La vida bajo tierra

El suelo alberga una vasta y compleja red de organismos vivos, desde microorganismos hasta pequeños vertebrados, cuya diversidad y funciones ecológicas resultan esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres. Clasificados funcionalmente por su tamaño en microbiota, mesobiota y macrobiota, estos organismos participan en procesos clave como el reciclaje de nutrientes, la regulación del ciclo del carbono, la formación de la estructura del suelo y la mejora de su fertilidad. Su distribución es espacialmente heterogénea y está condicionada por factores fisicoquímicos, ambientales y antrópicos, como el uso agrícola o los incendios forestales. La biodiversidad del suelo constituye una frontera científica emergente con profundas implicaciones en la sostenibilidad, el cambio climático y la conservación de los recursos naturales.

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◼ Antonio Jordán López

Los seres vivos del suelo

Los arquitectos invisibles del ecosistema

Aunque invisible a simple vista, el suelo alberga una complejísima red de vida que conecta los procesos biológicos, químicos y físicos que sostienen los ecosistemas terrestres. Bajo la superficie se encuentran representantes de casi todos los filos del reino animal y vegetal, desde microorganismos microscópicos hasta vertebrados que lo utilizan temporalmente. En apenas unos centímetros de suelo pueden coexistir millones de microbios y cientos de especies de invertebrados.

Oruga de polilla babosa (Acharia sp.) sobre residuos en descomposición. Thomas Guillaume/Imaggeo.

Un campo en expansión de la ciencia

Saber cuántos son, qué hacen y a qué dedican su tiempo libre es una de las fronteras más apasionantes en la ciencia actual. Su actividad es tremendamente importante para el resto de seres vivos y, como parte del club, para nosotros, los seres humanos.

Sus actividades proporcionan una gran cantidad de servicios ecosistémicos esenciales para los seres humanos, como la descomposición de la materia orgánica, la filtración del agua, la estabilización del suelo, la generación y renovación de su fertilidad, el suministro de nutrientes para el crecimiento vegetal, la modificación del ciclo hidrológico (incluyendo la mitigación de inundaciones y el control de la erosión) y el control de plagas y patógenos de plantas y animales.

D. H. Wall y M. A. Knox (2005). Soil Biodiversity. Encyclopedia of Soils in the Environment, Pp.:36-141

La biodiversidad del suelo está condicionada por factores ambientales, fisicoquímicos y biológicos, así como por decisiones humanas vinculadas al manejo agrícola. Es justamente esta riqueza lo que permite el mantenimiento de servicios ecosistémicos o funciones del suelo, como el reciclaje de nutrientes, la producción de cultivos, el almacenamiento de carbono o el filtrado del agua y la regulación hídrica.

Que conste que, a mí, lo de "servicio ecosistémico" o "funciones del suelo" son conceptos que siempre me han chirriado un poco. Pero como no sé explicarlo bien en poco espacio, lo dejaré para otro momento.

Los suelos aportan servicios ecosistémicos que permiten la vida en la Tierra. Fuente: FAO.

La biología del suelo representa una frontera emergente en la ciencia del siglo XXI, en la que convergen ecología, microbiología, química ambiental y agronomía para abordar los grandes retos de la sostenibilidad global.

La interconectada comunidad biológica del suelo

Los organismos del suelo viven, por decirlo así, en una especie de red en la que todos están conectados. Bien a nivel trófico (unos se comen a otros), simbiótico (unos se asocian con otros) o como meros compañeros de piso más o menos bien avenidos, compartiendo un espacio, participando en las distintas fases del ciclo de los nutrientes y construyendo continuamente eso que llamamos suelo.

Imagen de microscopía electrónica de una ameba (un tipo de protozoo) engullendo un grupo de baterias.

