las raíces, “pueden favorecer que la planta tenga mayor o menor capacidad de acumular esos elementos” y, por tanto, que los suelos puedan ser destinados a algún tipo de producción vegetal que no implique riesgos para el ganado que ahí se alimente ni para las poblaciones humanas.

Las especies pueden actuar también como fitorremediadoras a través del secuestro del cadmio, el plomo y el arsénico en sus raíces, “de manera que éstos ya no estén disponibles en los residuos mineros, lo que disminuiría su dispersión por el viento o el agua, así como la afectación a ecosistemas distantes”, agregó.

En este momento “trabajamos en laboratorio para conocer y profundizar en el funcionamiento de los hongos en situaciones de estrés por plomo y cadmio, así como el efecto de los hongos en el crecimiento de las plantas contaminadas en el sustrato, lo que dará más información sobre su tolerancia y si los hongos contribuyen a que las plantas acumulen más o menos de los elementos potencialmente dañinos”.

El doctor Rivera Becerril señaló por último que, en una siguiente fase de la investigación –premiada en el área de las Ciencias Biológicas y de la Salud– los esfuerzos estarán dirigidos a proponer una estrategia de vegetación de los residuos mineros en estudio que pueda reducir, a su vez, el potencial impacto negativo en organismos, poblaciones humanas y tierras agrícolas.