MICOLOGÍA
micologÍa
La
micología es la ciencia
que se dedica al estudio de los hongos. Es una de las áreas de la ciencia más
extensas y diversificadas que aporta avances significativos a la investigación científica
y al desarrollo tecnológico.
Importancia de la micología
En la medicina veterinaria
Las
infecciones por hongos en perros y gatos y demás animales son un problema de salud cuya importancia está
en crecimiento por varias razones. En primer lugar, son infecciones imposibles
de erradicar, ya que viven en el propio ambiente.
Por
otra parte, están igualmente presentes en el ser humano, pero solo suele
desarrollarse en individuos con un sistema inmune en crecimiento o deteriorado,
por lo que hablamos de enfermedades zoonóticas.
En
tercer lugar, no solo afectan a la piel, sino que pueden afectar a otros
órganos, como los del sistema respiratorio. Por último, diagnosticar, tratar y
prevenir los hongos es una ardua tarea.
Es
de aquí que radica la importancia del mismo ya que si bien estos son una
enfermedad, estos mismo pueden llevarnos a conseguir una cura. Y es gracias a
su correcto estudio que podremos identificar su tipo y por ende hayar su cura
adecuada.
En las industrias
en
el aspecto económico, se destacan por ser empleados para la fabricación de
medicinas, elaboración de ciertos quesos, panes, vinos y cervezas. Tienen, a su
vez, una importancia cultural, ya que muchas civilizaciones antiguas se
empleaban ciertos hongos alucinógenos durante la celebración de ritos
religiosos. En cuanto a los aspectos no tan favorables de los hongos, Ortiz
Santana explicó que algunos de estos organismos son responsables de podrir los
alimentos, contaminar el ambiente, deteriorar materiales de valor material para
el ser humano (madera, ropa, pintura, equipo electrónico, etc.), provocar
enfermedades en plantas, animales y en los propios humanos.
Características generales
Las
células de los hongos son semejantes a las de plantas y animales, en el sentido
de que son eucariotas, es decir que presentan núcleo celular definido. De forma
similar a las plantas tienen vacuolas y pared celular.
Sin
embargo se diferencian de las plantas en que su pared celular está hecha de
quitina en lugar de celulosa, como ocurre en las plantas. Además, los hongos no
realizan fotosíntesis, así que no tienen cloroplastos.
Por
otro lado, las células de los hongos suelen tener una apariencia filamentosa,
alargada y tubular. A menudo presentan varios núcleos, junto a vesículas que
almacenan proteínas, lípidos y otras moléculas orgánicas. Suelen ser
pluricelulares, pero existen también especies unicelulares y microscópicas,
como las levaduras.
Morfología de los hongos
Los
hongos están formados por dos estructuras principales: el micelio y las
esporas.
Micelio:
consta de una masa de fi lamentos llamadas hifas que se entrecruzan las cuales
le dan un aspecto algodonoso, lanoso o aterciopelado del moho. Las hifas según
la función que realizan, pueden ser: vegetati vas cuando son las encargadas de
suministrar el alimento del medio) y férti les (cuando ti enen fi nes
reproducti vos o sea, producen conidios o esporas). Las hifas pueden presentar
tabiques transversales llamados septos. Existen especies de mohos que no son
tabicados.
Esporas:
son los órganos que proporcionan color a la colonia y pueden ser: negros,
verdes, azules, marrón, etc. Además son los órganos encargados de la
reproducción ya sea sexual (en los cuales intervienen órganos masculinos y
órganos femeninos) o asexual (se producen a partir de una parte del hongo, el
tallo, o de sus esporas). Las esporas presentan diferentes formas: de huso,
ovalada, granada y otras.
Estructuras
Pared
celular: Una capa alrededor de la membrana celular de las células de los
hongos, hechas en gran parte de quitina y otros polisacáridos. Es similar a la
encontrada en las células vegetales, aunque la pared celular vegetal contiene
polisacáridos de celulosa.
