Hongos BIOL 3052

Fig. 31-1 Armillaria ostoyae (su red subterranea abarca 965 hectareas del bosque). Figure 31.1 Can you spot the largest organism in this forest?

Introducción Eucariotas, la mayoría multicelulares. Esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas porque degradan la materia orgánica y reciclan nutrientes vitales. La mayoría poseen una pared celular compuesta de quitina. Se estiman cerca de 1.5 millones de especies (unas 80,000 descritas). Evidencia de ultraestructura y ciclos bioquímicos los colocan más cerca de los animales.

Arbol filogenético más reciente para eucariotas:

Opisthokonta Los hongos y los animales son parte del clado de los opistokontes. Los opistokontes se agrupan por tener un sólo flagelo posterior en alguna etapa de su vida (algunos lo han perdido) y por detalles de la ultraestructura de organelos.

Nutrición y ecología Son heterótrofos por absorción. Descomponedores, parásitos o simbiontes. Secretan enzimas que usan para romper moléculas complejas en compuestos orgánicos más pequeños. La versatilidad de estas enzimas contribuye a su exito ecológico.

No –motiles (excepto Chytridiomycota) Temperatura (10 - 50°C) pH (3-10) Hábitats preferidos: –Lugares oscuros, húmedos con materia orgánica.

Morfología de hongos Existen hongos multicelulares filamentosos y unicelulares (levaduras). Algunas especies crecen como filamentos o unicelulares y algunos como ambos. Los hongos multicelulares están compuestos de micelios, que es una red de hifas ramificadas adaptadas para la absorción.

Estructura reproductiva Fig. 31-2 Estructura reproductiva Hifas Spore-producing structures 20 µm Micelio

Algunos hongos tienen hifas divididas en células por septas, con poros que permiten el movimiento entre células. Los hongos cenocíticos no tienen septas. Cell wall Cell wall Nuclei Pore Septum Nuclei (a) Septate hypha (b) Coenocytic hypha

Arbol filogenético previo. Fig. 31-11 Hyphae 25 µm Chytrids (1,000 species) Arbol filogenético previo. Zygomycetes (1,000 species) Fungal hypha Glomeromycetes (160 species) Ascomycetes (65,000 species) Figure 31.11 Fungal diversity Basidiomycetes (30,000 species)

En la actualidad…según Hibbett et al., 2007 Para el Filo Chytridiomycota, grupo parafilético único en mantener el caracter de esporas flageladas, se proponen tres filos: Blastocladiomycota Chytridiomycota Neocallimastigomycota Se separa a Zygomycota en cuatro subfilos incertae sedis debido a que no hay evidencia de que sean un grupo monofilético: Entomophthoromycotina Kickxeloomycotina Mucoromycotina Zoopagomycotina Se separan de Zygomycota, los hongos productores de micorrizas arbusculares en el Filo Glomeromycota. Basidiomycota y Ascomycota se separan en dos grupos monofiléticos hermanos. Se sugiere clasificarlos bajo el Subreino Dikarya (presencia de hifas y células dicarióticas en el ciclo de vida). * Incertae sedis se refiere a que no se cuenta con suficiente información acerca de su posición dentro colocarlos con certeza dentro del árbol filogenético.

Microsporidia Organismos unicelulares que forman esporas. Todos parásitos de animales. No tienen mitocondrios. Algunos científicos debates si es un grupo hermano a los hongos o si forman parte de ellos.

Ciclo de vida general para hongos: Los hongos se reproducen produciendo grandes cantidades de esporas, algunas sexuales y otras asexuales.

Hongos flagelados (Ej. Chytridiomycota) Los únicos hongos que mantienen una etapa flagelada. Se encuentran en agua dulce y en hábitats terrestres. Pueden ser descomponedores, parásitos o mutualistas. Batrachichytrium dendrobatidis es el responsable de una micosis que afecta anfibios en varias áreas del mundo.

Hongos con micelios monocarioticos, ejemplo: Mucormycotina Hifas cinocíticas. Mayormente terrestres. Incluye mohos, parásitos y mutualistas. Grupo de importancia: muchas micorizas (asociaciones mutualistas con raíces de plantas). Ej. Rhizopus (moho negro del pan). Las zigoesporas pueden ser muy resistentes a condiciones desfavorables (incluyendo congelarlas o secarlas).

Ciclo de vida de Rhizopus

Filo Glomeromycota Los glomeromicetos forman micorrizas arbusculares: asociaciones mutualistas en raíces de plantas. Mayormente cenocíticos. Forman esporas multinucleadas de gran tamaño.

Hongos dicarioticos: Filo Ascomycota Hongos que forman “sacos” o ascas en ascocarpos; desde unicelulares a multicelulares. Marinos, de agua dulce y terrestres. Casi la mitad forma asociaciones con algas, líquenes, y algunas micorrizas. Incluyen muchos patógenos de plantas. Incluye algunos hongos comestibes, como por ejemplo las trufas cuyo precio puede llegar hasta $4,000 por kilo.

Ciclo de vida de ascomicetos

Hongos dicarioticos: Filo Basidiomycota Tienen un cuerpo fructífero conocido como basidiocarpo (lo que conocemos como las “setas”). Importantes descomponedores, en especial de madera. Hay, además, mutualistas y parásitos de plantas en este grupo. La reproducción asexual es menos común.

Ciclo de vida de basidiomicetos

Los hongos en relaciones mutualistas Los hongos forman relaciones mutualistas con plantas, algas, cianobacterias y animales. Posiblemente colonizaron la tierra junto con las primeras plantas terrestres (por evidencia de registros fosiles). Las micorrizas son relaciones mutualistas en las raíces de las plantas las cuales son muy importante en los ecosistemas naturales y en la agricultura. Se estima que entre el 90 y el 95% de las plantas superiores presentan micorrizas de forma habitual. En algunas la relación es tan estrecha que sin la micorriza la planta no puede sobrevivir.

Fig. 31-22 Muchas especies de hormigas y termitas usan el poder de descomposición de los hongos y los cultivan en sus colonias. Figure 31.22 Fungus-gardening insects For the Discovery Video Leafcutter Ants, go to Animation and Video Files.

Líquenes: Asociación simbiótica entre hongos (ascomicetos o basidiomicetos) y un alga filamentosa o cianobacteria. El alga o la cianobacteria proveen nutrientes. El hongo provee un ambiente apropiado para el crecimiento. Normalmente los simbiontes que forman los líquenes no viven aparte; aunque se han podido aislar. Sobreviven en ambientes extremos y colonizan áreas expuestas, pero no toleran contaminación. Tradicionalmente se les ha dado un nombre cientifico, aunque no es un organismo.

Formas de crecimiento de los líquenes: Fig. 31-23 Formas de crecimiento de los líquenes:  Crustose (encrusting) lichens A fruticose (shrublike) lichen  A foliose (leaflike) lichen Figure 31.23 Variation in lichen growth forms

Impactos ecológicos de los hongos: Importantes descomponedores. Cerca del 30% son patógenos; son un problema para la agricultura causando pérdidas económicas grandes. Sólo 50 especies son parasitos para animales. Algunas toxinas pueden causar serias enfermedades o micosis al hombre.

Ejemplos de hongos que producen sustancias tóxicas (micotoxinas): Ejemplos de causantes de micosis en animales, incluyendo humanos: Candida albicans, Histoplasma capsulatum, Rhizopus arrhizus, Microsporum canis. Ejemplos de hongos cuyas esporas pueden causar alergias: Alternaria sp., Aspergillus sp., Candida albicans, Cladosporium sp., Penicillium sp. Ejemplos de hongos patógenos a plantas: Puccinia sp., Fusarium oxysporum (cerca del 80% de las enfermedades de de plantas son causadas por hongos). Ejemplos de hongos que causan deterioro de alimentos: Aspergillus sp., Fusarium sp., Penicillium sp., Rhizopus sp. Ejemplos de hongos que producen sustancias tóxicas (micotoxinas): Ocratoxinas–Aspergillus ochraceus, Penicillium viridicatum (en granos de cereales y otros). Aflatoxinas –Aspergillus flavus, A. parasiticus (en nueces y granos) Cladosporium sp., Microsphaera sp.

Valor económico de los hongos: Medicinal: –antibióticos como por ejemplo penicilina (Penicillium chrysogenum) –inmunosupresores como por ejemplo ciclosporina (Tolypocladium nivenum) –Lovastatina para reducir el colesterol (Aspergillus terreus) –Agentes o drogas antifungicidas como por ejemplo griseofulvina (Penicillium griseofulvum) Industria alimentaria: quesos (Penicillium camemberti y P. roqueforti ), panes y bebidas alcohólicas (Saccharomyces, Aspergillus), hongos comestibles (Pleorotus ostreatus, Morchella sp., Agaricus campestris, Tuber sp.), salsa soya (Aspergillus oryzae). Biotecnología (como por ejemplo en la elaboración de papel y para degradar hidrocarburos en derrames de petróleo). Producir acido cítrico (Aspergillus niger) usado como preservativo de alimentos.

Staphylococcus Penicillium Zone of inhibited growth

¿Dónde están las especies sin describir? En bosques tropicales –hongos de plantas poco estudiadas –en micorrizas asociados con arboles leguminosas –en madera pudriéndose –endófitos En hábitats no explorados –asociados a insectos –hongos liquenológicos –no patógenos Especies perdidas o escondidas –cerca de 20,000 especies están esperando una descripción formal

Algunas investigaciones en el RUM Dr. Matias J. Cafaro: Investigaciones en micología y microbiología. Asociaciones entre hongos, bacterias e insectos. Descripción de nuevas especies y ecología. Webpage: http://simbiosis.uprm.edu/ Dra. Sandra L. Maldonado: Investigaciones relacionadas a ecología de hongos y calidad de aire.  Estudio de hongos endófitos en diversas plantas, incluyendo hierbas marinas y especies en peligro de extinción.