La biodiversidad del suelo, el escudo invisible frente a patógenos en cultivos y salud humana
Muy por debajo de lo que vemos en la superficie, el suelo alberga una red inmensa de microorganismos que actúa como un auténtico sistema inmunitario natural. Esa biodiversidad subterránea no solo sostiene la fertilidad de los campos, sino que también contribuye a proteger tanto los cultivos como la salud humana frente a bacterias peligrosas.
Dos grandes estudios internacionales, co-liderados por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC), han puesto números y mapas a este papel protector. Tras analizar más de 1.600 muestras de suelos de 59 países, los equipos científicos han demostrado que los suelos con una microbiota diversa contienen menos patógenos capaces de dañar plantas y personas, y han elaborado el primer atlas global de bacterias patógenas del suelo.
Un “escudo natural” que arranca en el suelo
Las investigaciones, publicadas en Nature Communications y Cell Host & Microbe, coinciden en una idea clave: cuando el suelo alberga una comunidad microbiana rica y equilibrada, se comporta como un escudo que frena la instalación y expansión de bacterias nocivas. Algo muy similar a lo que ocurre con la microbiota de la piel o del aparato digestivo en animales y seres humanos.
Según explica la investigadora del IRNAS-CSIC Míriam Muñoz Rojas, en la llamada “era del microbioma” se ha comprobado que la defensa biológica que vemos en nuestro propio organismo tiene su equivalente bajo nuestros pies. Una microbiota del suelo diversa dificulta que los patógenos encuentren hueco para colonizar, y limita su capacidad de multiplicarse hasta niveles peligrosos.
Durante el trabajo de campo y laboratorio, los equipos científicos analizaron 1.600 muestras de suelo procedentes de 59 países de todos los continentes. A partir de esos datos generaron 1.602 metagenomas, es decir, conjuntos masivos de información genética microbiana extraída directamente del suelo, que han permitido identificar tanto bacterias beneficiosas como especies potencialmente patógenas.
El resultado es un atlas global de patógenos bacterianos del suelo que muestra dónde se concentran, cómo se relacionan con el clima y de qué forma responde la biodiversidad microbiana. Este mapa mundial, en el que participan de forma destacada investigadores españoles, abre la puerta a nuevos sistemas de vigilancia y prevención tanto en agricultura como en salud pública.
Guardianes microscópicos: Actinobacterias y Bacillota
Uno de los hallazgos más llamativos es el papel central de dos grandes grupos bacterianos que actúan como verdaderos “guardianes naturales” del suelo: las Actinobacterias y las Bacillota (un grupo amplio que incluye numerosas especies del género Bacillus, entre otros).
Las Actinobacterias destacan por su capacidad para producir de forma natural una gran variedad de compuestos químicos —algunos similares a antibióticos— capaces de frenar o eliminar bacterias patógenas. Muchas de las moléculas empleadas en medicina humana y veterinaria para combatir infecciones se descubrieron originalmente en este tipo de microorganismos presentes en el suelo.
Las Bacillota, por su parte, se imponen a los patógenos mediante competencia directa: disputan el espacio físico, consumen los nutrientes disponibles e impiden que las bacterias dañinas se instalen cómodamente. En suelos donde estos “aliados” son abundantes, la probabilidad de que las bacterias patógenas proliferen disminuye de forma notable.
La abundancia de estos guardianes microscópicos puede aumentar por diversas causas, como el aporte de materia orgánica de origen animal o humano, ciertas prácticas agrícolas que favorecen la vida microbiana o la llegada de esporas transportadas por el viento. Cuando el sistema funciona bien, la comunidad de microorganismos beneficiosos mantiene a raya a las especies problemáticas.
Sin embargo, en suelos degradados o con baja diversidad microbiana, el equilibrio se rompe. La falta de competidores y reguladores naturales abre la puerta a que los patógenos se asienten con facilidad, se integren en el microbioma del suelo y aumenten su presencia hasta niveles capaces de amenazar la producción agrícola y, en determinados contextos, la salud humana.
Protección directa de cultivos clave como tomate, patata y arroz
Los resultados del estudio publicado en Nature Communications muestran que los suelos con mayor biodiversidad bacteriana son más resistentes a plagas e infecciones vegetales. En particular, se ha observado este efecto protector en cultivos estratégicos para la seguridad alimentaria global, como el tomate, la patata o el arroz, y en sistemas de producción ecológica.
