EL REINO FUNGI, es u grupo muy diverso por lo que una definición de hongo que pueda agrupar las características del grupo resultaría difícil. Aun que diferentes autores coinciden en un hongo es un organismo eucariota, que producen esporas, no tienen clorofila, con nutrición heterótrofa, generalmente con reproducción sexual y asexual; el cuerpo consiste generalmente de filamentos ramificados con pared celular quitinosa. METABOLISMO Los hongos tienen un metabolismo heterótrofo, ya que tienen la energía y el carbono de compuestos orgánicos sintetizados por otros organismos. Este hecho condiciona su modo de vida, ya que en la naturaleza se encuentran asociados a la materia orgánica en descomposición, participando en los ciclos naturales de reciclado del carbono y otros elementos naturales o como patógenos oportunistas de los animales y plantas. Los hongos pueden degradar una gran cantidad de componentes, para lo que disponen de potentes exoenzimas liberadas al medio, siendo posteriormente absorbidos. FISIOLOGÍA Metabolismo y Producción de energía: Metabolismo primario: Degradación de azucares o sus derivados Glucolisis Ácido Pirúvico Ac. Láctico o etanol (fermentación) Acetil coenzima A ATC CO2, agua,ATP,coenzimas reducidas Energía (38 moléculas ATP) En cada una de las vías de energía en las que un elemento o un compuesto inorgánico actúa como aceptor final de electrones, se denomina respiración aerobia (O2) o anaerobia (NO3). En el metabolismo primario se producen: ATP, coenzimas, aminoácidos, ácidos nucleicos, lípidos, ácidos grasos, utilizados en las funciones fisiológicas básicas del crecimiento de los hongos. En el metabolismo secundario se producen compuestos a partir de los intermediarios de las vías metabólicas, estos, se cree que desvían su camino y producen compuestos que no se utilizan en el crecimiento. Se han encontrado mas de 100 productos del metabolismo secundario que se desconocen sus funciones. Productos del metabolismo secundario Antibióticos: penicilinas, Ampicilina, Caerbenicilina. Hormonas vegetales: Giberelinas Alcaloides: Ergotina Micotoxinas: Aflatoxinas Grasas, glicerina, ácido cítrico, Ac. acético, amilasa, celulasa, pectinasa, alcohol, etc. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA La glucólisis, seguida de respiración aerobia (ciclo de Krebs), constituye la vía habitual para la obtención de energía a partir de la glucosa. La mayoría de los hongos son aerobios estrictos, ya que no obtienen suficiente energía de los procesos fermentativos. Algunos, sin embargo, son anaerobios facultativos, obteniendo la energía de la glucólisis, seguida de las fermentaciones anaerobias secundarias que dan lugar a la producción de diversos catabólicos como ácido láctico y etanol entre otros, aunque su crecimiento en estas condiciones es más lento que en aerobiosis. Un número limitado de hongos son únicamente fermentadores, por haber perdido las cadenas respiratorias y depender de esta vía metabólica, pero son aerotolerantes ya que, a diferencia de las bacterias anaerobias estrictas, el oxigeno no es tóxico para las células; crecen por tanto en anaerobiosis y aerobiosis. Los hongos pueden vivir sobre materia orgánica muerta (saprobios) o como parásitos de otros seres vivos, fundamentalmente vegetales, pero también de los animales y del hombre. Los dermatofitos6 son capaces de metabolizar la queratina o proteínas asociadas. Los hongos, como muchas bacterias, pueden cultivarse con facilidad en medios artificiales, tienen requerimientos nutritivos simples y toleran variaciones de pH y osmolaridad. NUTRICIÓN Nutrición es heterótrofa. NO realizan fotosíntesis. Los hongos requieren de alimento elaborado. Por lo que requieren de materia orgánica. Los hongos han tomado diferentes estrategias para la obtención de sus alimentos como son: Saprofitos obligados: son aquellos que viven sobre materia muerta e incapaces de infectar organismos vivos (Champiñones). Parásitos facultativos ó saprofitos facultativos: son aquellos que viven sobre materia muerta y son capaces de infectar organismos vivos según las circunstancias. Parásitos obligados: son los hongos que solo pueden vivir infectando a un organismo vivo. Simbiontes son aquellos organismos con vida en común donde el beneficio es mutuo para los participantes. algas (LIQUENES) o plantas superiores (MICORRIZAS). La obtención del alimento es por absorción y se efectúa por ósmosis generalmente, hay casos de mixomicetos en su fase mixoameba y plasmodio que son fagótrofos. Compuestos orgánicos como fuente de energía 1. Las moléculas simples (monosacáridos, aminoácidos y ácidos orgánicos). 