H o n g o sH o n g o s

Micología Rama de la Biología que tiene por objetivo el estudio de los hongos

Organismos Eucariotas Aerobios Macro y Microscópicos Uni o pluricelulares Aclorófilos→Heterótrofos Exoenzimas→ Enzimas de digestión→ absorción → almacenamiento (glucógeno) PC compuesta principalmente por Quitina y Glucano Reproducción por propágulos (esporas) Características generales levaduras setassetas Hongos filamentosos QuitinaQuitina

Orden de caracteres para la identificación en hongos Tipo de hifa Presencia de esterigmatas o conidióforo esterigmatasconidióforo Forma tamaño y distribución de las esporas Presencia o no de rizoides.rizoides Practicar pruebas de identificación bioquímica.

Hábitats diversos Terrestres y acuáticos Sólo ~ 100,000 especies descritas (~1.5 millones de especies en total) Diversidad de los hongos

Morfología de los hongos Hongos Pluricelulares Hongos filamentosos→Hifas →Pseudotejido →Micelio Unicelulares Levaduras levaduras Aureobasidium pullulans Hongos filamentosos Dimórficos 2 Etapas (crecimiento→ levadura o forma filamentosa) Depende factores ambientales (Temp., pH, etc.)

LEVADURAS Son hongos unicelulares no filamentosos de forma esférica u oval. Formas diversas→ esférica, ovoide, elipsoidal, cilíndrica Reproducción por gemación, fisión binaria o bipartición Forman cadenas→ seudohifas→seudomicelio Colonias poco elevadas Consistencia: suave, cremosa Color: blanco-amarillo

Hongos filamentosos

Estructuras de los hongos filamentosos - Hifas Es una fila de células alargadas envueltas por la pared celular que, reunidas, forman el micelio Estructura cilíndrica→ multinucleada* 2 tipos Cenocíticas (sin septos) Septadas (septos o tabiques) Crecimiento por elongación de ápice → ≠ direcciones Hifas →micelio →colonia Uniporadas o multiporadas

Hifas uniporadas o multiporadas Uniporadas Un poro en el centro Ascomicetos Multiporadas Varios poros B asidiomicetos Las hifas septadas pueden presentar uno o más poros* a través de los cuales pueden fluir ribosomas, núcleos y mitocondrias * Es considerado un criterio de clasificación

Micelio Es la masa de hifas que constituye el cuerpo vegetativo de un hongo Secreción de enzimas Las enzimas “rompen” el sustrato “Digestión” del sustrato por enzimas Absorción del sustrato digerido Las hifas secretan enzimas para la digestión extracelular de sustratos orgánicos (heterótrofos)  absorción de nutrientes Las hifas secretan enzimas para la digestión extracelular de sustratos orgánicos (heterótrofos)  absorción de nutrientes

Cuerpo fructífero

Hongos

Fisura transversal y formación de nueva PC a) División transversal: célula madre  división por constricción en el centro b) Gemación: célula vegetativa  formación de yemas (levaduras) ~20 generaciones c) Producción de esporas: forma más común  mitosis  división celular  dos tipos de esporas asexuales (MITOSPORAS): Esporangiosporas y conidiosporas Reproducción asexual

Esporas asexuales Endógenas Dentro de un saco: esporangio Exógenas Conidias Usualmente, las esporas asexuales se desarrollan bajo condiciones de estrés Usualmente, las esporas asexuales se desarrollan bajo condiciones de estrés Artroconidias Conidiosporas o conidias Blastosporas Clamidosporas Esporangiosporas Zoosporas Esporangiosporas Conidiosporas Artroconidias Clamidosporas Blastosporas Esporas asexuales

Hongos

Producción de esporas  principal forma de reproducción en hongos filamentosos. Dos tipos: Asexuales: MITOSPORAS  producidas por mitosis Sexuales: MEIOSPORAS  producidas por meiosis Formación de esporas sexuales  fusión de citoplasmas y de núcleos entre dos células compatibles: fusión sexual. Puede ser: Homotálica: autofertlización  producción de gametos sexuales compatibles en el mismo micelio Heterotálica: fertilización entre micelios diferentes sexualmente compatibles  debe haber dos colonias ≠ para reproducirse Gameto: células sexuales que al fusionarse forman un nuevo individuo Condiciones ambientales Reproducción sexual

Esporas Sexuales

Fusión de núcleos Fusión entre células Fusión de citoplasmas Plasmogamia haploides (n) Cariogamia Generalmente hay un retraso entre la plasmogamia y la cariogamia: e tapa dicariótica Etapa dicariotica (n + n) Estruct. productoras de esporas Meiosis Fusión de núcleos (cariogamia) Fusión de citoplasmas (plasmogamia) Germinación Reproducción sexual n + n n 2n2n Esporas Etapa dicariótica: 2 núcleos haploides independientes (n + n) Célula diploide (2n): 2n cromosomas después de la unión entre gametos (fecundación) Célula haploide (n): la mitad (n) del número normal de cromosomas