En parcelas con microbiota rica, los patógenos que afectan a estas plantas se ven claramente limitados. La presencia de Actinobacterias y Bacillota, junto con otros microorganismos beneficiosos, impide que las bacterias invasoras alcancen densidades suficientes para desencadenar epidemias en los campos.
Cuando el suelo está empobrecido por el uso intensivo de agroquímicos, la labranza agresiva o la pérdida de materia orgánica, el escenario cambia. Los patógenos encuentran menos competencia y mayor facilidad para establecerse, lo que aumenta el riesgo de brotes de enfermedades que pueden arruinar cosechas enteras y reducir la disponibilidad de alimentos.
Para el líder del Laboratorio de Biodiversidad y Funcionamiento Ecosistémico (BioFunLab) del IRNAS-CSIC, Manuel Delgado Baquerizo, fomentar la biodiversidad nativa del suelo es una vía prometedora para disminuir la dependencia de productos químicos y favorecer cultivos más resilientes. La idea es aprovechar el propio funcionamiento ecológico del suelo para contener las infecciones, en lugar de recurrir sistemáticamente a pesticidas y antibióticos.
Desde la perspectiva europea, este enfoque encaja con las estrategias de la UE orientadas a una agricultura más sostenible, que reduzca el uso de fitosanitarios y apueste por soluciones basadas en la naturaleza. Proteger y restaurar la vida del suelo se perfila como un elemento esencial para sostener la producción en regiones agrícolas clave, como España, altamente expuestas al estrés hídrico y a los efectos del cambio climático.
Cuando el suelo también cuida de la salud humana
El trabajo publicado en Cell Host & Microbe amplía el enfoque y demuestra que la biodiversidad del suelo también protege a las personas. Los investigadores identificaron 80 especies bacterianas potencialmente patógenas para los seres humanos presentes en suelos de todo el mundo, de las cuales 25 se consideraron dominantes por aparecer en el 80% de las muestras analizadas.
Entre estas bacterias figuran nombres tan conocidos como Mycobacterium tuberculosis (causante de la tuberculosis), distintos tipos de Salmonella o Bacillus anthracis, responsable del ántrax. Aunque muchas de estas especies se comportan como patógenos oportunistas —es decir, solo causan problemas graves cuando las condiciones les favorecen o cuando encuentran organismos debilitados—, su control es prioritario desde el punto de vista de la salud pública.
Según explica Delgado Baquerizo, multitud de bacterias patógenas viven de forma natural en el suelo sin provocar necesariamente enfermedades. Lo determinante es el contexto: si el suelo es diverso y está sano, la comunidad microbiana en su conjunto limita su proliferación. Si el ecosistema se degrada, la balanza se inclina a favor de estas especies de riesgo.
Este comportamiento tiene implicaciones directas para zonas rurales y agrícolas, donde existe un contacto más estrecho entre suelos, alimentos y población. Productos frescos procedentes de suelos contaminados o mal gestionados pueden actuar como vía de entrada de patógenos en la cadena alimentaria, particularmente allí donde las prácticas de higiene y tratamiento postcosecha son insuficientes.
Los autores subrayan que la salud humana y la salud ambiental están estrechamente conectadas. Cuidar la biodiversidad microbiana del suelo se traduce no solo en cosechas más estables, sino también en una primera línea de defensa sanitaria a escala ecosistémica, especialmente relevante en un contexto de creciente resistencia a antibióticos y aparición de nuevas enfermedades.
Lluvia, calor y cambio climático: factores que inclinan la balanza
El atlas global elaborado por los investigadores también permite entender cómo influyen las condiciones climáticas en la presencia de bacterias peligrosas. Los datos señalan a la lluvia como el factor más determinante: un 82% de los patógenos dominantes muestran una clara correlación con las precipitaciones.
El aumento de agua en el terreno facilita tanto el desplazamiento como la supervivencia de estos microorganismos. En suelos húmedos, los patógenos pueden moverse con mayor facilidad a través de los poros, llegar a nuevas raíces o aflorar a la superficie. De ahí que los ecosistemas húmedos y tropicales concentren mayores niveles de bacterias de riesgo, según refleja el atlas.
La temperatura es el otro gran factor. A medida que el termómetro sube, muchas bacterias patógenas incrementan su tasa de crecimiento, lo que se traduce en poblaciones más numerosas y una mayor probabilidad de infección. Este patrón preocupa en el contexto actual, dado que el cambio climático está elevando las temperaturas medias y alterando los regímenes de lluvia en gran parte del planeta.
