Levadura, alga y hongo, juntos por la supervivencia de los líquenes

Como vimos en un anterior post sobre los líquenes, estos necesitan de determinadas condiciones ambientales para poder sobrevivir bien y reproducirse adecuadamente hasta colonizar el territorio.

Un liquen es fruto de una relación de simbiosis entre un alga y hongo. Sin embargo, los científicos, tras tantos años estudiando los líquenes, han hallado un nuevo descubrimiento: en esa relación de dos, hay un tercero, la levadura. ¿Cómo es que tras tantos años de estudio los científicos no se habían dado cuenta de la presencia de una levadura en esta relación de simbiosis?

Relación de simbiosis entre alga y hongo

De seguro has visto alguna vez en tu vida una roca con manchas en su superficie. Mancha cuyos colores puede variar entre el color negro, marrón, naranja o verde. Estas manchas también lo has podido ver sobre los tejados, sobre casas viejas, árboles, etc. Estas manchas que has visto son los líquenes que se forman a través de una asociación entre un alga y un hongo.

En la naturaleza existen diversos tipos de relación entre los organismos vivos. Nos encontramos con seres vivos que son competentes entre ellos, otros que son parásitos y otros cuya relación beneficia a ambos. Más que simbiosis, la palabra técnica más adecuada para ello es mutualismo. El mutualismo es la relación entre el alga y el hongo que forman el liquen en el que las dos partes salen ganando de la relación. ¿Qué pueden obtener ambos de esta relación?

En la vida de un liquen, el alga juega el papel fundamental de realizar la fotosíntesis para poder proporcionar materia orgánica al hongo. Hacemos una pequeña pausa para explicar que los hongos no son seres autótrofos, es decir, no sintetizan su propio alimento como las plantas. Los hongos necesitan de materia orgánica para alimentarse. Dicha materia orgánica es aportada por el alga durante la fotosíntesis. Para devolverle el favor al alga, el hongo captura agua y sales minerales del medio donde vive, por seco que éste sea, y le da protección frente a la desecación.

Como podemos ver, esta relación va viento en popa. Ambos salen ganando y consiguen sobrevivir ante ambientes que son bastante complicados.

¿Qué utilidad tienen los líquenes?

Hemos visto la relación que tienen las algas y los hongos para poder formar los líquenes. Pero, ¿para qué usamos nosotros los líquenes? Los líquenes se han utilizado a lo largo de la historia para diversos fines en lo que nos encontramos:

• El liquen del maná, que crece en el Norte de África y en las Islas Canarias, puede ser utilizado como alimento. En el Polo Norte, renos y caribús se alimentan de líquenes.
• En la industria farmacéutica se utilizan para obtener antibióticos, vitamina C y colorantes, como el tornasol.
• En cosmética se utilizan para extraer esencias y perfumes.

También quiero mencionar que en la actualidad, los líquenes se utilizan como indicadores de la contaminación. Como vimos en el anterior post mencionado antes, los líquenes requieren de determinadas condiciones atmosféricas y bióticas para poder sobrevivir. Son vulnerables a las temperaturas, a las precipitaciones, la humedad, la presencia de depredadores, etc. Pues bien, este organismo nos sirve como indicador de la contaminación. Al ser vulnerable a las partículas en suspensión provocadas por la contaminación atmosférica o de aguas y suelos, los líquenes no crecen en dichos lugares. Por lo tanto, si vemos que un lugar reúne las condiciones adecuadas para que un liquen pueda sobrevivir bien, y sin embargo no lo vemos, nos dirá que el lugar está contaminado.

La levadura como tercer componente de la relación

Hemos visto en qué consiste un liquen y qué utilidades tiene para el ser humano. Sin embargo, ¿qué pensaríais si os dijera que el alga y el hongo no son los únicos que existen en la relación que compone el liquen? Desde toda la vida, en los colegios, institutos y universidades, siempre que se ha estudiado sobre los líquenes, se comienza definiendo que se trata de una relación de simbiosis entre alga y hongo. Pero recientes estudios confirman que existe un tercer componente de la relación: la levadura.

En el planeta existen más de 15.000 especies de líquenes y todas ellas se han estudiado partiendo de la base en la que son fruto de la relación entre alga y hongo. Pero hoy día, quizá es momento de empezar a cambiar esta idea. La levadura forma parte de ese consorcio entre alga y hongo como componente del liquen. Los científicos no habían podido detectar antes la presencia de este organismo incluso a través de las potentes lupas analíticas y tras siglos y generaciones de estudios.

