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4.2: Características de los hongos - Biología

4.2: Características de los hongos - Biología


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Objetivos de aprendizaje

  • Enumere las características de los hongos.
  • Describe la composición del micelio.
  • Describe el modo de nutrición de los hongos.
  • Explicar la reproducción sexual y asexual en hongos.

El cuerpo fúngico

Los hongos tienen características bien definidas que los diferencian de otros organismos. La mayoría de los cuerpos fúngicos multicelulares están formados por filamentos llamados hifas. Las hifas pueden formar una red llamada micelio, que es el talo (cuerpo) del hongo (Figura ( PageIndex {1} )). Los hongos son heterótrofos que excretan enzimas para digerir los alimentos externamente y luego absorben los alimentos digeridos. Debido a esta estrategia de alimentación, los hongos tienden a vivir dentro de cualquier sustrato alimentario. La estructura fina y filamentosa de las hifas permite un área de superficie máxima y, por lo tanto, un contacto máximo con el sustrato del alimento.

Hifas que tienen paredes (septa) entre las celdas se llaman hifas septadas; Las hifas que carecen de paredes y membranas celulares entre las células se denominan no septadas o hifas cenocíticas (Figura ( PageIndex {2-3} )). Los primeros linajes divergentes de hongos tienen hifas cenocíticas, mientras que los linajes posteriores (a menudo denominados "hongos superiores") tienen hifas tabicadas.

A diferencia de los hongos filamentosos, levaduras son unicelulares. Las levaduras en ciernes se reproducen asexualmente por en ciernes fuera de una celda hija más pequeña (Figura ( PageIndex {4} )); las celdas resultantes a veces pueden pegarse como una cadena corta o pseudohifa (Figura ( PageIndex {2} )). Candida albicans (Figure ( PageIndex {5} )) es una levadura común que forma pseudohifas; se asocia con diversas infecciones en humanos, incluidas las infecciones vaginales por hongos, aftas orales y candidiasis de la piel.

Algunos hongos son dimórfico, teniendo más de una aparición durante su ciclo de vida. Estos hongos dimórficos pueden aparecer como levaduras o formas filamentosas, lo que puede ser importante para la infectividad. Son capaces de cambiar su apariencia en respuesta a cambios ambientales como la disponibilidad de nutrientes o fluctuaciones en la temperatura, creciendo como moho, por ejemplo, a 25 ° C (77 ° F), y como células de levadura a 37 ° C (98,6 ° F). F). Esta capacidad ayuda a los hongos dimórficos a sobrevivir en diversos entornos.

Estructura y función celular

Los hongos son eucariotas y, como tales, tienen una organización celular compleja. Como eucariotas, las células fúngicas contienen un núcleo unido a la membrana. El ADN del núcleo se envuelve alrededor de las proteínas histonas, como se observa en otras células eucariotas. Algunos tipos de hongos tienen estructuras comparables a los plásmidos bacterianos (bucles de ADN); sin embargo, la transferencia horizontal de información genética de una bacteria madura a otra rara vez ocurre en los hongos. Las células fúngicas también contienen mitocondrias y un complejo sistema de membranas internas, que incluyen el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi.

A diferencia de las células vegetales, las células fúngicas no tienen cloroplastos ni clorofila. Muchos hongos muestran colores brillantes que surgen de otros pigmentos celulares, que van del rojo al verde y al negro, aunque ninguno de ellos es para la fotosíntesis. El venenoso Amanita muscaria (agárico de mosca) es reconocible por su gorra roja brillante con manchas blancas (Figura ( PageIndex {6} )). Los pigmentos de los hongos están asociados con la pared celular y algunos juegan un papel protector contra la radiación ultravioleta. Algunos pigmentos fúngicos son tóxicos.