Pero no solo eso. Los organismos del suelo están estrechamente vinculados con las plantas. A medida que avanza el conocimiento sobre estas interacciones, mayor es la conciencia de que los organismos del suelo están implicados en todo tipo de procesos ecológicos como la fertilidad y productividad de los sistemas naturales, la calidad del agua o la tasa de descomposición de la materia orgánica del suelo. Debido a la implicación de los organismos del suelo en la dinámica del carbono, por ejemplo, puede decirse que son responsables de la regulación del flujo de CO₂ (un gas de efecto invernadero) y el secuestro de carbono en el suelo, de modo que sabemos que también tienen una gran capacidad potencial de regulación del calentamiento global.

La biota del suelo depende, directa o indirectamente, del aporte de materia orgánica al suelo. En los ecosistemas naturales, una parte sustancial de la producción primaria retorna al suelo. Con la creciente apropiación humana de la producción primaria neta, cada vez se devuelve menos materia orgánica al suelo. Esto difiere de la energía utilizada en los ecosistemas naturales, por ejemplo, por los grandes herbívoros que, en gran medida, devuelven materia orgánica al suelo en forma de heces. Una parte sustancial de la materia orgánica utilizada por los humanos no se devuelve a los ecosistemas en formas que puedan ser utilizadas por la biota del suelo. Esta disminución del aporte de materia orgánica puede reducir la biomasa y la diversidad de la biota del suelo. La reducción del aporte de hojarasca en el rendimiento del suelo en la reducción de la biomasa o la actividad microbiana, o ambas. En los agroecosistemas, la diversidad de especies de fauna se correlaciona negativamente con la apropiación humana de la producción primaria neta . Esto concuerda con la teoría de especies-energía, que predice que hay más especies en sitios con mayor disponibilidad de energía. Además, la materia orgánica del suelo no solo representa una importante fuente de energía, sino también el hábitat de la biota edáfica en diversos niveles, desde los agregados hasta la capa de hojarasca superficial. La alteración de estos hábitats es otro efecto negativo de la apropiación humana de la producción primaria sobre la biota edáfica.

Jan Frouz (2020). Chapter 1 - Soil biodiversity conservation for mitigating climate change. Climate Change and Soil Interactions. Pp.: 1-19.

Por esta razón es, precisamente, la diversidad de los seres vivos del suelo la que asegura la capacidad de autorregulación del ecosistema edáfico y de los sistemas con los que intercambia materia y energía, como la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.

Abundancia de microorganismos del suelo según dos parámetros: número de individuos por gramo de suelo y biomasa en gramos por metro cuadrado. A partir de varios autores.

Los microorganismos del suelo, como hongos, bacterias, protozoos y virus, representan una fracción considerable de la biomasa viva de la Tierra; se estima que los suelos superficiales contienen entre 103 y 104 kg de biomasa microbiana por hectárea. Existe una amplia variedad de microorganismos, que pueden variar fisiológicamente, tanto en sus requerimientos de temperatura como en su uso de oxígeno . Estos microorganismos pueden encontrarse asociados con partículas de arcilla o materia orgánica, en la rizosfera de las plantas y en pequeñas colonias en los poros entre las partículas. Desde un punto de vista cuantitativo, la cantidad de microorganismos en el suelo puede variar según la profundidad; la diversidad de microorganismos aumenta a medida que disminuye la profundidad . Algunos estudios realizados en suelos áridos han demostrado una mayor abundancia de bacterias en las capas externas del suelo en comparación con las capas internas.

[...]

La diversidad y abundancia de microorganismos es extremadamente alta; de hecho, es posible estimar que 1 g de suelo contiene diez mil millones de bacterias, mientras que los hongos representan el 90% de la biomasa microbiana viva total. Sin embargo, el conocimiento de la diversidad microbiana del suelo aún es limitado. Los estudios microbiológicos del suelo son importantes porque los microorganismos del suelo responden rápidamente a cualquier perturbación del suelo y, por lo tanto, son indicadores buenos, sensibles y confiables de la salud del suelo.

Mercedes García-Sánchez y Jiřina Száková (2016). Chapter 12 - Biological remediation of mercury-polluted environments. Plant Metal Interaction Emerging Remediation Techniques. Pp.: 311-334.

