Curso avanzado sobre Biouímica del Suelo 3.1. (Salvador González Carcedo) Desde los materiales orgánicos hasta el concepto de humus. a) La acción animal

En la entrega 3 (presentada en el mes de Mayo) escribí sobre las diferencias conceptuales entre materiales orgánicos y materia orgánica del suelo, e introduje una clasificación de los distintos tipos de humus, reiterada por Juanjo Ibáñez durante el mes de Agosto y reiterante con Carmen Lobo.

Además, nuestro Director en Jefe, nos ha proporcionado una gran información, sobre la biodiversidad propia y asociado a la geodiversidad de los suelos, a lo largo de los primeros meses de este año.

En una primera aproximación pretendo establecer algunos criterios generales, sobre la operatividad funcional de esa biodiversidad, como componente básico en la transformación de los materiales orgánicos aportados naturalmente y su transformación hasta esa masa definida como humus. En general, se dice que ocurre, pero se habla poco sobre como ocurre, lo que genera una gran laguna de conocimiento en los esquemas edafogenéticos generales que faciliten la comprensión de cómo se forman los horizontes orgánicos de los suelos.

En una primera aproximación, la formación de humus, lo definiré como el conjunto de procesos que desarrollan los conjuntos biológicos que configuran las comunidades animales de cada suelo. Si estos conjuntos son muy variados y ricos en número, las actuaciones serán mas complejas. Si los suelos tienen defectos en sus pirámides tróficas, los procesos se relentizarán o generarán las distintas formas clasificadas de humus.  No hay duda de que aquellos “defectos” pueden estar condicionados por factores de formación de suelos, mayoritariamente climáticos y geológicos, hechos que hay que aceptar con la mayor naturalidad.  Conociendo estos procesos y factores, las intervenciones antrópicas que alteran los suelos, podrán tener una mayor racionalidad y eficacia.    

Para iniciar este conjunto de intervenciones, podemos describir una serie de rasgos que configuran una acción fisiológica tipo, “edáficamente dirigida” que siempre tendrá como finalidad la nutrición de todos y cada uno de los componentes biológicos presentes en una comunidad edáfica dada.

Como rasgos generales quiero establecer en un orden de actuación lógica respecto a un aporte vegetal natural los siguientes pasos:

1.        Trituración

2.       Insalivación

3.       Mezcla en un tracto digestivo

4.       Mezcla en un medio intestinal

5.       Selección de nutrientes

6.       Defecación.

TRITURACIÓN (fractura de fragmentos de gran tamaño en otros mas pequeños, que caben en la boca de los animales).

·   La trituración exige de la presencia de seres vivos. Un análisis inicial de los animales nos permite clasificarlos en herbívoros, pero no todos los seres vivos incluidos en este bloque, presentan las mismas estrategias.  Así si los seres vivos son grandes y viven “sobre el suelo” les llamamos herbívoros. Pero este nombre que debiéramos aplicarlo también “vulgarmente” a los “animales que viven en el seno del suelo”, pasa más desapercibido, cuando lo aplicamos a un ácaro e incluso a una hormiga.

·   Una característica de la velocidad de los aportes naturales para ser triturados, se infiere de la facilidad o dificultad de los animales para triturar los componentes vegetales. Quizás por ello las hormigas puedan llegar a clasificarse por la forma de sus mandíbulas, a todas luces adaptada a los materiales que tienen que triturar. Y ello es una consecuencia de distintos apartados atribuibles al animal y al aporte. Así, respecto del animal deberemos de hablar del tamaño relativo respecto al aporte atacado, fuerza mandibular, capacidad nutricional del aporte en función del animal que lo requiera y palatibilidad entre otros. Del aporte deberemos hablar del grado de compactación y contenido en agua (o resistencia a la trituración) contenido en sustancias nutritivas, potencialidad de liberación de sustancias tóxicas durante el proceso, capacidad de embeber agua y un largo etc verdaderamente apasionante cuando queremos analizar los muy distintos medio edáficos existentes. 

·    Un análisis de todos estos hechos nos hace comprender que en las misma condiciones edáficas, distintos aportes vegetales pueden condicionar la viabilidad de diferentes especies animales consumidoras.  Esta será entonces una de las claves de la biodiversidad de cada suelo, al respecto. 