Al igual que las células vegetales, las células fúngicas tienen una pared celular gruesa. Las capas rígidas de las paredes celulares de los hongos contienen polisacáridos complejos llamados quitina y glucanos (a diferencia de las paredes celulares de las plantas, que contienen celulosa). La quitina, que también se encuentra en el exoesqueleto de los insectos, da fuerza estructural a las paredes celulares de los hongos. La pared protege a la célula de la desecación y los depredadores. Los hongos tienen membranas plasmáticas similares a otras eucariotas, excepto que la estructura está estabilizada por ergosterol, una molécula de esteroide que reemplaza el colesterol que se encuentra en las membranas de las células animales. Los ergosteroles a menudo se explotan como dianas de fármacos antimicóticos.

La mayoría de los miembros del reino Fungi son inmóviles. Los flagelos se producen solo en los quítridos. Las células móviles tienen un solo flagelo de latigazo cervical, lo que coloca a estos organismos en los Opisthokonts (junto con los animales).

Crecimiento

Para los hongos filamentosos, una espora de hongos germina y crece apicalmente. El micelio es a menudo muy ramificado y el hongo crece desde el ápice de cada hifa, formando un patrón de crecimiento radial (Figura ( PageIndex {8} )). Debido a que los hongos crecen dentro de su sustrato, a menudo no vemos el micelio, solo las estructuras de fructificación. En la Figura ( PageIndex {9} ), se ha formado un círculo de hongos llamado anillo de hadas en un césped cubierto de hierba. La espora original se habría depositado en el centro de ese anillo y el micelio creció hacia afuera desde allí. Los hongos se producen en el borde del micelio.

Nutrición

Como los animales, los hongos son heterótrofos; utilizan compuestos orgánicos complejos como fuente de carbono, en lugar de fijar el dióxido de carbono de la atmósfera como lo hacen las plantas. Además, los hongos no fijan el nitrógeno de la atmósfera. Como los animales, deben obtenerlo de su dieta. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los animales, que ingieren alimentos y luego los digieren internamente en órganos especializados, los hongos realizan estos pasos en orden inverso; la digestión precede a la ingestión. Primero, las exoenzimas se transportan fuera de las hifas, donde procesan los nutrientes del medio ambiente. Luego, las moléculas más pequeñas producidas por esta digestión externa se absorben a través de la gran superficie del micelio. Al igual que con las células animales, el polisacárido de almacenamiento es glucógeno, en lugar de almidón, como se encuentra en las plantas.

Los hongos son en su mayoría saprótrofos, organismos que obtienen nutrientes de la materia orgánica en descomposición. Obtienen sus nutrientes de materia orgánica muerta o en descomposición, principalmente material vegetal. Las exoenzimas fúngicas pueden descomponer polisacáridos insolubles, como la celulosa y la lignina de la madera muerta, en moléculas de glucosa fácilmente absorbibles. De este modo, el carbono, el nitrógeno y otros elementos se liberan al medio ambiente. Debido a sus variadas vías metabólicas, los hongos cumplen importantes funciones ecológicas y se están investigando como herramientas potenciales en la biorremediación. Por ejemplo, algunas especies de hongos pueden usarse para descomponer el aceite diesel y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) debido a su similitud química con la lignina que se encuentra en la madera. Otras especies absorben metales pesados, como el cadmio y el plomo.

Algunos hongos son parásitos y causan infecciones en otros organismos. Muchos parásitos importantes de las plantas son las royas, hongos de Basidiomycota con ciclos de vida complejos. En ambientes pobres en nitrógeno, algunos hongos recurren a la depredación de nematodos (pequeños gusanos redondos no segmentados). Especies de Artrobotrys los hongos tienen varios mecanismos para atrapar nematodos. Un mecanismo implica la constricción de anillos dentro de la red de hifas. Los anillos se hinchan cuando tocan el nematodo, agarrándolo con fuerza. El hongo penetra en el tejido del gusano extendiendo hifas especializadas llamadas haustorios. Muchos hongos parásitos poseen haustoria, ya que estas estructuras penetran en los tejidos del huésped, liberan enzimas digestivas dentro del cuerpo del huésped y absorben los nutrientes digeridos.