Los modelos predictivos desarrollados a partir del atlas sugieren que, en escenarios climáticos futuros, la proporción de bacterias patógenas dominantes aumentará en muchas regiones, especialmente en áreas tropicales y subtropicales. Aunque Europa y España no se sitúan en esas franjas climáticas, el progresivo incremento de olas de calor y fenómenos extremos obliga a estar atentos a posibles cambios en la microbiota del suelo.
Ante este panorama, los autores consideran que los resultados proporcionan una base científica sólida para reforzar los sistemas de vigilancia preventiva. Integrar la información sobre microbiota del suelo, clima y presencia de patógenos puede ayudar a anticipar brotes de enfermedades, ajustar prácticas agronómicas y orientar políticas de salud pública y medioambiental.
Agricultura basada en la naturaleza: reforzar el “sistema inmunitario” del suelo
Más allá del diagnóstico, los trabajos co-liderados por el IRNAS-CSIC apuntan a un cambio de enfoque en la gestión agraria. La clave pasa por aplicar estrategias agrícolas basadas en la naturaleza, que refuercen la biodiversidad del suelo en lugar de deteriorarla.
Entre las prácticas que favorecen esta recuperación se encuentran el aporte regular de materia orgánica (compost, estiércoles bien manejados, restos de cosecha), el mantenimiento de coberturas vegetales y la reducción de la labranza intensiva. Todas ellas ayudan a crear un entorno más estable y rico para la vida microbiana, algo esencial para que Actinobacterias, Bacillota y otros microorganismos beneficiosos puedan ejercer su papel protector.
También resultan clave las rotaciones de cultivos y las asociaciones vegetales, que evitan el agotamiento de nutrientes y rompen los ciclos de plagas específicas. La integración de árboles y setos en los sistemas agrícolas, a través de la agrosilvicultura, mejora la estructura del suelo, aporta sombra y fomenta raíces profundas que movilizan nutrientes desde capas inferiores. Además, la presencia de fauna auxiliar ayuda al control biológico de plagas y favorece la estabilidad del ecosistema.
En sentido contrario, el uso intensivo de fertilizantes sintéticos y pesticidas de amplio espectro daña a los “guardianes naturales” del suelo y puede generar un vacío ecológico que los patógenos aprovechan. La reducción progresiva de estos insumos, en línea con las estrategias europeas de sostenibilidad, se perfila como un paso necesario para recuperar la funcionalidad biológica de los suelos agrícolas.
Para regiones mediterráneas como España, donde la sequía recurrente y la erosión son problemas crónicos, apostar por una agricultura regenerativa centrada en la vida del suelo puede marcar la diferencia entre sistemas vulnerables y sistemas capaces de adaptarse a las nuevas condiciones climáticas sin perder productividad ni comprometer la salud pública. La difusión de prácticas de agroecología resulta clave en este proceso.
Un recurso estratégico frente a la crisis climática y sanitaria
Los suelos albergan más del 25% de la biodiversidad del planeta y concentran una parte sustancial de su biomasa. Pese a ello, se estima que solo conocemos una fracción mínima de las especies microbianas que viven bajo tierra. Lo que sí muestran los estudios recientes es que esa vida invisible resulta decisiva para cuestiones tan tangibles como la comida que llega a nuestra mesa o la aparición de determinadas enfermedades.
Al proteger la biodiversidad microbiana del suelo, se refuerzan varios servicios ecosistémicos a la vez: producción de alimentos, regulación del agua, secuestro de carbono y control natural de patógenos. En un escenario de cambio climático, esta multifuncionalidad convierte al suelo en un recurso estratégico que conviene cuidar con especial atención.
Los autores de los estudios insisten en que el trabajo solo ha sido posible gracias a una amplia red de colaboración internacional, que ha permitido integrar datos y metodologías de múltiples regiones del mundo. Esta cooperación científica resulta fundamental para identificar patrones globales, pero también para diseñar soluciones adaptadas a cada territorio.
De cara a las próximas décadas, la evidencia disponible apunta en una dirección clara: mantener y recuperar la biodiversidad del suelo será esencial para sostener la seguridad alimentaria, reducir los riesgos asociados a bacterias patógenas y aumentar la resiliencia frente al calentamiento global. Cuidar la vida subterránea significa, en la práctica, reforzar una capa de protección silenciosa pero decisiva sobre la que se apoya buena parte de nuestro bienestar.
