No son las bacterias las que absorben la luz por la planta. Lo que hacen es entregarle, directamente sobre la hoja, un compuesto que la propia planta usa para fabricar más clorofila y sostener la fotosíntesis justo cuando más le cuesta: con poca luz y temperaturas bajas. La ciencia ya lo probó en laboratorio y en el campo, con resultados cuantificados.

Durante un día nublado o una helada de invierno, una planta enfrenta un problema doble: menos luz disponible y, muchas veces, temperaturas por debajo de su rango óptimo. Ambos factores golpean directamente a la fotosíntesis, el proceso que convierte luz en energía química, y la caída en el rendimiento fotosintético bajo esas condiciones es una de las razones por las que los cultivos crecen más lento en invierno o en zonas de cielo nublado persistente. Un grupo de bacterias con propiedades fotosintéticas propias, aplicadas directamente sobre el follaje, se perfila como una herramienta biotecnológica capaz de mitigar ese problema.

Qué son estas bacterias y por qué son distintas

Las bacterias púrpuras no sulfurosas (conocidas por su sigla en inglés, PNSB) son microorganismos con una capacidad metabólica poco común: pueden alimentarse tanto de luz como de compuestos orgánicos, y ajustan su metabolismo según el ambiente en el que se encuentren. Cuando se aplican sobre las hojas de un cultivo —lo que técnicamente se llama aplicación foliar—, ya está bien documentado en la literatura científica que promueven el crecimiento vegetal a través de varios mecanismos: mejoran la disponibilidad de nutrientes, producen fitohormonas, activan la respuesta inmune de la planta frente a patógenos e interactúan de forma positiva con la comunidad microbiana que ya vive naturalmente sobre la hoja.

Uno de esos mecanismos es el que conecta más directamente con la fotosíntesis: las PNSB producen, de forma natural, un compuesto llamado ácido 5-aminolevulínico, conocido por su abreviatura 5-ALA. Este ácido es un precursor clave en la ruta bioquímica que la propia planta usa para fabricar clorofila, el pigmento que efectivamente captura la energía lumínica durante la fotosíntesis. Al recibir un aporte externo de 5-ALA a través de la hoja, la planta puede acelerar esa síntesis de clorofila, lo que en la práctica se traduce en una mayor capacidad de aprovechar la luz disponible, incluso cuando esa luz escasea.

Lo que muestran los estudios, con números concretos

La evidencia científica sobre el 5-ALA en condiciones de poca luz y frío es, hasta ahora, uno de los hallazgos más sólidos de este campo. Un estudio presentado en el Simposio Internacional de Horticultura (ISHS) evaluó plántulas de sandía cultivadas deliberadamente bajo poca luz y baja temperatura —condiciones inferiores a las que la especie necesita para crecer con vigor—. Tras un mes de tratamiento con 5-ALA aplicado de forma foliar, el peso seco de las plantas tratadas fue más de 50% superior al de las plantas sin tratar, lo que sugiere que el compuesto ayudó a sostener la acumulación de biomasa pese a las condiciones adversas de luz y frío.

Otro estudio, de la Universidad Agrícola de Nanjing, en China, expuso plántulas de melón cultivadas bajo poca luz a un episodio de frío intenso de varias horas. Las plantas pretratadas con 5-ALA mostraron una recuperación fotosintética notablemente más rápida que las no tratadas: inmediatamente después del episodio de frío, las hojas tratadas mantenían entre 22% y 38% de su capacidad fotosintética previa, frente a apenas 12% a 18% en las plantas sin tratar, y esa recuperación siguió mejorando en las horas siguientes.

Resultados similares aparecen en zapallo italiano (zucchini) bajo estrés por frío: una dosis de 60 miligramos por litro de 5-ALA aumentó el contenido de clorofila en 29,96%, la tasa neta de fotosíntesis en 52,96%, el área foliar en 39,80% y la materia seca por planta en 43,75%, en comparación con plantas no tratadas. Estudios adicionales documentan efectos protectores similares del 5-ALA en trigo bajo estrés combinado de calor y sequía, y en soja bajo estrés por frío, activando además el sistema antioxidante de la planta.