Micelio Etapa dicariotica Estruct. productoras de esporas MeiosisMeiosis Cariogamia Plasmogamia Reproducción sexual Esporas * Cigoto: célula resultante de la unión de gameto* masculino + gameto femenino * Gameto: célula sexual que al fusionarse forma un nuevo individuo Reproducción asexual Estruct. productoras de esporas Germinación Esporas Cigoto*Cigoto* Germinación Etapa dicariótica (n + n) Célula diploide (2n) Célula haploide (n)

Hongos Sistemas de clasificación de Reino Fungi y grupos relacionados Trabajo de Investigación

Hifas, septos y pared celular

Hongos, septos y pared celular

Hongos

Grupo más grande  ~75% de todos los hongos descubiertos hasta hoy (~65,000 especies descritas) Características: La gran mayoría terrestres y sapróbios Hifas con septos u niporados Pared celular de q uitina y g lucano Reproducción a sexual: C onidiosporas  esporas asexuales (mitosporas) Ascosporas Ascas  estructuras reproductoras: células en forma de saco que producen las esporas en su interior Ascosporas  esporas sexuales haploides Ascas Reproducción s exual: Coniodiosporas o conidias Características

PlasmogamiaPlasmogamia Cariogamia MeiosisMeiosis Hifas y asca (n + n) Cigoto (2n) Ascocarpo Ascosporas (n) AscasAscas Conidióforos Conidias (gametos –) Micelio Gametos+Gametos+ Reproducción sexual Rep. asexual Conidias Conidióforo con c onidisoporas (mitosporas) Haploide (n) Dicariótica (n + n) Diploide (2n) Ascocarpo de Geoglossum

Muchos hongos importantes para la industria: Levaduras  Saccharomyces cerevisiae (4 ascosporas): pan, cerveza, vino Hongos filamentosos productores de antibióticos,ácidos orgánicos: Aspergillus, Penicillium Fitopatógenos  Fusarium sp., Claviceps purpurea (ergot de cereales) Ergot en trigo Parásitos de insectos: Beauveria, Metarrhizium Productores de aflatoxinas: Aspergillus flavus  cáncer de hígado Simbiontes: asociaciones micorrícicas, líquenes (96% de las 13,500 asociaciones conocidas tienen hongos Ascomycota ) Beauveria bassiana Maíz con A. flavus Penicillium sp. Ejemplos

Trufas: Tuber sp. Ascosporas Peziza sp. Ascas y ascosporas Morchella rotunda

4. Hongos

Grupo más conocido  hongos macroscópicos: s etas (~30,000 especies descritas) La gran mayoría son terrestres Hifas septadas (pequeños poros  sin movim. de núcleos) Pared celular: q uitina y g lucanos (quitina y mananos en levaduras) Reproducción a sexual: Conidiosporas  principalmente artrospora (conidias producidas por fragmentación de hifas) Reproducción s exual: Basidios  estructuras reproductoras donde se forman las basidiosporas Basidiosporas  esporas sexuales hapliodes Basidiosporas Basidio Artrosporas características

Haploide (n) Dicariótica (n + n) Diploide (2n) PlasmogamiaPlasmogamia Cariogamia Hifa + Micelio (n) Basidios (n) Meiosis Núcleos (2n) Basidios (n + n) Láminas con basidios Micelio (n + n) Reproducción sexual Basidiosporas Basidiocarpo Hifa – Fragmentación de hifas Rep. asexual Artrosporas (mitosporas) Basidios con b asidiosporas (meiosporas) Pearson Education Inc Geotrichum candidum

Basidiosporas en el basidio BasidiocarpoBasidiocarpo Láminas de Amanita sp. Basidios sobre las láminas ubicadas en la parte inferior del basidiocarpo Láminas Hongos laminados: Parte vegetativa  micelio bajo el suelo Basidiocarpo (champiñón)  estructura donde se encuentran los basidios con las basidiosporas El basidiocarpo dura días, mientras el micelio puede durar años (vive de la MO del suelo)

Hongos comestibles: Pleurotus ostreatus (seta) Agaricus bisporus (champiñón) Ustilago maydis (huitlacoche: patógeno del maíz) Muchos forman asociaciones micorrícicas con árboles: Amanita, Boletus, Hebeloma Especies patógenas: Blastomyces, Cryptococcus, Histoplasma  enfermedades pulmonares, histoplasmosis Histoplasma sp. Amanita muscaria Pleurotus ostreatus Especies venenosas: pueden matar en días si no se trata rápido A. muscaria: tóxica para intestino e hígado Psilocybe cubensis: efectos alucinógenos ejemplosejemplos