Hifas
: Estas son hebras de hilo que se interconectan y se amontonan en un micelio (
Figura siguiente ). ¿Has visto el moho en una pared húmeda o en el pan? Lo que
realmente estás viendo son micelios. Las hifas y los micelios ayudan a los
hongos a absorber los nutrientes de otros organismos. La mayor parte del
micelio se oculta a la vista en lo profundo de la fuente de alimento de los
hongos, tales como materia en descomposición en el suelo, hojarascas, madera
podrida o animales muertos.
Estructuras
especializadas para la reproducción: Un ejemplo es un cuerpo fructífero. Una
seta es un cuerpo fructífero , el cual es la parte del hongo que produce
esporas (ver Figura siguiente ). Las esporas son las unidades básicas de
reproducción de los hongos. El micelio permanece oculto hasta que se
desarrollan uno o más cuerpos fructíferos.
FORMAS DE CRECIMIENTO
Algunos
hongos pueden crecer como levadura o micelio ramificado, dependiendo de las
condiciones ambientales. Este dimorfismo se observa tanto en patógenos animales
(Histoplasma, Paracoccidioides) como vegetales (Ustilago, Rhodosporidium).
Comúnmente una fase de dormición precede a la germinación de las esporas hasta
que las condiciones ambientales son favorables. Algunas requieren factores
tales como refrigeración o temperaturas altas. Las esporas de los hongos
coprófilos brotan a la temperatura del intestino animal y las de ciertos
parásitos vegetales germinan bajo la nieve. También se observa autoinhibición
en la proximidad del micelio que le dio origen, como en el caso de las esporas
de algunas royas. Las esporas de los parásitos sólo requieren agua y oxígeno
para germinar, pero las de los saprobios necesitan de otros factores, tales
como una fuente orgánica de carbono y algunas sales de una espora.
Muchas
esporas tienen un área delgada (rajadura o poro germinativo) por donde se
produce la germinación. El crecimiento implica el alargamiento de la hifa joven
(tubo germinativo), la que luego se ramifica, creciendo en todas direcciones
para explorar el sustrato y formar una colonia. A medida que la colonia madura,
se generan en el margen unas hifas “guía” de crecimiento rápido. La pared de
las hipnosporas y la de las hifas son diferentes, la primera es impermeable y
la segunda permeable y con poros. Cuando una hipnospora está lista para
germinar, las enzimas internas vuelven a la pared permeable, permitiendo
recibir los estímulos externos. La pared hifal reduce, pero no previene, la
pérdida de agua en condiciones de sequedad y el ingreso de sustancias nocivas,
e impide el pasaje de enzimas, sin embargo las exoenzimas son excretadas por el
ápice. La turgencia de las hifas se debe a que la concentración interna de
solutos es más alta que en el entorno, por la alta eficiencia de absorción que
presentan las mismas. La exposición del micelio en crecimiento a un brusco
cambio osmótico, produce anormalidades solamente en los ápices hifales
Generalmente la distancia entre el extremo de una hifa y la primera rama es constante en una colonia, pero se ve afectada por el agotamiento de los nutrientes. Al envejecer la hifa, aumenta la vacuolización, se acumulan lípidos y se reduce el citoplasma. Cuando la fase asimilativa del hongo recibe señales ambientales específicas, tal el caso de la reducción de los nutrientes, el hongo pasa a la fase reproductiva. Algunos hongos producen esporas directamente sobre la hifa somática, otros forman estructuras especializadas simples o complejas
LEVADURAS
Es cualquiera
de los hongos microscópicos clasificados como ascomicetos o basidiomicetos,
predominantemente unicelulares en su ciclo de vida, generalmente caracterizados
por dividirse asexualmente por gemación o fisión binaria y por tener estados
sexuales que no están adjuntos a un esporocarpo (cuerpo fructífero).
