Desarrollan un nanotratamiento para ayudar a salvar los manglares de enfermedades mortales

Los manglares y las palmeras son un sello distintivo del Estado del Sol no sólo por su belleza sino por su inmensa importancia para las costas de Florida.

Los manglares son cruciales porque protegen naturalmente las costas de los daños causados ​​por las tormentas y sirven como hábitats vitales para la vida silvestre en todo el mundo.

Los científicos de la Universidad de Florida Central están trabajando para preservar los manglares en Florida y en todo el mundo de una variedad cada vez más frecuente de hongos causantes de enfermedades que permanecen latentes pero se activan cuando el árbol se expone a factores estresantes como fluctuaciones de temperatura, plagas u otras enfermedades.

La enfermedad aún no tiene un nombre oficial, pero los científicos la están llamando «CNP del manglar». Es causada por un grupo de hongos patógenos, entre los que se encuentran Curvularia, Neopestalotiopsis y Pestalotiopsis, que causan amarillamiento y manchas, y debilitan gradualmente el manglar hasta que finalmente muere.

Melissa Deinys, investigadora de pregrado de la UCF, y Jorge Pereira, asistente de investigación de posgrado de la UCF, están trabajando para ayudar a cambiar el rumbo desarrollando y probando un prometedor cóctel nutricional compuesto de nanopartículas para fortalecer los manglares y contrarrestar los patógenos. El trabajo se lleva a cabo a través del centro de Innovación de Materiales para la Agricultura Sostenible (MISA) del profesor de la UCF Swadeshmukul Santra en la UCF, que es un Centro de Excelencia reconocido por el Departamento de Agricultura de los EE. UU. y el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura.

En 2019, Deinys identificó por primera vez al CNP de manglares en Florida como causante de la muerte de manglares en Miami a través de su trabajo con el Jardín Botánico Tropical Fairchild. Más tarde, el Consejo de Recursos Marinos, una organización sin fines de lucro dedicada a la protección y restauración de la laguna Indian River de Florida, verificó y citó sus esfuerzos.

Deinys y sus colaboradores del MRC y del Jardín Botánico Tropical Fairchild han determinado que aproximadamente el 80% de los manglares que han muestreado han dado positivo en al menos una de las especies de hongos patógenos. Dice que han muestreado más de 130 manglares entre las poblaciones de manglares de Indian River Lagoon y Miami.

Los investigadores están tratando los manglares sumergiéndolos en una solución nutritiva llamada «Mag Sun» (MgSuN), que está compuesta de nanopartículas de magnesio y azufre. La mezcla es una mejora de la fórmula de un estudiante de posgrado anterior que destruía las bacterias de los tomates, dice Pereira.

«Elegimos el magnesio porque es más respetuoso con el medio ambiente y las plantas necesitan mucho magnesio», afirma. «Combiné nuestra fórmula de magnesio con un polisulfuro de sodio. El azufre es uno de esos elementos omnipresentes en el medio ambiente y la idea es que se puedan combinar ambos para mejorar la capacidad antimicrobiana tanto de las bacterias como de los hongos y, además, aportar nutrientes clave a las plantas para que puedan crecer más verdes y frondosas».

Durante las pruebas de laboratorio, los investigadores dicen que observaron una inhibición del crecimiento de hasta el 95% cuando se trató con MgSuN en concentraciones variables en comparación con el control no tratado.

La fórmula actúa como una especie de antibiótico y multivitamínico, y ha demostrado tener un gran potencial para reforzar la salud de los manglares infectados en viveros de toda Florida, dice Pereira.

«Hemos realizado algunos experimentos y hemos hecho pruebas tanto in vitro como en plantas», afirma. «Estamos trabajando con los viveros y hemos visto que mata los patógenos sin efectos perjudiciales para los manglares, a la vez que les ayuda a recuperar su salud. Tienen un aspecto estupendo después del tratamiento».

Deinys continúa su trabajo con el Jardín Botánico Tropical Fairchild, MRC y viveros de toda Florida mientras mantiene el rumbo hacia su graduación y avanza en su investigación en la UCF.