Algunos hongos viven en una relación simbiótica mutuamente beneficiosa con otro organismo, a menudo un organismo fotosintético como una planta o un alga. La asociación de hongos y raíces de plantas se llama micorrizas. Más del 90% de las especies de plantas terrestres se benefician de las relaciones micorrízicas simbióticas. La planta se beneficia por una absorción más eficiente de minerales (por ejemplo, fósforo) y los beneficios de los hongos por los azúcares trasladados a la raíz por la planta.

Los hongos micorrízicos también pueden formar conductos para los nutrientes Entre especies de plantas, para bien o para mal. La pipa fantasma incolora y, por tanto, heterótrofa (Monotropa uniflora - representada en la Figura ( PageIndex {10} )) es una angiosperma que debe asegurarse todo su alimento de los hongos micorrízicos que se adhieren al mismo tiempo a las raíces de alguna planta autótrofa como un pino. El carbono radiactivo administrado al pino (como CO2) pronto aparece en los carbohidratos en las tuberías fantasma cercanas.

Reproducción

Los hongos se dispersan soltando esporas (haploide, en la mayoría de los casos). Las esporas de hongos están presentes en casi todas partes (y son una causa frecuente de alergias). Se han encontrado esporas del hongo de la roya del trigo a 4000 m en el aire y a más de 1450 km (900 millas) del lugar donde fueron liberadas. No es de extrañar entonces que muchos hongos parezcan tener una distribución mundial.

Los hongos se reproducen sexualmente y / o asexualmente. Los hongos pueden exhibir reproducción asexual por mitosis con gemación (Figura ( PageIndex {13} )), fragmentación de hifas y formación de esporas asexuales por mitosis (Figura ( PageIndex {14} )). Dependiendo del grupo taxonómico, las esporas producidas sexualmente se conocen como zigosporas (en el antiguo Zygomycota), ascosporas (en Ascomycota) o basidiosporas (en Basidiomycota).

Tanto en la reproducción sexual como en la asexual, los hongos producen esporas que se dispersan del organismo padre flotando en el viento, montando a un animal o por otros medios. Las esporas de hongos son microscópicas y a menudo se producen en grandes cantidades. Cuando la seta gigante de bejín se abre, libera billones de esporas. La gran cantidad de esporas liberadas aumenta la probabilidad de aterrizar en un entorno que favorezca el crecimiento (Figura ( PageIndex {12} )).

Los ciclos de vida de los hongos son únicos y complejos, aunque se suele decir que los hongos tienen un ciclo de vida haplóntico (Figura ( PageIndex {15} )). En un ciclo de vida fúngico generalizado, los micelios haploides de diferentes tipos de apareamiento forman hifas que tienen gametos en las puntas o se fusionan directamente (somatogamia). El citoplasma se fusiona en un evento llamado plasmogamia, produciendo una célula con dos núcleos distintos (una célula dicariótica o n + n). En algún momento posterior, los núcleos se fusionan (en un evento llamado cariogamia) para crear un cigoto diploide. El cigoto sufre meiosis para formar esporas haploides que germinan y crecen en un nuevo micelio haploide. La forma en que ocurren estos eventos es una de las principales formas en que clasificamos los hongos, y los ciclos de vida de los diferentes grupos de hongos contrastan significativamente.

Revise las características de los hongos visitando este sitio interactivo de Wisconsin en línea.

Resumen

Los hongos son organismos eucariotas que aparecieron en la tierra hace más de 450 millones de años. Son heterótrofos y no contienen pigmentos fotosintéticos como la clorofila ni cloroplastos. Los hongos son descomponedores importantes que liberan elementos esenciales al medio ambiente. Sin embargo, tienen muchas otras funciones importantes en los ecosistemas como parásitos y mutualistas. Las enzimas externas digieren los nutrientes que luego son absorbidos por el micelio del hongo, que está compuesto por células filamentosas llamadas hifas. Una pared celular gruesa hecha de quitina rodea las hifas. Los hongos unicelulares se denominan levaduras y se reproducen por gemación. Los hongos pueden reproducirse asexualmente (normalmente denominados mohos) y / o sexualmente. Una de las principales formas en que los hongos se clasificaron en phyla se basó en el ciclo de vida y el tipo de estructuras sexuales producidas.