Agaricus bisporus (champiñón) Lentinus edodes (shiitake) Coprinus comatus (comestible, pero puede causar reacciones con alcohol) Cortinarius rubellus (mortal) Ustilago maydis (hutlacoche)

4. Hongos

 1% de las especies descritas (~900 especies) Saprófitos, simbiontes o parásitos en hábitats terrestres Micelio cenocítico Pared celular: quitina + quitosano + ácido poliglucurónico Reproducción a sexual: Principalmente esporangiosporas Reproducción s exual: Zigosporangio  estructuras reproductoras Zigosporas  esporas sexuales formadas por la fusión de gametangios Esporangiosporas Zigospora características

Pearson Education Inc Cariogamia MeiosisMeiosis Reproducción sexual Rep. asexual Hifa + Hifa – Gametangio con núcleos n Plasmogamia Zigosporangio joven (n + n) Zigosporangio Cigoto (2n) Esporangióforo Esporangióforos Haploide (n) Dicariótica (n + n) Diploide (2n) Esporangioforo con esporangiosporas (mitosporas) Esporangio (saco que contiene las mitosporas) Zigosporangio con una zigospora (meiospora) Mucor sp.

Después de la fusión sexual, se forma una zigospora dentro de un zigosporangio Fusión de gametangios (Mucor mucedo) Zigospora de Mycotypha africana Hifas especializadas (gametangios) se unen Cariogamia y formación del pro-zigosporangio Zigosporangio con una zigospora

Muchas especies importantes: Mucorales (muchos heterotálicos): Mucor, Phycomyces, Rhizopus stolonifer (hongo negro del pan) Muchos parásitos* de organismos pequeños: Nemátodos, invertebrados y otros hongos *Penetran células, sin matarlas, por la producción de haustorios** Hifa con haustorios (Hyaloperonospora parasitica) ** Hifas de succión en hongos parásitos ejemplosejemplos

Mucor sp. Cunninghamella bertholletiae Rhizopus stolonifer Zigosporas de Rhizopus Fresas con micelio de Rhizopus ejemplosejemplos

4. Hongos

Tipo de conidias formadas por gemación de una célula Simbiontes obligados de plantas terrestres: forman “arbúsculos” en las raíces  hongos micorrícicos arbusculares (~150 especies) Crecen dentro de las raíces y NO pueden crecer en su ausencia Micelio c enocítico Pared celular: q uitina + quitosano + ácido poliglucurónico Solo reproducción a sexual (mitosporas de gran tamaño) En general blastosporasAlgunos clamidosporas Tipo de conidias formadas a partir de hifas que forman una pared características

Clamidospora de Glomus sp. Arbúsculo dentro de células de una raíz Clamidosporas de Glomus intraradices Arbúsculos de Gigaspora ejemplosejemplos

4. Hongos

* hifas de succión que penetran un sustrato Se conocen ~1,000 especies: uni- y pluricelulares Son los hongos más primitivos (fósil más antiguo) La mayoría saprófitos y acuáticos (agua dulce) Micelio cenocítico con rizoides* Pared celular: quitina Reproducción a sexual: Zoosporas  esporas asexuales flageladas móviles Reproducción s exual: Gametangios  gametos flagelados Esporangios con zoosporas Gametangio femenino Gametangio masculino características

Diploide (2n) Haploide (n) MeiosisMeiosis Reproducción sexual Zoosporas (n) Gametofito(n)Gametofito(n) Gametangio femenino Gametangio masculino Gametos(n)Gametos(n) Cigoto (2n) Fertilización (fusión sexual) Life: The Science of Biology, 8th Ed ZoosporangiZoosporangi o Rep. asexual Micelio Esporofito (2n) Zoosporangio y micelio Zoosporangios con zoosporas (mitosporas) Gametangios

Batrachochytrium dendrobatidis  enfermedad mortal en anfibios (ranas): quitridiomicosis (problema mundial) Muchas especies fitopatógenas: Olpidium brassicae: maíz, alfalfa Synchytrium endobioticum: papas Allomyces: hongo acuáticoZoosporas de O. brassicae B. dendrobatidis Si T , prospera e infecta anfibios  choque osmótico  deshidratación ejemplosejemplos