Imagen microscópica de bacterias Leptothrix oxidantes de hierro. Bertram Schmidt/Imaggeo.

La enorme biodiversidad de los habitantes del suelo

La biodiversidad del suelo incluye una gran variedad de formas de vida que normalmente permanecen ocultas a nuestros ojos por ser demasiado pequeños: virus, bacterias, actinomicetos, hongos, algas, protozoos, invertebrados microscópicos como rotíferos, tardígrados (osos de agua), planarias del suelo (gusanos planos) y nematodos (gusanos redondos); microartrópodos como los ácaros (Acari) y los colémbolos (Collembola). También existen invertebrados de mayor tamaño, ya visibles a simple vista, como los gasterópodos terrestres (caracoles y babosas), isópodos (cochinillas), oligoquetos (enquitreidos y lombrices), arañas, escorpiones, escarabajos, ciempiés, milpiés, crustáceos, hormigas y termitas.

Micrografía electrónica de barrido de baja temperatura de un nematodo del quiste de la soja y su huevo. Agricultural Research Service/ Wikimedia Commons.

Pero no solo eso. También hay animales más grandes, como vertebrados que dependen del suelo como hábitat: topos, perritos de la pradera, pequeños roedores, reptiles, anfibios e incluso aves. Muchos invertebrados que normalmente viven sobre el suelo pueden habitar el suelo temporalmente durante alguna etapa de su ciclo vital o de forma estacional (como algunos nematodos parásitos de insectos o larvas de insectos como moscas, cigarras o escarabajos).

Babosa terrestre (probablemente Drusia valenciennii) de unos seis centímetros de longitud en el Parque Nacional de Doñana (Huelva). Antonio Jordán/Imaggeo.

Esta red de organismos interactúa dinámicamente con su entorno físico y con las comunidades vegetales que lo colonizan. La comunidad de seres vivos del suelo comprende una multitud de organismos y procesos que interactúan con un ecosistema que sustenta la vida encima de la superficie.

El tamaño, la accesibilidad y la distribución espacial de la biota del suelo, las enzimas, los productos microbianos y la materia orgánica se reconocen como de suma importancia en las reacciones y procesos analizados en este volumen. Löhnis y Fred (1923) reconocieron que el tamaño muy pequeño de los microorganismos resultaba en grandes superficies y permitía la persistencia de grandes cantidades en el suelo, el agua, el aire y los alimentos. Waksman y Starkey (1931) mostraron imágenes que relacionaban los microorganismos con la estructura física del suelo, reconoció la naturaleza coloidal de la materia orgánica del suelo y calcularon que 100 millones de bacterias en un gramo de suelo ocuparían sólo 1/10.000 del volumen total del suelo.

Eldor A. Paul (2015). Chapter 1 - Soil microbiology, ecology, and biochemistry: an exciting present and great future built on basic knowledge and unifying concepts. Soil Microbiology, Ecology, and Biochemistry. Pp.:1-14.

La abundancia, diversidad y actividad de estos organismos está controlada por una combinación de procesos ambientales, químicos y físicos y, por lo tanto, no se distribuyen de forma uniforme. Existen variaciones espaciales a escala del paisaje (horizontal), del perfil edáfico (vertical) e incluso a nivel microscópico, dentro de la matriz del suelo. Este patrón heterogéneo es fruto de factores como el tipo de suelo, el contenido de materia orgánica, la acidez, el clima y el uso que se le da al suelo.

La biota del suelo representa una gran proporción de la biodiversidad terrestre. La abundancia, diversidad y actividad de los organismos del suelo no se distribuyen aleatoriamente, sino que varían horizontalmente a lo largo del paisaje, verticalmente a través del perfil del suelo y a escala microscópica dentro de la matriz del suelo. Los patrones espaciales de los organismos del suelo y los factores que impulsan esta heterogeneidad apenas se han comenzado a explorar en detalle, pero los avances en tecnologías de secuenciación molecular, geoestadística y otros enfoques analíticos han dado lugar a un gran aumento en el número de estudios publicados sobre el tema en los últimos años. 

