HongosHongos

BIOL 3052BIOL 3052

Fig. 31-1

Armillaria ostoyae (su red subterranea abarca 965 hectareas del bosque).

IntroducciónIntroducción

Eucariotas, la mayoría multicelulares.Eucariotas, la mayoría multicelulares. Esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas Esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas

porque degradan la materia orgánica y reciclan nutrientes porque degradan la materia orgánica y reciclan nutrientes vitales.vitales.

La mayoría poseen una pared celular compuesta de La mayoría poseen una pared celular compuesta de quitina.quitina.

Se estiman cerca de 1.5 millones de especies (unas 80,000 Se estiman cerca de 1.5 millones de especies (unas 80,000 descritas).descritas).

Evidencia de ultraestructura y ciclos bioquímicos los Evidencia de ultraestructura y ciclos bioquímicos los colocan más cerca de los animales.colocan más cerca de los animales.

Arbol filogenético más reciente para eucariotas:

OpisthokontaOpisthokonta

Los hongos y los animales son parte del clado Los hongos y los animales son parte del clado de los opistokontes.de los opistokontes.

Los opistokontes se agrupan por tener un sólo Los opistokontes se agrupan por tener un sólo flagelo posterior en alguna etapa de su vida flagelo posterior en alguna etapa de su vida (algunos lo han perdido) y por detalles de la (algunos lo han perdido) y por detalles de la ultraestructura de organelos.ultraestructura de organelos.

Nutrición y ecologíaNutrición y ecología Son heterótrofos por absorción.Son heterótrofos por absorción. Descomponedores, parásitos o simbiontes.Descomponedores, parásitos o simbiontes. Secretan enzimas que usan para romper moléculas Secretan enzimas que usan para romper moléculas

complejas en compuestos orgánicos más pequeños.complejas en compuestos orgánicos más pequeños. La versatilidad de estas enzimas contribuye a su La versatilidad de estas enzimas contribuye a su

exito ecológico.exito ecológico.

No –motiles (excepto Chytridiomycota)No –motiles (excepto Chytridiomycota) Temperatura (10 - 50°C)Temperatura (10 - 50°C) pH (3-10)pH (3-10) Hábitats preferidos: Hábitats preferidos:

––Lugares oscuros, húmedos con materia Lugares oscuros, húmedos con materia orgánica.orgánica.

Morfología de hongosMorfología de hongos

Existen hongos multicelulares filamentosos y Existen hongos multicelulares filamentosos y unicelulares (levaduras).unicelulares (levaduras).

Algunas especies crecen como filamentos o Algunas especies crecen como filamentos o unicelulares y algunos como ambos.unicelulares y algunos como ambos.

Los hongos multicelulares están compuestos de Los hongos multicelulares están compuestos de micelios, que es una red de hifas ramificadas micelios, que es una red de hifas ramificadas adaptadas para la absorción.adaptadas para la absorción.

Fig. 31-2

Estructura reproductiva

Spore-producingstructures

Micelio

20 µm

Hifas

Algunos hongos tienen hifas divididas en células por septas, Algunos hongos tienen hifas divididas en células por septas, con poros que permiten el movimiento entre células. Los con poros que permiten el movimiento entre células. Los hongos cenocíticos no tienen septas.hongos cenocíticos no tienen septas.

(b) Coenocytic hypha

Septum

(a) Septate hypha

Pore

Nuclei

Nuclei Cell wallCell wall

Fig. 31-11

Chytrids (1,000 species)

Zygomycetes (1,000 species)

Hyphae 25 µm

Glomeromycetes (160 species)

Fungal hypha

Ascomycetes (65,000 species)

Basidiomycetes (30,000 species)

Arbol filogenético previo.

En la actualidad…según Hibbett et al., 2007En la actualidad…según Hibbett et al., 2007

Para el Filo Para el Filo ChytridiomycotaChytridiomycota, grupo parafilético único en mantener el , grupo parafilético único en mantener el caracter de esporas flageladas, se proponen tres filos:caracter de esporas flageladas, se proponen tres filos:

BlastocladiomycotaBlastocladiomycota ChytridiomycotaChytridiomycota NeocallimastigomycotaNeocallimastigomycota

Se separa a Se separa a ZygomycotaZygomycota en cuatro subfilos en cuatro subfilos incertae sedisincertae sedis debido a que debido a que no hay evidencia de que sean un grupo monofilético:no hay evidencia de que sean un grupo monofilético:

EntomophthoromycotinaEntomophthoromycotina KickxeloomycotinaKickxeloomycotina Mucoromycotina Mucoromycotina ZoopagomycotinaZoopagomycotina

Se separan de Se separan de ZygomycotaZygomycota, los hongos productores de micorrizas , los hongos productores de micorrizas arbusculares en el Filo arbusculares en el Filo GlomeromycotaGlomeromycota. .

BasidiomycotaBasidiomycota y y Ascomycota Ascomycota se separan en dos grupos monofiléticos se separan en dos grupos monofiléticos hermanos. hermanos.

