Empleando la inteligencia artificial para desvelar factores importantes para el micelio de boletus en plantaciones de castaños

En Hifas Foresta exploramos cómo la inteligencia artificial desvela factores importantes en el micelio, analizando la interacción entre suelo, clima y las especies Boletus edulis y B. reticulatus en castaños híbridos de diferentes edades.

Para empezar, está demostrado que en el desarrollo de hongos ectomicorrícicos tienen relevancia factores bióticos y abióticos. Como por ejemplo: las características y microbiota del suelo, la edad de la planta, los elementos climáticos, las estaciones y la gestión forestal.

Diferentes investigaciones indican que los factores determinantes para boletus son suelos con:

• pH bajo
• textura franco arenosa
• elevada porosidad
• proporción carbono/nitrógeno alta
• bajo contenido en nutrientes minerales (fósforo, potasio, magnesio y calcio)
• capacidad de retención de agua
• temperaturas moderadas

En esta línea Hifas Foresta colaboró en el artículo “Artificial intelligence unveils key interactions between soil properties and climate factors on Boletus edulis and B. reticulatus mycelium in chestnut orchards of different ages”. (La inteligencia artificial revela interacciones clave entre las propiedades del suelo y los factores climáticos sobre el micelio de Boletus edulis y Boletus reticulatus en plantaciones de castaños híbridos de diferentes edades). 

El objetivo principal, como se indica en el título, fue determinar la posible interacción de dos importantes factores abióticos (suelo y clima) sobre la concentración y  frecuencia de micelio de estas dos especies de boletus.

En relación a estos parámetros, se determinaron empleando qPCR en tiempo real en muestras tomadas en los meses de septiembre, octubre y noviembre de los años 2018 y 2020 en plantaciones de castaños de 3, 10 y 40 años.

En el estudio, las parcelas están ubicadas a 140 metros sobre el nivel del mar y presenta un clima atlántico húmedo, con la temperatura media anual suave y una amplitud térmica baja. Por lo que la precipitación anual es elevada con una importante variabilidad estacional, siendo el periodo otoñal el más lluvioso y los meses de julio y agosto los de menor precipitación.

A su vez, el suelo se caracteriza por presentar pH ácido, una textura franco arenosa, un claro predominio de macroagregados (lo que le proporciona una elevada porosidad), una humedad baja-media, altos contenidos de carbono y valores muy bajos de fósforo asimilable.

Hipótesis y estudio de variables

Inicialmente la hipótesis testada fue que en parcelas de 40 años se encontraría una mayor concentración de micelio.

Esto se debe a que B. edulis se considera un hongo de fase tardía que produce setas en bosques maduros, y por lo tanto, con una concentración importante de carbono

Asimismo, se estudiaron 44 variables, entre otras: temperatura media mensual, temperatura máxima y mínima media mensual, humedad relativa media del aire, precipitación, distribución granulométrica y de tamaño de los áridos. Además de la densidad aparente, porosidad total, pH, carbono y nitrógeno total, relación carbono/nitrógeno, fósforo disponible y capacidad de intercambio catiónico.

Los resultados establecieron diferencias en las necesidades para el desarrollo del micelio de B. edulis y B. reticulatus, creciendo bajo las mismas condiciones climáticas.

Concretamente, el análisis estadístico de los datos estableció el efecto significativo del año sobre la concentración del micelio de B. edulis y de la edad de los árboles sobre la frecuencia del micelio de B. reticulatus.

Frente al análisis estadístico tradicional, las herramientas de inteligencia artificial empleadas tienen las ventajas de descubrir patrones e interacciones ocultas en procesos biológicos complejos.

De igual manera proporciona reglas que describen cómo afectan los factores críticos facilitando la interpretación de los resultados. 

Factores determinantes

En concreto, se determinó qué dos propiedades químicas del suelo (capacidad de intercambio catiónico y carbono total) y tres físicas (macroagregados, porosidad y capacidad de campo) han sido los factores determinantes en la concentración y frecuencia de micelio.

También se examinó su interacción con tres elementos climáticos: diferencia acumulada entre precipitación y evapotranspiración potencial, déficit hídrico en los dos meses anteriores y exceso de agua en el mes anterior al muestreo.

Sin embargo, a pesar de estos importantes avances, los factores específicos responsables del desarrollo micelial y la fructificación del complejo B. edulis siguen siendo campo de estudio.

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