2. Las moléculas complejas (disacáridos o polisacáridos). 3. Fagocitando partículas (Mixomicetes). Una vez que los hongos obtienen de alguna forma glúcidos (glucosa o maltosa) son capaces de sintetizar sus propias proteínas, utilizando fuentes inorgánicas o orgánicas de nitrógeno además de otros elementos minerales esenciales para su crecimiento. Requerimientos de carbono y energía: - Carbohidratos de origen vegetal (Glucosa, maltosa, sacarosa, almidón, lignina, celulosa, hexosas, pentosas, etc.) - Hidrocarburos (metano) - Compuestos elaborados por el hombre. - Compuestos de animales (queratina) - Otros requerimientos simples (N, P, K, Mg, S, Bo, Cu, Zn, Ca), Vitaminas (tiamina, biotina) y aminoácidos. Órganos de absorción especializados Rizoides Haustorios Apresorios Hay algunas estrategias que utilizan los hongos para facilitar la nutrición: 1. Los hongos que no pueden degradar los polímeros, viven en estrecha relación con otros organismos compartiendo la degradación enzimática (saprofitismo secundario de los azucares). 2. Secreción de sustancias que adecuan el pH del sustrato, y así las enzimas actúen en la degradación. 3. Crecimiento de hifas hacia lugares húmedos, cuando hay agotamiento de humedad del suelo, el micelio se dirige a sitios húmedos para así asegurar la difusión de enzimas y nutrientes. 4. Formación de agua metabólica a partir del sustrato, para el crecimiento y poder seguir degradando aún madera relativamente seca. 5. Crecimiento apical de la hifas, debido a zonas de erosión enzimática o zonas de agotamiento de sustrato. Factores ambientales y biológicos relacionados con la nutrición Temperatura. pH Humedad Presencia de otros organismos CRECIMIENTO Factores ambientales: Temperatura. 0° y 60° C, el optimo es de 20° a 30° C. pH, ácido optimo de 6 Humedad y nutrientes disponibles El crecimiento apical: - En los ápices se encuentran una gran concentración de vesículas endoplasmáticas, que son emitidas por los dictiosomas, en hongos septados se han observados un pequeño cuerpo relacionado con el crecimiento llamado Stitzenkorper ó Cuerpo ápical, así como una estructura microvesicular denominada quitiosoma. Tubo de germinación Oomicete Zigomicete Hongos septados Crecimiento de hongos filamentosos Dictiosoma Retículo endoplasmático Ápice hifal Funciones de la vesículas son tres: 1. Transportar enzimas, que rompan y sinteticen la pared. 2. Transportar nuevos materiales 3. Incrementar el área superficial del plasmalema. Vesículas Crecimiento de las ramificaciones. La mayoría de la hifas ramifican, pero solo a ciertas distancias de sus ápices. Las ramas tienden a divergir unas de otras, es decir llenan espacios entre las hifas. Responden a gradientes de nutrientes. Responden negativamente a metabolitos de otras hifas. Crecen en dirección opuesta a los subproductos metabólicos (autotropismo negativo) El numero de ramificaciones esta ligada a la cantidad de nutrientes. Los hongos filamentosos tienen un ciclo de duplicación, que equivale a un ciclo celular de las levaduras y otros organismos unicelulares. Crecimiento por mitosis. Reproducción SEXUAL ASEXUAL (SOMÁTICA O VEGETATIVA) Intercambio genético Sin intercambio genético Se presenta una vez al año Varias veces al año Proceso complejo Proceso sencillo Produce menos individuos, pero con variabilidad genética Produce mas individuos, pero identicos a su´progenitor Hongos holacárpicos: en la formación de órganos reproductores, ya sean sexuales o asexuales, todo el talo produce una o mas estructuras reproductoras, por lo que la fase somática y