·   Si la trituración por uno o mas grupos biológicos no se produce, (por las causas naturales ao antrópicas que sean) en ese suelo se mostrará una tendencia a acumular materiales orgánicos sin transformar (materia orgánica bruta) en cantidades excesivas. 

INSALIVACIÓN (mezcla de alimentos con los líquidos producidos por las glándulas salivares)

·   Los aportes alimentarios, en general conllevan un déficit de agua, y son capaces de generar daños por erosión, de los tejidos animales.  Toda acción masticatoria, incluida la del propio hombre, conlleva una insalivación.  Esta acción no es simplemente un aporte de agua.  Las glándulas salivares aportan además ciertos componentes (glico-proteínas) que mantendrán unidas a las partículas fracturadas, que evitan esta acción de rozamiento en el tracto gástrico, retienen esa agua en las zonas peri-particuladas, y facilitan la acción de ciertos enzimas hidrolíticos constitutivos de la saliva.  Por ello, todo animal, precisa de un tiempo determinado de retención del alimento en su boca, antes de pasarlo a otras áreas del tracto gastro-intestinal.

·   Un caso especial es el de los rumiantes. Estos animales presentan un estómago compartimentado en el que la primera digestión masiva la realizan en base al rumen.  En el se presenta una riqueza extraordinaria en bacterias, capaces de degradar estructuras celulósicas.  La lentitud de este proceso bioquímico, que precisa de actuaciones distintas como la desestabilización de la estructuras que configuran las paredes vegetales (celulósicas y celulo-lígnicas) mediante una lenta fractura de las mismas, una separación de sus constituyentes orgánicos y finalmente una degradación de la propia celulosa, precisa de múltiples regurgitaciones (vuelta del estómago a la boca) que da la imagen de que los rumiantes están masticando de forma continua. Por primera vez he hablado, casi sin querer, de que la digestión tiene un componente bacteriano. Lo que no pueden digerir por este estómago especial, es excretado, se llama “bosta” y es objeto de interesantes investigaciones sobre sucesiones ecológicos de hongos por la Universidad de León, entre otras universidades.

MEZCLA EN EL TRACTO GÁSTRICO (o estómago, quien lo tenga)         

·   Los estómagos de los animales suelen realizar una digestión ácida. No soy biólogo, ni fisiólogo de la digestión de los pequeños animales, por lo que aceptaré gustoso una participación externa que nos informe de cómo son estos contenidos gástricos. Siendo consciente de mi ignorancia, solo diré que en los animales superiores, incluido el hombre, en esta organización se produce de forma masiva una hidrólisis ácida intensa.  También en el contenido intestinal confluyen los ácidos biliares o asimilados, cuya función es la de generar micelas con los ácidos grasos que se liberan con el procesos hidrolítico. 

·   Ahora ya tiene interés el que muchos de los animales en y sobre el suelo, no solo captan fragmentos orgánicos del suelo.  También ingieren agua y componentes inorgánicos texturales como arcillas, limos e incluso arenas. Baste recordar cómo, en el buche de ciertas aves están presentes y cooperan, sobre todo las arenas en la trituración de los alimentos.  En este medio, determinados compuestos orgánicos interaccionan con los compuestos orgánicos hidrolizados, semi-hidrolizados y sin hidrolizar, generando los primeros compuestos organo-minerales que si hay suerte, pueden llegar hasta el suelo.

MEZCLA EN EL MEDIO INTESTINAL (este lo tienen todos)

El intestino es el lugar donde se realiza:

·   El medio intestinal está colonizado por bacterias.  Sus capacidades son muy variadas. Un ejemplo de ellas es la capacidad de fijación N que tienen los componentes bacterianos de las termitas. Cuando estos contenidos se vuelcan sobre el suelo, potencia el número de bacterias del suelo y enriquecen sus conjuntos biodiversos.  Su presencia y actividad estará protegida frente a sus predadores edáficos mientras subsistan los mucopolisacáridos intestinales que los protegen a ellos y a los enzimas inmovilizados. 