Los descubridores de este tercer componente de la relación han sido el investigador investigador posdoctoral Toby Spribille y sus colegas de las universidades de Montana en Missoula, Uppsala (Suecia), Graz (Austria), Purdue (Estados Unidos) y el Instituto Canadiense de Investigación Avanzada en Toronto. Para poder realizar este descubrimiento se han empleado a fondo a parte de con potentes observaciones microscópicas, con observaciones genómicas.

Estudio de los líquenes tóxicos para los mamíferos

Este descubrimiento ha sido portada en la revista Science y supone toda una revolución para lo que se sabía sobre los líquenes y su comportamiento, supervivencia, relaciones, fenología, etc. Esto genera inquietudes a los científicos sobre revalorizar todos los conocimientos y suposiciones que existen (incluso las más básicas) sobre la manera en la que se forman los líquenes, sobre cómo sobreviven, qué función desempeña cada elemento de la relación, sobre quién cumple cada papel en la simbiosis, y demás cuestiones.

Evidentemente, como casi todos los descubrimientos científicos, ese no era precisamente el objeto de estudio. La motivación de los científicos era la de averiguar por qué dos especies de líquenes están tan estrechamente relacionadas y que viven en el mismo ecosistema tienen una diferencia tan drástica: una es tóxica para los mamíferos y la otra no. Los análisis de ADN no habían hecho más que profundizar el misterio, porque las dos especies presentaban unos genomas idénticos. O eso parecía.

La levadura se pudo descubrir gracias al ADN del liquen

Para poder explicar este descubrimiento se deben de mencionar algunos elementos de la biología molecular. Comenzamos porque los genes están hechos de ADN, pero para poder activar dichos genes se debe de abrir la doble hélice de bases nitrogenadas y sacar una copia de una de sus hebras. Esta copia que sacamos de la doble hélice no es ADN ya que sólo dispone de una hebra, por lo que la llamamos ARN. Por lo tanto, si uno examina esta hebra de ARN, está examinando de forma indirecta los genes que están más activos en esa célula.

De esto se trata lo que estuvieron haciendo estos científicos. Analizaron el ARN de estas dos especies de líquenes, para poder deducir por qué uno era tóxico para los mamíferos y otros no. Seguramente en la secuencia del ARN podrían descubrir el por qué de esta situación. Tras el análisis de ambos ARN se descubrió una diferencia bastante notable: y es que el ARN no correspondía solo al hongo conocido en la simbiosis, sino también a otro tipo de hongo, una levadura. Esta levadura ha pasado por completo desapercibida durante un siglo y medio de estudios. Además, la especie de liquen que era tóxica para los mamíferos contenía mucha más cantidad de esa levadura que la especie que no era tóxica.

En los anteriores análisis de otros tipos de líquenes se había pasado inadvertida esta levadura debido a que son células muy minoritarias en esta relación simbionte. Solamente nos encontramos una o dos copias de ADN por célula. Sin embargo, se ha podido descubrir ya que algunos de sus genes están muy activos y pueden hacer ciento o miles de copias de ARN por cada una de ADN. Esa fue la clave del éxito. Y, en efecto, es la levadura la que explica que un liquen sea tóxico y el otro no, pese a que por todo lo demás son idénticos.

Estudio de los líquenes de todo el mundo

Este descubrimiento se pudo realizar en los líquenes de Montana para descubrir el por qué uno era tóxico para los mamíferos y otro no, a pesar de tener el mismo genoma. Sin embargo, los investigadores buscaron la presencia de esta levadura en líquenes de todo el mundo. Desde Japón a la Antártida pasando por Latinoamérica o Etiopía. Tal y como ellos esperaban, el tercer componente de esta relación simbiótica se encuentran en todos los líquenes del mundo. Es un componente generalizado de la simbiosis más famosa de la biología.

Por lo tanto, a partir de ahora, cuando definamos un liquen, tenemos que decir que es una relación de simbiosis entre un alga, un hongo y una levadura (aunque la levadura en sí es un tipo de hongo), ya que esta levadura ha estado presente en todos los líquenes a lo largo de la historia, sin embargo, ha estado escondida ante todas las lupas de los científicos durante más de 100 años. Seguramente, los científicos lo han detectado en otras ocasiones, pero no se han dado cuenta antes.