Serita D. Frey (2024). Chapter 8 - The spatial distribution of soil biota and their functions. Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry (Fifth Edition). Pp.: 229-245.

Los científicos siempre han intentado comprender las razones de la distribución global y local de esta biodiversidad, así como su respuesta ante amenazas como la degradación del hábitat y el cambio climático. Comprender las amenazas a la biodiversidad es fundamental para la conservación de este recurso vital.

Interior de un hormiguero en la película de animación francesa Minúsculos: el valle de las hormigas perdidas (Thomas Szabo y Hélène Giraud, 2014).

¿Cómo clasificar a los organismos del suelo de forma útil?

Los organismos del suelo pueden dividirse taxonómicamente, por ejemplo, en grupos filogenéticos como hongos, algas, protozoos, bacterias, etc. La secuenciación genética ha permitido un avance enorme en pocos años en la clasificación de los seres vivos.

Árbol de la vida a partir del análisis filogenético de las especies, según Hinchliff et al. (2015).

Sin embargo, dividir a los organismos del suelo por filogenia no es lo más útil en el caso del estudio de los suelos. Clasificar a los organismos del suelo por su tamaño corporal (en microfauna, mesofauna y macrofauna) puede parecer algo extraño, como ocurre al leer por primera vez la clasificación de los animales de Aristóteles. De pequeño, a mí siempre me hizo gracia que Aristóteles no supiera decir qué era un murciélago:

Entre los animales voladores, unos tienen alas provistas de plumas, como el águila y el halcón, otros alas membranosas, como la abeja y el abejorro, y otros están provistos de alas con piel, como el zorro volador y el murciélago. Pues bien, los voladores provistos de plumas son los sanguinos, igualmente los voladores con alas de piel, y los dotados de alas membranosas son no sanguinos, como, por ejemplo, los insectos. Los animales de alas con plumas y los de alas de piel tienen todos ellos dos pies o no tienen ninguno. En efecto, se cuenta que hay ciertas serpientes de ese tipo por la zona de Etiopía. Pues bien, de estos animales el género dotado de alas con plumas se llama ave, pero los otros dos géneros no tienen un nombre particular para designarlos.

Aristóteles. Historia de los animales (~ 343 a.e.c).

En realidad, cuando la leí mejor, comprendí por qué Darwin lo admiraba más que a Linneo.

Escarabajo pelotero (Scarabaeus cicatricosus) en el Parque Nacional de Doñana. Antonio Jordán/Imaggeo.

Volviendo a lo nuestro, clasificar por tamaño a los seres vivos del suelo en lugar de por su taxonomía tiene ventajas prácticas y ecológicas que facilitan su estudio, especialmente en investigaciones sobre dinámica del suelo, procesos físico-químicos y hasta servicios ecosistémicos. Aunque es sorprendentemente inusual como criterio científico, el tamaño corporal de los organismos está estrechamente relacionado con la función ecológica que desempeñan.

La actividad microbiana puede afectar en gran medida la estructura del suelo y las propiedades hidráulicas del suelo al producir sustancias poliméricas/exopolisacáridas extracelulares que alteran la estructura y la porosidad del suelo. La conductividad hidráulica del suelo puede reducirse por la obstrucción de los poros debido a la actividad microbiana.

Ashok Kumar Indoria, Kishori Lal Sharma y Kotha Sammi Reddy (2020). Chapter 18 - Hydraulic properties of soil under warming climate. Climate Change and Soil Interactions. Pp.: 473-508.

A veces, las implicaciones de los organismos del suelo son enormes, a pesar de su tamaño:

Hace más de cuatro décadas, comenzó a acumularse evidencia que mostraba la importancia de la fauna que se alimenta de hojarasca para estimular la tasa de descomposición de la materia orgánica y mejorar la movilización de nutrientes en ese material [...]. Más tarde se hizo evidente que no solo los detritívoros sino también otros grupos tróficos de la fauna del suelo , aunque tengan una biomasa marginal, pueden controlar la tasa de los procesos de degradación. Es importante destacar que los estudios de micro y mesocosmos han demostrado repetidamente que la presencia de consumidores secundarios puede tener una notable influencia estimuladora no solo en los procesos del suelo sino también en el crecimiento de las plantas. En otras palabras, al alimentarse de detritos , microbios del suelo u otros animales, la fauna del suelo acelera la movilización de nutrientes y, por lo tanto, afecta indirectamente la producción primaria neta al controlar la disponibilidad de nutrientes para la absorción de las plantas.

Heikki Setälä (2005). 6.4 - Does biological complexity relate to functional attributes of soil food webs? Dynamic food webs. Multispecies assemblages, ecosystem development, and environmental change. Volume 3 in Theoretical Ecology Series. Pp.: 308-320.

Distribución de los organismos del suelo según su tamaño, desde microorganismos como bacterias y protozoos (1 µm) hasta macroorganismos como lombrices, insectos, moluscos, reptiles y pequeños mamíferos (20 mm).

Una propuesta para aproximarnos a ese universo casi desconocido consistiría en estudiar seriamente su funcionamiento, para lo cual se puede tomar en cuenta su tamaño. Por eso, a los organismos del suelo, Store & Eggleton (1992), según Lavelle y Spain (2001) los asociaron en tres grandes grupos por tamaño: micro, meso y macrofauna. Esta clasificación atesora (a groso modo) una base fisiológica, por cuanto cada una de estas categorías cumple generalmente funciones específicas en el ecosistema suelo. La vida en estos grandes grupos [...] repercute generalmente de forma directa o indirecta en el metabolismo del suelo y de los ecosistemas que viven sobre el (la vegetación, los animales que se alimentan de ella y al propio ser humano) (Carl Rogers). Puedo también utilizar el término de animal humano porque el egocéntrico de Homo sapiens, en concordancia con Einstein parece ser que nos queda grande.

Juan J. Ibáñez. Biología del suelo para principiantes: donde también importa el tamaño. Un universo invisible bajo nuestros pies (12/12/2008, consultado el 12/07/2025). 

Diferentes fuentes de clasificación utilizan diferentes rangos de tamaño para clasificar a los organismos del suelo. Todas son bastante similares, en realidad, y no plantean grandes diferencias. Así que podemos clasificar a los organismos en tres grupos. 

• La microbiota estaría compuesta básicamente por organismos microbianos, de tamaño menor de 0.2 mm, entre los que se encuentran arqueobacterias, cianobacterias, mohos, hongos, protozoos o algas. En conjunto, estos organismos son responsables del ciclo de nutrientes.
• Cianobacterias y algunas bacterias, por ejemplo, son importantes en el ciclo del nitrógeno, ya que lo pueden fijar y transformarlo en formas asimilables por las plantas.
• Bacterias y hongos son responsables de la descomposición y transformación de la materia orgánica.
• Los protozoos se encuentran también en esta clase y cumplen muchas funciones, entre las que destaca el control de la población de bacterias, de las que son depredadores.
• La mesobiota (organismos entre 0.2 y 10 mm) incluye, fundamentalmente nematodos, pequeños insectos, enquitreidos, rotíferos, colémbolos y ácaros. La mayoría son acuáticos.
• Algunos de estos grupos, como los nematodos, pueden consumir plantas, pero se alimentan principalmente de la microbiota.
• Son responsables de muchas funciones, entre las que destaca la redistribución de nutrientes y el control de la población de otros organismos, pero, especialmente, la agregación de partículas del suelo.
• Fragmentan la materia orgánica, estimulan la actividad microbiana y favorecen la formación de agregados del suelo.
• La macrobiota (organismos mayores de 10 mm) La mesobiota del suelo incluye, fundamentalmente: enquitreidos (oligoquetos), lombrices, moluscos o artópodos.
• Las lombrices son el grupo más importante desde el punto de vista de sus implicaciones en la estructura del suelo y el reciclado de nutrientes, tanto cuantitativa como cualitativamente. Prefieren suelos neutros, con altas concentraciones de materia orgánica (como los prados) y son muy importantes en la fragmentación y mezcla de los residuos orgánicos, incrementado su superficie específica (lo que facilita su ataque por bacterias y hongos). También depredan otros organismos del suelo.