·   Una degradación bacteriana se asocia generalmente con un medio básico. En realidad son procesos fundamentalmente hidrolíticos, mediados por enzimas exo-celulares, excretados por bacterias. Para que esto ocurra de forma eficiente el medio intestinal debe de mostrar un nivel crítico de agua, por lo que si es preciso, este ámbito recibe nuevos aportes, procedentes del interior del propio animal.

·   Los compuestos orgánicos, que se ya se encuentran con un grado muy alto de desestructuración o desempaquetamiento molecular, sufren ataque mediante hidrolasas de todo tipo.  Se liberan aminoácidos, monosacáridos, y un gran conjunto de moléculas susceptibles de ser asimiladas. 

·   Los complejos orgánicos que no sufrieron la desestructuración necesaria, pero si una hidratación suficiente conforman el grueso del conjunto orgánico que configurará el bolo intestinal.  La posibilidad de que se formen complejos organo-minerales es muy alta.  Estas asociaciones suelen proteger a los compuestos orgánicos de su degradación por enzimas,  llegando, en su momento, intactos al suelo.

·    La pérdida de componentes bacterianos, por razones varias, genera pérdida de equilibrios intestinales.  En el hombre y en los animales superiores, se manifiesta en forma de diarrea y se disminuye radicalmente la eficacia degradativa de todo el conjunto 

SELECCIÓN Y CAPTURA DE NUTRIENTES (transferencia a través de pared/membrana biológica)

·   En el intestino se desarrolla una selección y captura de específica de nutrientes a través de micro-vellosidades intestinales o de las membranas bacterianas.  Los procedimientos de actuación son propios de cada animal o célula, pero siguen normas generales, que también se extienden al mundo vegetal.

·   La forma de actuación suelo ser competitiva, cuando el nutriente es común.  En general bien las capacidades enzimáticas exocelulares tienen una capacidad de hidrólisis suficiente.  El único factor limitante puede ser la incapacidad de los aportes captados por el animal o la existencia de compuestos inhibidores o tóxicos que pudiera contener el alimento, y cuya puesta en el medio pudiera lesionar los sistemas enzimáticos o los de transporte de las microvellosidades intestinales o de los sistemas transportadores de las propias células bacterianas.

DEFECACIÓN (proceso de excreción de restos sólidos a través del citopigio.. pero recibe otros nombres)

·         La existencia de una impregnación intensa con mucílagos (glico-proteínas) intestinales, capaces de retener cantidades significativas de agua, facilita la movilidad intestinal de ese conjunto gran conjunto de restos no digeridos, bacterias, enzimas, agua y catabolitos que conforman el bolo fecal. Su movilidad se genera gracias a contracciones de la pared intestinal, que mueven el bolo.

·         El proceso de exteriorización de residuos generando la COPROMASA edáfica se denomina defecación.  Su forma, configuración, lugar, forma de acumulación, etc, dependen de la fisiología y etología del propio animal, y de su movilidad en el seno del perfil.

A efectos globales, la cantidad de C que transforma la edafofauna equivale a 650 Giga-toneladas de Carbono.  A efectos moleculares, esta pasada de los materiales orgánicos por tractos gastrointestinales animales permite la pérdida de la organización física vegetal, de la separación de moléculas que conforman macroestructuras, el ataque a las estructuras moleculares de los componentes orgánicos y la selección y captura de monómeros precisos para el mantenimiento de la actividad de la edafofauna y componente bacteriano intestinal.

No todas las estructuras vegetales pueden deshacerse ni todas las macromoléculas pueden degradarse por esta vía, pero si hemos dado un paso importante en comprender porqué hay que conocer, estudiar y potenciar la biodiversidad del suelo, dado el trabajo que nos ahorran.  Estos compuestos recalcitrantes son parte del nuevo humus (no todo el humus). 

La movilidad que caracteriza a los animales, facilita una reubicación de estas formas orgánicas en el suelo.  Si en principio cayeron sobre la superficie, los animales la interiorizan en el seno del perfil, según se lo permitan las características de los horizontes conformados (un parte de la horizonación).

Se que divulgar hace perder un cierto rigor científico.  Pero esto es más digerible que la entrega anterior.

Hoy estoy de buenas,  Saludos cordiales,