T5- Introducción al estudio de los hongos

Filogenéticamente, los hongos son ajenos al resto de organismos vegetales. Es un grupo considerado artificial, pues bajo su nombre se agrupan organismos que no tienen ninguna relación. Además, los hongos deberían ser estudiados en Micología.

El primero en estudiarlos fue Pier Antoni Micheli (1729); no se estudiaron antes porque sus estructuras son microscópicas. En cuanto a su diversidad, debe haber 70-75.000 especies; aunque Hawskworth estima al menos 1,5 millones; debido sobre todo a la falta de estudio de hongos en zonas tropicales.

Dentro de los hongos se integran los hongos verdaderos (reino Fungi), los hongos ameboides y los acuáticos (muy distintos a los primeros). También son importantes las asociaciones: micorrizas (hongo + planta vascular) y líquenes (hongo + alga).

Características generales de los hongos:

Algunos hongos verdaderos no tienen alguna de estas características, y a los ameboides y acuáticos les suelen faltar muchas de ellas.

En los hongos verdaderos, la unidad morfológica es la hifa; que normalmente tiene estructura alargada y presenta siempre crecimiento apical. En ella hay una alta producción de enzimas y de actina, y en algunos hongos crece unos 2-3 cm/h.

Normalmente las hifas son microscópicas, pero a veces forman agrupaciones macroscópicas visibles llamadas agregados de hifas; y según su función son:

El resto de las hifas no especializadas forman en su conjunto una estructura llamada micelio. Analizándolas comprobamos que su pared celular está formada en el interior por microfibrillas y en el exterior por matriz amorfa. El sumatorio de la pared celular tiene quitina y glucanos como componentes principales, y también muchas glicoproteínas. Abundan las mitocondrias (planas y alargadas) y almacenan glucógeno. Es importante la ausencia absoluta de celulosa (menos en hongos acuáticos).

A veces el conjunto formado por las hifas está protegido del exterior por una matriz extracelular (MEC) que le ayuda a evitar que microorganismos patógenos puedan afectarlas. En algunos grupos de hongos lo que hacen es liberar cristales de oxalato cálcico, perjudiciales para el resto de los organismos.

Algunos hongos son exclusivamente unicelulares, y en ellos cada célula es una hifa (ej: levaduras. Saccharomyces cerevisae). Sin embargo, lo más habitual es que sean organismos pluricelulares sifonales, que presentan hifas cenocíticas: filamentos alargados y plurinucleados sin tabiques (ej: moho del pan); u organismos pluricelulares plectenquimáticos, con hifas septadas: formados por células separadas por tabiques y normalmente binucleadas (Penicillium, Aspergillus, setas).

Son incapaces de fijar carbono (heterótrofos). Para obtener alimento liberan muchísimas enzimas al exterior que descomponen la materia de cualquier tipo, para después absorber los nutrientes por la membrana plasmática.

Hay una serie de factores limitantes para los hongos: la temperatura (el más importante, malo a menos de 5 o 10º bajo cero), el pH (pH extremos malos), la humedad (necesaria) y el oxígeno. La mayoría de los hongos se comportan como aerobios, aunque algunas levaduras son anaerobias facultativas. Pueden vivir perfectamente en ausencia de luz, pero en algunos hongos es indispensable para su reproducción.

Muchos hongos son saprobios. Casi todas las estructuras que se pueden encontrar en el mundo pueden ser degradadas por hongos (madera: casas, barcos…); entre ellas derivados del petróleo, lo cual es muy importante en descontaminación ambiental.

Otros son parásitos. Son muy variados, a veces difíciles de reconocer y pueden pasar dos cosas: que vivan con su huésped toda su vida evolutiva (desarrollo conjunto sin matar al huésped) o que pasen a una especie con quien no se han desarrollado y la maten (extinción de ambas). Ej: ulmus minor y Grafiosis. Así, tenemos tres comportamientos parásitos:

Por bipartición, gemación y fragmentación. Cuando lo que se fragmenta es una única hifa, se dice que se han formado artrósporas o clamidósporas. Pueden sobrevivir en condiciones muy adversas y luego dar lugar a otro individuo. La única diferencia es que las clamidósporas tienen la pared celular más engrosada.

Implica la formación de mitósporas (planósporas o aplanósporas según tengan flagelos). Se desarrollan en dos estructuras: en esporangios o esporocistes (siempre se forman endósporas) o en conidios (exósporas: Penicillium, Aspergillus). Hay muchísimas especies pertenecientes a estos dos géneros que sólo pueden reproducirse de forma asexual. Resulta una ventaja porque en cualquier momento pueden formar conidios cuyas esporas se desplacen mediante el aire, el agua o los animales.

Siempre hay plasmogamia previa a la cariogamia, y no hay reconocimiento de sexos; sólo cierta polarización en los micelios (+ y -). La forma más frecuente es la somatogamia, donde las hifas que se reproducen son iguales a todas las demás.

En una misma especie de hongo puede usarse un mecanismo u otro; suele depender de las condiciones ambientales (peor → sexual). Un hongo puede variar su morfología según su reproducción, lo que nos podría dificultar su identificación. Algunos tienen hasta cinco formas distintas, y se denominan de forma genérica como royas. Son parásitos en varias plantas, y en cada una se desarrolla de una forma distinta; pero el ciclo es siempre el mismo. Para eliminarlos basta con eliminar una de las especies huésped, pero entonces disminuimos la biodiversidad.

Según su comportamiento sexual, los hongos pueden ser:

Parasexualidad: algunos hongos pueden producir recombinación genética en sus cromosomas sin meiosis, sin reproducción sexual ni nada. Dan una especie totalmente distinta. Solamente los hongos pueden hacer esto.

Se estudian las relaciones entre los organismos vivos estudiando sus aminoácidos. Hemos llegado a determinar que los hongos tienen mayor relación filogenético con los animales que con las plantas; especialmente por dos detalles: por la presencia de quitina en sus paredes celulares, y por el mecanismo de fagotrofia (ingestión de organismos enteros o partes sólidas de ellos, disueltos no).

Se ha encontrado un filo entre los animales y los hongos: choanoflagellata (coanoflagelados), y se está estudiando si es un antecesor común de ambos. El mayor problema radica en el escaso registro fósil causado por las partes muy blandas de estos organismos.

En la clasificación de los hongos son aspectos a tener en cuenta: morfología, anatomía (tipo de hifa, disposición), análisis moleculares y uso de MEB y MET.

La clasificación que estudiaremos será la propuesta por Alexopoulos más alguna modificación procedente de www.tolueb.org. Hay siete divisiones de hongos:

Hay tres grupos que explicaremos a nivel de clase: Oomycetes, Hyphochytriomycetes y Labirithulomycetes. Son los llamados hongos o mohos acuáticos; y los análisis moleculares demuestran que no tienen ninguna relación filogenética con los demás hongos. Parecen tener un ancestro común con algún grupo de algas y algún grupo de protozoos; y todos ellos presentan la misma característica: flagelos con mastigonemas. Poseen dos flagelos; uno corto y liso, y otro muy largo y con pelos muy largos. Es a estos pelos a lo que llamamos mastigonemas. Los expertos dicen que sólo han debido aparecer una vez en la historia; y han generado un nuevo reino llamado Stramenophila.

En la asignatura estudiaremos primero los hongos ameboides, luego los acuáticos y finalmente los verdaderos.