vegetativa no coinciden en tiempo. Hongos eucárpicos: en la formación de órganos reproductores, ya sean sexuales o asexuales, solo una parte del talo produce una o mas estructuras reproductoras, y el resto continua con sus somáticas normales, por lo que la fase somática y vegetativa coinciden en tiempo. Reproducción asexual Tipos mas comunes de reproducción asexual son: -Fragmentación del talo. -Fisión de células somáticas. -Gemación de células somáticas o de esporas. -Fragmentación de hifas (artrosporas y clamidiosporas). -Producción de esporas: esporangiosporas (zoosporas o aplanosporas), conidios o conidiosporas, picnidiosporas Reproducción sexual El sexo de los hongos: -Monoicos: aquellos organismos donde en un mismo talo se encuentran los órganos sexuales masculinos y femeninos. También llamados hermafroditas. -Dioicos: se refiere aquellos organismos donde un talo produce solo órganos sexuales femeninos en otro órganos sexuales masculinos. También llamados unisexuales. -Sexualmente indiferenciados: en los cuales las estructuras sexualmente funcionales son morfológicamente indistinguibles, y no se puede decir si son masculinas o femeninas. Compatibilidad sexual: -Hongos homotálicos, son sexualmente autofértiles. -Hongos heterotálicos. Son sexualmente autoestériles. Bipolares, solo talos con núcleos opuestos se pueden aparear. Tetrapolares, la compatibilidad esta regulada por dos pares de factores REPRODUCCIÓN SEXUAL SEXO DE LOS HONGOS: Hermafroditas o monoicos Dioicos Sexualmente indiferenciados COMPATIBILIDAD SEXUAL: Homotálicos Heterotálicos ? La reproducción sexual de los hongos presenta tres fases: -Plasmogamia: fusión de los protoplastos. -Cariogamia. Fusión de dos núcleos. cigosto. Fase intermedia en los hogos superiores llamada dicarión -Meiosis: serie de dos divisiones nucleares, en las cuales el numero de cromosomas se divide a la mitad. Esporas. En la plasmogamia hay diferentes métodos para que se lleve acabo: •Copulación de planogamentos, gametos flagelados. •Contacto gametangial, o gametangia, los gametangios entran en contacto pero sin fusión, el núcleo masculino migra a través de un poro o tubo de fecundación hasta el gametangio femenino. •Copulación gametangial, o gametangiogamia, los gametangios o sus protoplastos se fusionan dando lugar a un cigoto o espora de resistencia. •Espermatización: plasmogamia producida por unión de un espermacio (gameto inmóvil uninucleado) con una estructura receptora. •Somatogamia, fusión de células somáticas durante la plasmogamia. FASES DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL Plasmogamia ( Fusión de protoplastos) n + n+n n Cariogamia (Fusión de núcleos) 2n n+n Meiosis (División reduccional= esporas). n n n n 2n Dicarion ( Fase intermedia a la plasmogamia y cariogamia en hongos superiores). n+n n+n FORMAS DE PLASMOGAMIA Copulación Planogamética: Fusión de gametos móviles. Contacto Gametangial: Paso de núcleos de un gametangio a otro. Copulación Gametangial: Fusión de gametangios o vaciado de contenido protoplasmático de un gametangio a otro. Espermatización: Producción de espermacios, se dispersan como esporas y se funden con células femeninas de otro talo. .. . .. .. .. . Somatogamia: Fusión de células somáticas Ciclos que ocurren en los hongos CICLO ZIGÓTICO HAPLÓNTICO: Los organismos son haploides (n) en sus fases vegetativas, siendo el zigoto la única fase diploide (2n) del ciclo de vida. CICLO GAMÉTICO DIPLÓNTICO: Los organismos diploides (2n) en sus fases vegetativas, siendo los gametos la única fase haploide (n) del ciclo de vida. CICLO ESPÓRICO O HAPLODIPLÓNTICO: Los organismos presentan fases haploide (da lugar a gametos por mitosis) y diploides (da lugar a esporas por meiosis) es el ciclo vital vegetal tipíco. CICLO DICARIÓTICO: Los organismos presentan las características del ciclo zigótico o haplóntico, pero con un retraso en el tiempo de la fusión nuclear (la cariogamia no es inmediata a la plasmogamia) permaneciendo en estado dicarión. CICLO ZIGÓTICO HAPLÓNTICO: CICLO GAMÉTICO DIPLÓNTICO: CICLO ESPÓRICO O HAPLODIPLÓNTICO: CICLO DICARIÓTICO: