No todas las algas son iguales, al menos cuando se analiza su efecto bioestimulante en los campos. Varias investigaciones de los últimos años dedicadas a entender las razones por las que los extractos de algas marinas promueven el crecimiento y la resistencia de los cultivos, han puesto de manifiesto que sus efectos varían de acuerdo a tipo de alga utilizada, el lugar y el momento en que se extrae y las condiciones de las zonas en las que se recolectan.
Una buena parte de esta investigación fue revisada y recopilada por el Consejo Europeo de la Industria de Bioestimulantes (EBIC), en un reporte que reúne varios estudios sobre el modo de acción de este tipo de bioinsumos. Si bien antes predominaba la creencia de que eran las fitohormonas de las algas las responsables de sus efectos bioestimulantes, varios de estos estudios demuestran que estos son más bien una función de otras biomoléculas como carbohidratos o polifenoles. Estas serían las que modulan la expresión génica e inducen cambios metabólicos en las plantas, lo que lleva a los efectos bioestimulantes observados.
La publicación examina el estado actual del conocimiento científico sobre cómo los productos que contienen extractos de algas son beneficiosos para las plantas, centrándose en productos con funciones bioestimulantes.
Uno de los estudios analizados demostró que la capacidad de los extractos de Ascophyllum nodosum para mejorar la tolerancia al estrés abiótico estaba asociada al tipo de extracto, sus características bioquímicas y el tipo de estrés implicado. Los extractos obtenidos en diferentes condiciones contenían diferentes moléculas bioactivas que provocaban diferentes efectos en las plantas. El mismo estudio concluyó que un extracto de A. nodosum obtenido a temperaturas superiores a 125 °C mejoraba la tolerancia al estrés abiótico, lo que podría explicarse por su alto contenido en polifenoles y su elevada actividad antioxidante.
Otra investigación con tres extractos comerciales de A. nodosum obtenidos en diferentes condiciones de extracción, evidenció que entregaban diferentes grados de tolerancia al estrés por sequía. Según ese estudio, “todavía hay muy pocos datos publicados que relacionen la composición química con la actividad bioestimulante y los cambios a nivel molecular dentro de la planta”, aunque revisiones más recientes han asociado carbohidratos clave de extractos de algas marinas con la tolerancia al estrés por sequía y la mejora del crecimiento en las plantas.
INDUCCIÓN DE MECANISMOS DE DEFENSA
Se ha propuesto el “priming molecular”, o la inducción de mecanismos de defensa moleculares y fisiológicos, como una forma de inducir la tolerancia contra el estrés abiótico y oxidativo en las plantas de cultivo, utilizando extractos de algas marinas como A. nodosum. Un extracto de esta alga obtenido en condiciones de alta temperatura y alta presión, previno el daño por estrés oxidativo.
Un análisis de transcriptoma demostró que las plantas tratadas con el extracto habían evitado la expresión de genes asociados con especies reactivas de oxígeno (ROS); genes asociados con la muerte celular programada inducida por ROS; o genes relacionados con la autofagia, que se encontraban al alza en plantas estresadas sin tratamiento.
Los análisis metabolómicos de la misma investigación mostraron que las plantas tratadas con el extracto tenían niveles elevados de varios metabolitos primarios como la maltosa y la rafinosa, que contribuyen en la protección frente al estrés. El extracto también estimuló el crecimiento a través de la regulación de la fotosíntesis, la señalización hormonal y los genes relacionados con el crecimiento.
Un estudio de seguimiento en el que se probó el efecto del mismo extracto de A. nodosum en la planta modelo Arabidopsis thaliana, tomate y pimiento, demostró que el extracto era capaz de mitigar las respuestas al estrés oxidativo en las tres especies de plantas. De esta forma redujo la aparición de lesiones por estrés oxidativo impidiendo la acumulación de ROS en los tejidos estresados, mitigó el impacto negativo del estrés en los parámetros fotosintéticos y reconfiguró el perfil metabólico de las plantas tratadas y estresadas a patrones muy diferentes del de las plantas estresadas no tratadas.
Además de los efectos descritos anteriormente, diversos estudios demostraron la capacidad de bioestimulación de extractos de algas en condiciones de estrés como sequía o deficiencia de nutrientes. Además, tuvo efectos positivos en las plantas como la estimulación del crecimiento, mayor contenido de clorofila, mayores concentraciones de azúcares solubles totales y aminoácidos, o una mejora en la eficiencia del uso de nutrientes.
Respecto a la presencia de hormonas vegetales en los extractos de algas marinas, nuevos estudios confirman que sus concentraciones son demasiado bajas para provocar una respuesta fisiológica en las plantas. Aunque algunos extractos contienen ciertas hormonas vegetales en concentraciones muy bajas, también han estado por debajo del nivel de detección en otros extractos, lo que podría sugerir su ausencia potencial en muchos bioestimulantes de algas marinas. Lo anterior llevó a la conclusión de que es la modulación en planta de las vías fitohormonales mediada por el extracto lo que puede promover el crecimiento y desarrollo de la planta en condiciones de estrés.
La revisión señala que, si bien la investigación sobre estos productos biológicos ha aumentado significativamente en la última década, se necesita un mayor conocimiento del modo de acción de los bioestimulantes a base de alga para mejorar los productos y su aplicación en los cultivos para hacer frente a los desafíos actuales y futuros de la producción agrícola.
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