Características de los hongos:

  • Eucariota
  • Heterótrofo por absorción
  • Morfología: Unicelular o talo compuesto por hifas. Si están presentes, las células móviles tienen un solo flagelo de latigazo cervical.
  • Paredes celulares: quitina
  • Carbohidrato de almacenamiento: glucógeno
  • Ciclo de vida: haplóntico (aunque este se vuelve un poco extraño)
  • Ecología: muchos hongos son descomponedores, principalmente en ecosistemas terrestres. Otros grupos de hongos viven en simbiosis con otros organismos como parásitos, mutualistas o comensalistas.

Sordaria fimicola

Sordaria fimicola es una especie de hongo microscópico. Se encuentra comúnmente en las heces de los herbívoros. Sordaria fimicola se utiliza a menudo en laboratorios de introducción a la biología y micología porque es fácil de cultivar en agar nutritivo en cultivos en placa. El genero Sordaria, relacionado cercanamente a Neurospora y Podospora, es un miembro de la clase grande Sordariomycetes, o matraz-hongos. El hábitat natural de las tres especies de Sordaria que han sido los temas principales en los estudios genéticos es el estiércol de animales herbívoros. Las especies S. fimicola es común y mundial en distribución. La especie de Sordaria son similares morfológicamente, produciendo peritecios negros que contienen ascos con ocho ascosporas oscuras en una disposición lineal. Estas especies comparten una serie de características que son ventajosas para los estudios genéticos. Todos tienen un ciclo de vida corto, generalmente de 7 a 12 días, y se cultivan fácilmente. La mayoría de las especies son autofértiles y cada cepa es isogénica. Todos los tipos de mutantes se inducen fácilmente y se obtienen fácilmente con mutantes de color de ascosporas particulares. Estos mutantes visuales ayudan en el análisis de tétradas, especialmente en el análisis de recombinación intragénica. [1]

La forma más común de S. fimicola es un marrón oscuro. Ciertos mutantes son grises o tostados. Un experimento común para una clase de laboratorio de introducción a la biología es cruzar uno de los tipos mutantes con un tipo salvaje y observar la proporción de coloración en la descendencia. Este experimento ilustra los conceptos de herencia genética en un organismo haploide. Las ocho ascosporas se producen dentro de un ascus. Las calabazas Sordaria pueden darnos información sobre el cruce durante la meiosis. Si no se cruza, entonces hay un patrón 4: 4. 4 esporas negras y 4 esporas tostadas, todas alineadas. Si ocurre un cruce, hay un patrón 2: 2: 2: 2 visible o un patrón 2: 4: 2.

Otro uso común de laboratorio es observar la meiosis y la mitosis en los cuerpos frutales, llamado peritecios. Una característica interesante de S. fimicola es que su cuerpo frutal es fototrófico. Por lo tanto, a medida que crece, el tallo se inclinará hacia una fuente de luz y cuando el saco reviente, las esporas se disparan hacia la luz.


Hongos: significado, características y ocurrencia | Botánica

Los hongos (hongo singular - hongo, del griego) son plantas talofíticas sin clorofila. Debido a la ausencia de clorofila, son heterófitos, es decir, dependen de otros para alimentarse. Crecen en varios hábitats y muestran mucha diversidad en su estructura, fisiología y reproducción. Se desarrollaron mucho tiempo atrás en la escala de tiempo geológico.

Su existencia se encontró a partir de registros fósiles del período Precámbrico. La información de la literatura antigua indica que los hongos fueron utilizados como alimento por los seres humanos. En la actualidad, los hongos se utilizan en medicina y también como alimento además de otros aspectos. Los hongos causan enfermedades de los cultivos (manchas, royas, tizones, etc.) y de los seres humanos (aspergilosis, blastomicosis, etc.).