Específicamente las levaduras son hongos que no forman redes filamentosas
(hifas).
MOHO
El
moho es un hongo que se encuentra tanto al aire libre como en lugares húmedos y
con baja luminosidad. Existen muchas especies de mohos que son especies
microscópicas del reino Fungi, que crecen en formas de filamentos
pluricelulares o unicelulares. El moho crece mejor en condiciones cálidas y
húmedas; se reproducen y propagan mediante esporas. Las esporas del moho
pueden sobrevivir en variadas condiciones ambientales, incluso en extrema
sequedad, a pesar de que ésta no favorece su crecimiento norma.
TIPOS DE MICELIO
a)
Micelio Vegetativo: es aquél destinado a dar sostén, protección y nutrición al
hongo.
b)
Micelio Reproductivo: es el conjunto de hifas fértiles que nacen del micelio
vegetativo pero que se diferencian biológica y morfológicamente para las
funciones de reproducción.
DIMORFISMO
El
dimorfismo fúngico está relacionado con la capacidad de causar enfermedades o
patogenicidad fúngica.
El
proceso mediante el cual un hongo pasa de estado unicelular en forma de
levadura (levaduriforme) a un estado multicelular de hifas o micelio, es
llamado transición de fase. Esta transición es fundamental para la patogenicidad
y virulencia del hongo.
El
hongo patógeno recibe señales con información del medio que lo rodea, y según
su conveniencia responde transformándose en una de las dos fases. Por ejemplo,
existen hongos que cambian de estado dependiendo de la temperatura del
ambiente, siendo entonces termodependientes.
Es
el caso de hongos que crecen en el suelo a una temperatura de 22 a 26 °C,
manteniéndose en estado miceliar. Estos micelios pueden fragmentarse y pasar a
formar suspensiones en el aire o aerosoles por efecto de alteraciones como desastres
naturales o intervención humana (construcción, agricultura, entre otros)
ESTRUCTURA SUB CELULAR
Membrana plasmática: constituida por una bicapa lipídica en la que están
englobadas ciertas proteínas. Los lípidos hacen de barrera aislante entre el
medio acuoso interno y el medio acuoso externo.
El citoplasma: abarca el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma
(nombre que recibe una serie de estructuras denominadas orgánulos celulares).
El material genético: constituido por una o varias moléculas de ADN. Según esté
o no rodeado por una membrana, formando el núcleo, se diferencian dos tipos de
células: las procariotas (sin núcleo) y las eucariotas (con núcleo).
Las células eucariotas, además de la estructura básica de la célula (membrana, citoplasma y material genético) presentan una serie de estructuras fundamentales para sus funciones vitales.
El sistema endomembranoso: es el conjunto de estructuras membranosas (orgánulos)
intercomunicadas que pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma.
Orgánulos transductores de energía: son las mitocondrias y los cloroplastos. Su función es la
producción de energía a partir de la oxidación de la materia orgánica
(mitocondrias) o de energía luminosa (cloroplastos).
Estructuras carentes de membranas: están también en el citoplasma y son los ribosomas, cuya
función es sintetizar proteínas; y el citoesqueleto, que da dureza, elasticidad
y forma a las células, además de permitir el movimiento de las moléculas y
orgánulos en el citoplasma.
El núcleo: mantiene protegido al material genético y permite que las
funciones de transcripción y traducción se produzcan de modo independiente en
el espacio y en el tiempo.
PARED CELULAR
La
pared celular es una capa resistente y rígida que soporta las fuerzas osmóticas
y el crecimiento, y se localiza en el exterior de la membrana plasmática en las
células de plantas, hongos, algas, bacterias y arqueas. La pared celular
protege el contenido de la célula, y da rigidez a esta, funciona como mediadora
en todas las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento
celular. Además, en el caso de hongos y plantas, define la estructura y otorga
soporte a los tejidos y muchas más partes de la célula.