Esta clasificación permite estudiar los procesos edáficos según escalas espaciales y relacionar mejor procesos biológicos con estructuras físicas del suelo, ya que organismos de distinto tamaño operan a distintas escalas. Así, la microfauna actúa a escala micrométrica (películas de agua, espacios entre partículas), mientras que la macrofauna puede modificar estructuras a escala centimétrica o mayor (galerías, poros, agregados).

Y mucho cuidado, pueden ser peligrosos:

Robert Graham: Por favor, mantengan la radio encendida. ¡Esto es una emergencia! Interrumpimos todos los programas de radio y televisión por tiempo indefinido. Por favor, mantengan sus receptores de radio y televisión encendidos. Esto es una emergencia. Repito: ¡Esto es una emergencia!

O'Brien: Por orden del Presidente de los Estados Unidos, en pleno acuerdo con el Gobernador del Estado de California y el Alcalde de Los Ángeles, la Ciudad de Los Ángeles, en aras de la seguridad pública, se declara bajo estado de sitio militar. El toque de queda es a las dieciocho horas. Cualquier persona que se encuentre en la calle o fuera de sus viviendas después de las seis de la tarde de esta noche será arrestada por la policía militar. En cuanto a las razones de esta drástica decisión... Hace unos meses, en el desierto de Nuevo México, se descubrieron hormigas gigantes. La colonia fue destruida, pero dos reinas escaparon... Una ha sido encontrada y destruida. La otra aún no ha sido encontrada, pero se sabe que ha establecido un nido en algún lugar de los desagües pluviales bajo las calles de Los Ángeles... Desconocemos cuánto tiempo lleva establecido este nido ni cuántos de estos monstruos letales han eclosionado. Puede que solo haya unas pocas o miles... Si alguna nueva reina ha eclosionado y escapado de este nido, otras ciudades estadounidenses podrían estar en peligro ahora mismo. Estas criaturas son extremadamente peligrosas. Ya han matado a varias personas. Quédense en sus casas. Repito: ¡quédense en sus casas! Su seguridad personal, la seguridad de toda esta ciudad, depende de su total cooperación con las autoridades militares.

El locutor Robert Graham (James Arness) y el general de brigada O'Brien (Onslow Stevens) en La humanidad en peligro (Gordon Douglas, 1954).

 

El Dr. Metford (Edmund Gwenn) explicando a los militares el misterioso funcionamiento de los hormigueros (🐜😬) durante la reunión del gabinete de crisis en una escena de La humanidad en peligro (Gordon Douglas, 1954). 

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Preguntas para pensar un poco

¿Puedes encontrar lombrices o insectos al excavar en un huerto o jardín cercano?

¿Sabías que las bacterias del suelo ayudan a fertilizar los cultivos?

¿En qué tipo de paisaje crees que hay más biodiversidad del suelo?

¿Qué pasa con el suelo si desaparecen sus organismos vivos?

¿Por qué crees que clasificar por tamaño es útil para estudiar el suelo?

¿Hay diferencias en el suelo de un bosque, un parque urbano y uno agrícola? ¿Por qué?

¿Puedes identificar señales de actividad biológica en el suelo (galerías, excrementos, raíces)?

¿Sabías que el suelo puede almacenar carbono y ayudar a frenar el calentamiento global?

¿Qué harías para capturar organismos del suelo y observarlos con una lupa o microscopio?