4. Hongos

Organismos del tipo de los hongos H. verdaderos: Fungi Straminipila Hongos mucosos Chitridiomycota Zygomycota Glomeromycota Ascomycota BasidiomycotaBasidiomycota Deuteromycota (mitospóricos) Oomycota* Hyphochytridiomycota Labyrinthulomycota Myxomycota Plasmodiophoromycota Dictyosteliomycota Acrasiomycota * Relación con algas cafés y diatomeas (con algunas características comunes con Fungi)

Grupo no emparentado con los hongos (hongos no verdaderos): Relación con organismos fotosintéticos (algas) Semejanzas con los hongos verdaderos: Hifas con crecimiento apical Penetran células vegetales  enzimas que degradan PC Pared celular: celulosa + glucanos Hifas cenocíticas Reproducción asexual: Zoosporas (2 flagelos) Reproducción sexual: Oosporas en órgano sexual femenino (oogonio) Órgano sexual masculino (anteridio) Oogonio Anteridio Oosporas Zoospora Flagelo con “vellosidades” (  potencia) Flagelo plano características

Económicamente importantes  fitopatógenos que provocan enfermedades devastadoras: Phytophtora infestans  peste de la papa (1840’s:  ½ millón de personas murió de hambre en Irlanda) Papa infectada por P. infestans Phytophtora cinnamomi P. infestans Roble infectado por P. ramorum Pino sin síntomas Pino afectado ejemplosejemplos P. ramorum  bosques de robles

Resumen DivisiónHifasEsporas Hongos verdaderos: Fungi Ascomycota (mohos) Septadas S: ascosporas A: conidiosporas Basidiomycota (setas) S: basidiosporas A: conidiosporas Zygomycota (hongos del pan) Cenocíticas S: zigosporas A: esporangiosporas Chytridiomycota (quitridios) S: gametangios A: zoosporas (móviles) Glomeromycota (micorrizas arbusculares) S:- A: blastosporas Hongos no verdaderos: Straminipila Oomycota Cenocíticas S: oosporas A: zoosporas (móviles)

4. Hongos

La mayoría de los hongos verdaderos son terrestres (excepto Chytridiomycota) Pueden ser: Saprófitos (la mayoría): se alimentan de materia orgánica muerta Parásitos de plantas y animales: de ~90,000  5,000 patógenos Simbióntes: beneficio mutuo  ventajas adaptativas:  Líquenes: asociación hongo (micobionte) - alga (ficobionte)  Micorrizas: asociación entre hongos y raíces de plantas Relaciones simbióticas

~ 95% de los líquenes están formados por hongos de Ascomycota Varias capas  hifas - células de algas - hifas Ascocarpo del hongo Hifas Capa de algas Célula del alga Hifas Ascocarpos en la superficie del talo (fase vegetativa) líquenes

Planta: recibe nutrientes, minerales y agua del hongo Hongo: obtiene carbohidratos y vitaminas de la planta 90-95% de plantas tiene hongos micorrícicos: Endomicorrizas: las hifas penetran las células de la raíz  ~80% gramíneas. Glomeromycota Ectomicorriza en la raíz de Rhodantha (pasto) Ectomicorrizas: las hifas rodean la raíz  árboles (pinos...) Basidiomycota, Ascomycota Hifas y arbúsculos de Glomus sp. en células de Allium Raíz con hongo ectomicorrícico  micorrizasmicorrizas

Procesos industriales Organismo Proceso/producto Antibióticos Penicilinas (G y V) Cefalosporina Productos farmacéuticos Ciclosporina (inmunodepresor) Ergotamina (alcaloide vasoconstrictor) Griseofulvina (antifúngico) Lovastatina (colesterol) Enzimas a-amilasas Celulasa Invertasa (dulces, jarabes) Pectinasa (jugos) Proteasas (pieles, cerveza, limpieza) Penicillium chrysogenum Cephalosporium acremonium Tolypocladium inflatum Claviceps purpurea Penicillium griseofulvin Aspergillus terreus A. niger, A. oryzae Humicola insolens, P. funiculosum, T. viride A. niger, A. oryzae A. niger, A. oryzae, H. insolens A. oryzae, A. melleus, Rhizopus delemar

Organismo Proceso/producto Ácidos orgánicos Ácido cítrico (saborizante, conservador) Ácido fumárico (conservador) Alimentos y bebidas Cerveza, vinos, panes Sake, miso, shoyu Quesos Hongos comestibles Usos agrícolas Giberelina Biofungicidas Bioinsecticidas A. niger Rhizopus oryzae Saccharomyces cerevisiae A. oryzae Penicillium camembertii y P. roquefortii Agaricus bisporus, Pleurotus ostreatus Gibberella fujikuroi Trichoderma sp. Beauveria bassiana, Metarrhizium sp. Procesos industriales