La
pared celular se construye a partir de diversos materiales, dependiendo de la
clase de organismo. En las plantas, la pared celular se compone, sobre todo, de
un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede
actuar también como almacén de carbohidratos para la célula.
MEBRANA CELULAR
La
membrana celular o citoplasmática confiere protección a la célula. También le
proporciona unas condiciones estables en su interior, y tiene otras muchas
funciones. Una de ellas es la de transportar nutrientes hacia su interior y
expulsar las sustancias tóxicas fuera de la célula. Otra de sus funciones es
debida a que en la propia membrana hay insertadas distintas proteínas que interactúan
con otras sustancias del exterior y otras células. Estas proteínas pueden ser
glicoproteínas, cuando están formadas por un azúcar unido a una proteína, o
pueden ser lipoproteínas, cuando se componen de la unión de un lípido con una
proteína. Todas estas proteínas están enganchadas en la superficie de la
membrana celular (o inseridas en ella) y permiten que la célula interaccione
con otras células. La membrana celular, por otra parte, también aguanta la
estructura celular, le da forma. Hay distintos tipos de membranas celulares
dependiendo del tipo de célula y, en general, las membranas tienen colesterol
en abundancia (en las células animales) como componente lipídico para darles
estabilidad. Según el tipo de célula, pueden existir estructuras adicionales.
Existen distintos vegetales y microorganismos, como bacterias o algas, que
tienen otros mecanismos de protección, como una pared celular exterior, mucho
más rígida que la membrana celular.
CONTENIDO CITOPLASMATICO
Llamamos
citoplasma al contenido celular entre la Membrana plasmática y el Núcleo.
La
apariencia del citoplasma es granulosa debido a la abundancia de los ribosomas
y de los orgánulos.
En
el citoplasma se encuentra el citosol o hialoplasma; se trata de una solución
principalmente constituida por agua y enzimas y en ella se realizan numerosas
reacciones metabólicas de la célula.
CARACTERÍSTICAS
Como
otros eucariotas, los hongos poseen células delimitadas por una membrana plasmática
rica en esteroles y que contienen un núcleo que alberga el material genético en
forma de cromosomas. Este material genético contiene genes y otros elementos
codificantes así como elementos no codificantes, como los intrones. Poseen
orgánulos celulares, como las mitocondrias y los ribosomas de tipo 80S. Como
compuestos de reserva y glúcidos solubles poseen polialcoholes (p.e. el
manitol), disacáridos (como la trehalosa) y polisacáridos (como el glucógeno,
que, además, se encuentra presente en animales). Al igual que los animales, los
hongos carecen de cloroplastos. Esto se debe a su carácter heterotrófico, que
exige que obtengan como fuente de carbono, energía y poder reductor compuestos
orgánicos.
FISIOLOGIA DE LOS HONGOS
Los
hongos son considerados tradicionalmente como heterótrofos, los organismos que
dependen exclusivamente de carbono fijado por otros organismos para su
metabolismo.
La
ausencia de pigmentos fotosintéticos obliga al microorganismo a desarrollarse
como saprófitos, simbiontes o parásitos. Al poseer una pared celular rígida, no
pueden fagocitar su alimento, por lo que absorben nutrientes simples y solubles
obtenidos a partir de la degradación de polímeros complejos mediante las
enzimas extracelulares que producen.
Los hongos se han desarrollado un alto grado de versatilidad metabólica que les permite utilizar una amplia gama de sustratos orgánicos para el crecimiento, incluidos los compuestos simples, tales como el nitrato, amoniaco, acetato, o etanol.
Los
hongos son organismos eucarióticos, heterotróficos y con nutrición por
absorción, los cuales pueden reproducirse de manera sexual y asexual.
Se
han descrito aproximadamente 100.000 especies de hongo, estimándose que esto es
solo un 5 a un 6%. Alrededor de 300 especies están involucrados en micosis que
afectan a animales y al hombre.