Se sugiere clasificarlos bajo el Subreino Se sugiere clasificarlos bajo el Subreino Dikarya Dikarya (presencia de (presencia de hifas y células dicarióticas en el ciclo de vida).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 * Incertae sedis se refiere a que no se cuenta con suficiente información acerca de su posición dentro colocarlos con certeza dentro del árbol filogenético.colocarlos con certeza dentro del árbol filogenético.

MicrosporidiaMicrosporidia

Organismos unicelulares que forman esporas.Organismos unicelulares que forman esporas. Todos parásitos de animales.Todos parásitos de animales. No tienen mitocondrios.No tienen mitocondrios. Algunos científicos debates si es un grupo Algunos científicos debates si es un grupo

hermano a los hongos o si forman parte de hermano a los hongos o si forman parte de ellos.ellos.

Ciclo de vida general para hongos:Ciclo de vida general para hongos:

Los hongos se reproducen produciendo grandes cantidades de esporas, algunas sexuales y otras asexuales.

Hongos flagelados (Ej. Chytridiomycota)Hongos flagelados (Ej. Chytridiomycota) Los únicos hongos que Los únicos hongos que

mantienen una etapa mantienen una etapa flagelada.flagelada.

Se encuentran en agua dulce Se encuentran en agua dulce y en hábitats terrestres.y en hábitats terrestres.

Pueden ser Pueden ser descomponedores, parásitos descomponedores, parásitos o mutualistas.o mutualistas.

Batrachichytrium Batrachichytrium dendrobatidis dendrobatidis es el es el responsable de una micosis responsable de una micosis que afecta anfibios en varias que afecta anfibios en varias áreas del mundo.áreas del mundo.

Hongos con micelios monocarioticos, Hongos con micelios monocarioticos, ejemplo: Mucormycotinaejemplo: Mucormycotina

Hifas cinocíticas.Hifas cinocíticas. Mayormente terrestres. Incluye Mayormente terrestres. Incluye

mohos, parásitos y mutualistas.mohos, parásitos y mutualistas. Grupo de importancia: muchas Grupo de importancia: muchas

micorizas (asociaciones micorizas (asociaciones mutualistas con raíces de mutualistas con raíces de plantas).plantas).

Ej. Ej. Rhizopus Rhizopus (moho negro del (moho negro del pan).pan).

Las zigoesporas pueden ser muy Las zigoesporas pueden ser muy resistentes a condiciones resistentes a condiciones desfavorables (incluyendo desfavorables (incluyendo congelarlas o secarlas).congelarlas o secarlas).

Ciclo de vida de Ciclo de vida de RhizopusRhizopus

Filo GlomeromycotaFilo Glomeromycota

Los glomeromicetos forman micorrizas arbusculares: Los glomeromicetos forman micorrizas arbusculares: asociaciones mutualistas en raíces de plantas.asociaciones mutualistas en raíces de plantas.

Mayormente cenocíticos.Mayormente cenocíticos. Forman esporas multinucleadas de gran tamaño. Forman esporas multinucleadas de gran tamaño.

Hongos dicarioticos: Filo Hongos dicarioticos: Filo AscomycotaAscomycota

Hongos que forman “sacos” o Hongos que forman “sacos” o ascas en ascocarpos; desde ascas en ascocarpos; desde unicelulares a multicelulares. unicelulares a multicelulares.

Marinos, de agua dulce y Marinos, de agua dulce y terrestres.terrestres.

Casi la mitad forma Casi la mitad forma asociaciones con algas, asociaciones con algas, líquenes, y algunas micorrizas.líquenes, y algunas micorrizas.

Incluyen muchos patógenos de Incluyen muchos patógenos de plantas.plantas.

Incluye algunos hongos Incluye algunos hongos comestibes, como por ejemplo comestibes, como por ejemplo las trufas cuyo precio puede las trufas cuyo precio puede llegar hasta $4,000 por kilo.llegar hasta $4,000 por kilo.

Ciclo de vida de ascomicetosCiclo de vida de ascomicetos

Hongos dicarioticos: Filo Hongos dicarioticos: Filo BasidiomycotaBasidiomycota

Tienen un cuerpo fructífero Tienen un cuerpo fructífero conocido como basidiocarpo conocido como basidiocarpo (lo que conocemos como las (lo que conocemos como las “setas”).“setas”).

Importantes Importantes descomponedores, en descomponedores, en especial de madera.especial de madera.

Hay, además, mutualistas y Hay, además, mutualistas y parásitos de plantas en este parásitos de plantas en este grupo.grupo.

La reproducción asexual es La reproducción asexual es menos común.menos común.

Ciclo de vida de basidiomicetosCiclo de vida de basidiomicetos

Los hongos en relaciones mutualistasLos hongos en relaciones mutualistas Los hongos forman relaciones mutualistas con plantas, algas, cianobacterias y Los hongos forman relaciones mutualistas con plantas, algas, cianobacterias y

animales. Posiblemente colonizaron la tierra junto con las primeras plantas terrestres animales. Posiblemente colonizaron la tierra junto con las primeras plantas terrestres (por evidencia de registros fosiles).(por evidencia de registros fosiles).

Las micorrizas son relaciones mutualistas en las raíces de las plantas las cuales son Las micorrizas son relaciones mutualistas en las raíces de las plantas las cuales son muy importante en los ecosistemas naturales y en la agricultura.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 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 forma habitual. En algunas la relación es tan estrecha que sin la micorriza la planta no puede sobrevivir.puede sobrevivir.

Fig. 31-22

Muchas especies de Muchas especies de hormigas y termitas hormigas y termitas usan el poder de usan el poder de descomposición de los descomposición de los hongos y los cultivan en hongos y los cultivan en sus colonias.sus colonias.

Líquenes:Líquenes: Asociación simbiótica entre Asociación simbiótica entre

hongos (ascomicetos o hongos (ascomicetos o basidiomicetos) y un alga basidiomicetos) y un alga filamentosa o cianobacteria.filamentosa o cianobacteria.

El alga o la cianobacteria proveen El alga o la cianobacteria proveen nutrientes.nutrientes.

El hongo provee un ambiente El hongo provee un ambiente apropiado para el crecimiento.apropiado para el crecimiento.

Normalmente los simbiontes que Normalmente los simbiontes que forman los líquenes no viven forman los líquenes no viven aparte; aunque se han podido aparte; aunque se han podido aislar.aislar.

Sobreviven en ambientes Sobreviven en ambientes extremos y colonizan áreas extremos y colonizan áreas expuestas, pero no toleran expuestas, pero no toleran contaminación.contaminación.

Tradicionalmente se les ha dado Tradicionalmente se les ha dado un nombre cientifico, aunque no un nombre cientifico, aunque no es un organismo.es un organismo.

Fig. 31-23

 A foliose(leaflike)lichen

A fruticose (shrublike) lichen

 Crustose(encrusting)lichens

Formas de crecimiento de los líquenes:

Impactos ecológicos de los hongos:Impactos ecológicos de los hongos: Importantes descomponedores.Importantes descomponedores. Cerca del 30% son patógenos; son un problema para Cerca del 30% son patógenos; son un problema para

la agricultura causando pérdidas económicas grandes.la agricultura causando pérdidas económicas grandes. Sólo 50 especies son parasitos para animales.Sólo 50 especies son parasitos para animales. Algunas toxinas pueden causar serias enfermedades o Algunas toxinas pueden causar serias enfermedades o

micosis al hombre.micosis al hombre.

Ejemplos de causantes de micosis en animales, incluyendo humanos: Ejemplos de causantes de micosis en animales, incluyendo humanos: Candida albicansCandida albicans, , Histoplasma capsulatumHistoplasma capsulatum, , Rhizopus arrhizusRhizopus arrhizus, , Microsporum canis.Microsporum canis.

Ejemplos de hongos cuyas esporas pueden causar alergias: Ejemplos de hongos cuyas esporas pueden causar alergias: Alternaria Alternaria sp., sp., Aspergillus Aspergillus sp., sp., Candida albicansCandida albicans, , Cladosporium Cladosporium sp., sp., Penicillium Penicillium sp.sp.

Ejemplos de hongos patógenos a plantas: Ejemplos de hongos patógenos a plantas: Puccinia Puccinia sp., sp., Fusarium oxysporumFusarium oxysporum (cerca del 80% de las enfermedades de de plantas son causadas por hongos).(cerca del 80% de las enfermedades de de plantas son causadas por hongos).

Ejemplos de hongos que causan deterioro de alimentos: Ejemplos de hongos que causan deterioro de alimentos: Aspergillus Aspergillus sp., sp., Fusarium Fusarium sp., sp., Penicillium Penicillium sp., sp., Rhizopus Rhizopus sp.sp.

Ejemplos de hongos que producen sustancias tóxicas (micotoxinas):Ejemplos de hongos que producen sustancias tóxicas (micotoxinas): Ocratoxinas–Ocratoxinas–Aspergillus ochraceusAspergillus ochraceus, , Penicillium viridicatum Penicillium viridicatum (en granos de cereales y otros).(en granos de cereales y otros). Aflatoxinas –Aflatoxinas –Aspergillus flavusAspergillus flavus, , A. parasiticus A. parasiticus (en nueces y granos) (en nueces y granos) Cladosporium Cladosporium sp., sp.,

Microsphaera Microsphaera sp.sp.

Valor económico de los hongos: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

Zone ofinhibitedgrowth

Penicillium

¿Dónde están las especies sin ¿Dónde están las especies sin describir?describir?

En bosques tropicalesEn bosques tropicales

––hongos de plantas poco estudiadashongos de plantas poco estudiadas

––en micorrizas asociados con arboles leguminosasen micorrizas asociados con arboles leguminosas

––en madera pudriéndoseen madera pudriéndose

––endófitosendófitos En hábitats no exploradosEn hábitats no explorados

––asociados a insectosasociados a insectos

––hongos liquenolhongos liquenolóógicosgicos

––no patógenosno patógenos Especies perdidas o escondidasEspecies perdidas o escondidas

––cerca de 20,000 especies están esperando una descripción formalcerca de 20,000 especies están esperando una descripción formal

Algunas investigaciones en el RUMAlgunas 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.