Comenzó a estudiar los hongos patógenos en 2018 en Miami antes de inscribirse en la UCF y ha visto cómo los manglares se ven cada vez más afectados por la naturaleza oportunista de los patógenos.

«Cuando empecé en los jardines botánicos, veía que las plantas tenían estos patógenos, pero no con el efecto perjudicial que ahora vemos que estos organismos están colapsando», dice. «Un vivero de manglares [The Marine Resources Council] «Se comunicaron con nosotros y nos dijeron que tenían una plaga de insectos y que luego toda la población fue aniquilada por el patógeno. También estamos recibiendo informes de lugares como Tampa que dicen que las áreas que tienen más escorrentía están sufriendo un mayor deterioro relacionado con los patógenos en comparación con hace 10 años».

Los hongos han sido bien documentados durante algún tiempo, pero los cambios volátiles de temperatura, las tormentas frecuentes y otros factores estresantes crecientes abren la puerta para que los hongos se apoderen de los manglares, dice Deinys.

«Se les llama oportunistas y por algo», explica. «Observan un cambio en la planta y es entonces cuando empiezan a surtir efecto».

Deinys afirma que aún no está claro cómo se adquieren los patógenos. Los investigadores plantean la hipótesis de que pueden introducirse a través del agua, el viento o los insectos, pero se necesitan más estudios para determinar cómo se adquieren, ya que suponen una amenaza para la salud de los manglares.

«Hay que estudiar todas las posibilidades para determinar cuál es el vector», dice Deinys. «Hemos visto artículos y literatura en otros países que han mostrado estos patógenos durante mucho tiempo. Ha sido difícil porque existe una desconexión en las comunidades de manglares porque estamos en mundos separados y hablamos idiomas diferentes».

La solución nutritiva MgSuN es un tratamiento, pero no una cura, dice Deinys. Aún hay muchos factores estresantes que deben ser controlados y mitigados, como la destrucción del hábitat causada por los humanos, además de tratar los patógenos.

«Creo que hay un gran esfuerzo de restauración para repoblar los manglares», afirma. «Pero primero tenemos que analizar la salud de estos manglares y la salud del ecosistema antes de determinar qué más debemos hacer. Estamos trabajando con viveros de manglares para ver si podemos desarrollar soluciones juntos».

Mantener y restaurar los manglares es un componente esencial de la gestión ecológica, y es una pasión que Deinys espera continuar a lo largo de su carrera.

«Comencé este proyecto en mi primer año», dice. «No quería dejar lo que estaba haciendo y vine aquí con una misión. Me reuní con el Dr. Santra, nuestro investigador principal, y él quería ayudarme. Me dio mucha libertad y estoy muy agradecida».

Deinys dice que su investigación en la UCF ha sido increíblemente gratificante.

«Aquí encontré un sentido de comunidad», dice. «Me uní al laboratorio y sentí que había encontrado a mi familia, y esa es una de las mejores cosas que me ha dejado esta experiencia. Esta ha sido una de las pasiones de mi vida y espero seguir con este proyecto incluso después».

Santra se siente alentado por la investigación realizada por Pereira y Deinys, y tiene la esperanza de que continúe fortaleciendo los ecosistemas de manglares.

«El centro MISA de la UCF se dedica a resolver problemas globales que amenazan la sostenibilidad agrícola», afirma. «Estamos entusiasmados de tener otra herramienta de protección de cultivos en nuestra caja de herramientas para proteger los manglares. Veo el futuro de MagSun como un fungicida de amplio espectro, donde los materiales GRAS (generalmente reconocidos como seguros) se potencian a través de la nanotecnología».

Se necesitan más estudios para identificar qué factores estresantes están afectando más a los manglares para que los científicos puedan preservarlos mejor, dice Pereira.

«Es muy importante comprender los factores estresantes y debemos abordar realmente si se trata de un cambio de temperatura, si es una escorrentía o si es un patógeno adicional», afirma. «Mientras tanto, debemos hacer algo para evitar que se produzcan estos daños».