REPRODUCCION
Los
hongos se reproducen sobre todo por medio de esporas, las cuales se dispersan
en un estado latente, que se interrumpe solo cuando se hallan condiciones
favorables para su germinación. Cuando estas condiciones se dan, la espora
germina, surgiendo de ella una primera hifa, por cuya extensión y ramificación
se va constituyendo un micelio. La velocidad de crecimiento de las hifas de un
hongo es verdaderamente espectacular: en un hongo tropical llega hasta los 5 mm
por minuto. Se puede decir, sin exagerar, que incluso es posible ver crecer a
algunos hongos en tiempo real.
Las
esporas de los hongos se producen en esporangios, ya sea asexualmente o como
resultado de un proceso de reproducción sexual. En este último caso la
producción de esporas es precedida por la meiosis de las células, de la cual se
originan las esporas mismas. Las esporas producidas a continuación de la
meiosis se denominan meiosporas. Como la misma especie del hongo es capaz de
reproducirse tanto asexual como sexualmente, las meiosporas tienen una
capacidad de resistencia que les permite sobrevivir en las condiciones más
adversas, mientras que las esporas producidas asexualmente cumplen sobre todo
con el objetivo de propagar el hongo con la máxima rapidez y extensión posible
REPRODUCCION ASEXUAL
Casi
todos los hongos se reproducen de manera asexual al producir esporas. Una
espora de hongo es una célula haploide producida por la mitosis de una célula
progenitora haploide. Generalmente, es idéntica a la célula progenitora. Las
esporas de los hongos se pueden desarrollar en nuevos individuos haploides sin
la necesidad de ser fertilizadas.
Las
esporas se pueden propagar por corrientes de agua, viento u otros organismos.
Algunos hongos incluso poseen "cañones" que "disparan" las
esporas lejos del organismo progenitor. Esto ayuda a asegurar que los
descendientes no tengan que competir por espacio u otros recursos con el
organismo progenitor. Seguramente, estas familiarizado con los bejines, como el
de la Imagen siguiente . Estos liberan una nube de esporas cuando son golpeados
o pisados. Donde sea que las esporas se posen, no germinarán hasta que las
condiciones sean favorables para el crecimiento. Luego, se desarrollan en
nuevas hifas.
TIPOS DE ESPORAS
Ascospora:
Producidas en ascas, específicamente en los ascomicetos.
Basidiospora:
Producidas en los basidios de los basidiomicetos.
Conidio:
Esporas asexuales producidas en los conidióforos de los hongos imperfectos
(deuteromicetos).
Ecidiospora:
Producidas por ejemplo en Puccinia, donde hay alternancia con la producción de
basidiosporas.
Esporangiospora:
Como las producidas por los esporangios de muchos zigomicetos.
Glomerosporaː
Producidas por los glomeromicetos
Teliospora:
Producidas en los basidios de algunos basidiomicetos.
Zigospora:
Producidas en zigosporangios de zigomicetos.
Zoospora:
Esporas flageladas producidas por los hongos primitivos como quitridios y
opistosporidios.
GERMINACION
El
proceso por el cual las esporas pasan a formar células vegetativas se denomina
germinación. Ocurre cuando se las coloca en el medio adecuado y se requiere en
muchos casos la disponibilidad, entre otros, de glucosa, aminoácidos y
nucleósidos. Es posible elevar el porcentaje de esporas que germinan con un
shock térmico.
Entre
los fenómenos de la germinación destaquemos:
perdida
de la resistencia térmica
aparición
de la respiración
aparición
de actividad enzimática
excreción
de ácido dipicolínico, péptidos y aminoácidos
ruptura
de las cubiertas y aparición del "tubo germinativo"(origen de la
célula vegetativa)
FUNCION
Las
diásporas son unidades de dispersión de los hongos, musgos y algunas otras
plantas. En hongos, las clamidosporas son esporas multicelulares de pared
gruesa resultado de reproducción asexual y las zygosporas son la parte sexual,
pues se dividen por meiosis cuando logra condiciones para germinar. Los hipnozigotos
de los hongos zigomicetos son producidos por vía sexual y pueden dar lugar a
una conidiospora (“zygosporangium”) asexual.