Del laboratorio al campo, un caso real en soja

Más allá de los ensayos en cámaras de crecimiento controladas, ya existe al menos un estudio de campo que valida el mismo principio en condiciones productivas reales. Investigadores brasileños evaluaron el efecto de la aplicación foliar de Rhodopseudomonas palustris —una de las especies de bacterias púrpuras no sulfurosas más estudiadas— directamente sobre cultivos de soja en distintas etapas fenológicas. El resultado, publicado en una revista científica brasileña, fue que la aplicación foliar en la etapa de seis hojas trifoliadas aumentó significativamente la tasa fotosintética y la altura de las plantas, junto con un incremento medible en el contenido de almidón en las hojas y de proteína tanto en las hojas como en los granos cosechados.

Otros beneficios documentados del uso foliar de estas bacterias en distintos cultivos incluyen aumentos de hasta 138% en el contenido de carotenoides en espinaca, mejoras de entre 4% y 21% en mostaza espinaca, un incremento del 7,1% en el contenido de nitrógeno de granos de arroz, y mejoras de hasta el doble en las características morfológicas del pepino, todo atribuido a distintas especies de este mismo grupo bacteriano.

Dónde ya se comercializa, y dónde todavía no

La adopción comercial de biofertilizantes basados en bacterias fotosintéticas parece considerablemente más avanzada en algunos países asiáticos —la investigación académica más consolidada sobre el tema proviene de instituciones de Japón, Taiwán y China, donde ya existen al menos revisiones que describen a Rhodopseudomonas palustris como un bioinsumo “comercializado”— que en los mercados agrícolas de habla hispana. Un estudio técnico-económico realizado en Chile sobre la producción local de biofertilizantes bacterianos constató que el mercado nacional de bioinsumos depende hoy fuertemente de las importaciones —hasta cinco veces más que lo que el país exporta en esta categoría—, lo que sugiere que buena parte de la demanda regional todavía no está cubierta por producción local, un patrón que probablemente se repite en el caso específico de las bacterias fotosintéticas.

Eso no significa que el concepto de biofertilizantes bacterianos sea ajeno a la región: en el mercado agrícola de habla hispana ya existen y se investigan activamente otros géneros bacterianos con fines similares —Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Bacillus—, principalmente enfocados en fijación de nitrógeno y promoción general del crecimiento, aunque con un mecanismo de acción distinto al de las bacterias específicamente fotosintéticas.

Un matiz importante antes de sacar conclusiones

Conviene ser precisos con lo que la ciencia efectivamente demuestra: estas bacterias no hacen que la hoja “absorba más fotones” en un sentido físico directo, como si fueran un panel solar adicional pegado a la planta. Lo que hacen es proveer un insumo bioquímico —el 5-ALA— que la propia maquinaria fotosintética de la planta usa para producir más clorofila y sostener mejor su funcionamiento cuando las condiciones de luz y temperatura no son las ideales. Es una distinción técnica relevante: el beneficio es real y está bien documentado, pero opera a través de la fisiología interna de la planta, no mediante una transferencia directa de energía lumínica desde la bacteria hacia el cultivo.

Qué significa esto para la agricultura

Para cultivos que atraviesan etapas críticas de crecimiento durante meses de menor luminosidad —ya sea por estacionalidad, latitud o condiciones climáticas de una temporada particular—, la evidencia disponible sugiere que la aplicación foliar de bacterias fotosintéticas, o directamente de 5-ALA, podría convertirse en una herramienta complementaria real para sostener el rendimiento fotosintético durante esas ventanas de estrés. El desafío pendiente para el sector agrícola de habla hispana no es tanto la validez científica del principio —que ya cuenta con estudios de laboratorio robustos y al menos un caso de campo documentado en soja—, sino el desarrollo de una oferta comercial local que hoy sigue siendo comparativamente más limitada que en mercados asiáticos donde esta tecnología lleva más años de recorrido productivo.

Fuentes: PMC/NCBI (Hayashi et al., 2022, Microorganisms), PMC/NCBI (Lee et al., 2021, revisión FFTC), SciELO Brasil (Rhodopseudomonas palustris en soja), SciELO Chile (5-ALA en trigo bajo estrés), ISHS (Acta Horticulturae, sandía bajo poca luz y frío), Universidad Agrícola de Nanjing (melón, ChinaJournal ahs.ac.cn), Chinese Academy of Sciences Bulletin (casb.org.cn, zapallo bajo frío), Notulae Scientia Biologicae (soja bajo estrés por frío), Chemical Engineering Transactions (Rhodopseudomonas palustris como biofertilizante), Repositorio Universidad de Chile (evaluación técnico-económica de biofertilizantes bacterianos), Fundación Cajamar / Universidad de Almería.

por Juan Lagos