REPRODUCCION SEXUAL
La
reproducción sexual también ocurre en, virtualmente, todos los hongos. Esto
incluye el cruce de dos hifas haploides. Durante el cruce, se fusionan dos
células progenitoras haploides, lo que forma una espora diploide llamada
zigospora . La zigospora es genéticamente diferente a los progenitores. Luego
de que la zigospora germina, puede experimentar la meiosis, lo que forma
células haploides que se desarrollan en nuevas hifas.
FORMACIÓN DE LAS ESPORAS
La
formación de las esporas comienza cuando las células bacterianas activan la
ruta genética que controla las funciones de esporulación. Estos genes son
activados por medio de proteínas y factores de transcripción que detectan los
cambios ambientales (o la transición de “favorable” a “adverso”).
El
modelo clásico que se utiliza para el estudio de la formación de una espora
bacteriana es el observado en Bacillus subtilis, el cual está subdividido en 7
etapas. Sin embargo, la formación de esporas en cada especie bacteriana tiene
sus peculiaridades y puede implicar más o menos pasos.
Las
etapas de la esporulación pueden ser fácilmente apreciables, con la ayuda de un
microscopio y mediante la observación de células creciendo en ambientes con
escasez de nutrientes. Podemos describir estas etapas más o menos como sigue:
Etapa
1: crecimiento de la célula
La
célula incrementa su volumen citosólico al menos tres veces en un periodo
relativamente corto.
Etapa
2: duplicación del ADN bacteriano
Concomitante
con el aumento del volumen citosólico, el genoma de la bacteria se duplica por
mitosis. Al terminar la mitosis el genoma “materno” se alinea hacia uno de los
polos de la célula, mientras que el genoma “hijo” o resultante se alinea hacia
el polo opuesto.
Etapa
3: división de la membrana celular
La
membrana celular comienza a constreñirse muy cerca del polo donde se ubica el
genoma “hijo” producido durante la mitosis. Esta contracción termina por aislar
al genoma resultante del resto del citosol de la célula.
Etapa
4: evaginación de una segunda membrana celular (formación de la forespora)
El
segmento formado por la membrana celular constreñida es reforzado por otra
porción de membrana celular, formándose una doble membrana y dando origen a una
espora inmadura conocida como “forespora”.
Etapa
5: formación del córtex
La
célula bacteriana incrementa la producción de residuos de ácido murámico. Estos
son dirigidos a hacia la superficie que recubre la forespora, generando una
capa adicional de protección. Una vez se completa la formación de esta capa, la
forespora es denominada exospora.
Etapa
6: cubiertas interior y exterior de la espora
Los
incrementos en la producción de ácido murámico también están orientados a
formar dos capas de una composición similar de peptidoglicano a la de la pared
celular de la bacteria. Estas dos capas formaran la cubierta interna y externa
de la exospora y la transformaran en una endospora.
El
último paso de la esporulación o la formación de la espora es la liberación. La
pared celular, la membrana y todas las cubiertas de la célula “madre” se lisan
y liberan a la endospora ya madura al medioambiente.
REPRODUCCION PARASEXUAL
es
un ciclo que implica cambios en el número cromosómico, pero que difiere en
lugar y tiempo del ciclo sexual; tiene lugar en los hongos cuyo ciclo normal
está suprimido o aparentemente ausente.
Parasexual
es cualquier sistema genético que origina recombinación genética por procesos
distintos a los que constituyen la reproducción sexual que son: la meiosis y la
fecundación.
Elaborado por:
Alberto Padrino
Marlene Diaz