Algunas de las enfermedades de las plantas como el tizón tardío de la papa (c.o. Phytophthora infestans) y la mancha marrón del arroz (c.o. Helminthosporium oryzae) causaron hambrunas en Irlanda (1845) y en Bengala Occidental (India) (1943), respectivamente.

Se han registrado más de 5.000 géneros y 50.000 especies de hongos, pero su número puede ser mucho mayor que el registro real. El tema que se ocupa de los hongos se conoce como Micología (mykes - estudio de logos de hongos - estudio) y el científico interesado se llama micólogo.

Las diversas definiciones de hongos propuestas por los micólogos son:

1. Alexopoulos (1962):

Alexopoulos (1962) definió los hongos como "organismos nucleados, portadores de esporas, aclorófilos que generalmente se reproducen sexualmente y asexualmente y cuyas estructuras somáticas, generalmente filamentosas y ramificadas, están típicamente rodeadas por paredes celulares que contienen celulosa tímida o quitina o ambas".

2. Alexopoulos y Mims (1979):

Alexopoulos y Mims (1979) definieron los hongos como organismos eucariotas portadores de esporas, aclorofilos y tímidos que generalmente se reproducen sexual y asexualmente, y cuyas estructuras somáticas ramificadas y filamentosas generalmente están rodeadas por paredes celulares que contienen quitina o celulosa, o ambas sustancias, junto con muchas otras. otras moléculas orgánicas com & shyplex & # 8221.

Características de los hongos:

1. Los hongos tienen una distribución cosmopolita, es decir, pueden crecer en cualquier lugar donde la vida sea posible.

2. Son de naturaleza heterotrófica debido a la ausencia de clorofila. Según su modo de alimentación, pueden ser parásitos, saprófitos o simbiontes.

3. El cuerpo de la planta puede ser unicelular (Synchytrium, Saccharomyces) o filamentoso y tímido (Mucor, Aspergillus). El filamento se conoce como hifa (plural, hifas) y su masa entrelazada se conoce como micelio.

4. La hifa puede ser aseptada, es decir, cenocítica (sin septos y que contiene muchos núcleos) o septada. El micelio tabicado en su célula puede contener solo uno (monocariota), dos (dicariota) o más núcleos.

5. Los tabiques entre las células pueden tener diferentes tipos de poros: microporo (Geotri- chum), poro simple (la mayoría de Ascomycotina y Deuteromycotina) o dolipore (Basidiomycotina, excepto royas y obscenidades).

6. Las células están rodeadas por una pared celular distinta (excepto los hongos limosos), compuesta de celulosa fúngica, es decir, quitina, pero en algunos hongos inferiores (miembros de Oomycetes), la pared celular está compuesta de celulosa o glucano.

7. Las células generalmente contienen proto y shiplasma incoloro debido a la ausencia de clorofila, núcleo contai y tímido, mitocondrias, retiro y tímulo endoplásmico, ribosomas, vesículas, microcuerpos, etc.

8. Las células son haploides, dicarióticas o diploides. La fase diploide es efímera (de corta duración).

9. En hongos inferiores como Mastigomycotina, las células reproductoras (zoosporas y gametos) pueden ser uni o biflagelados, con flagelos de latigazo cervical y / o de oropel. Pero en hongos superiores como Zygomycotina, Ascomycotina, Basidiomycotina y Deuteromycotina, las células móviles nunca se forman en ninguna etapa.

10. En respuesta a la necesidad funcional, los micelios fúngicos se modifican en diferentes tipos tales como: Plectenchyma, Stroma, Rhizomorfo, Sclerotium, Trampa hifal, Appresorium, Haustorium, etc.

11. Los hongos unicelulares, donde todo el cuerpo de la planta se convierte en una unidad reproductora, se conocen como hongos holocarpicos (por ejemplo, Synchytrium). Sin embargo, en muchos otros, solo una parte del cuerpo de la planta micelial se convierte en unidad reproductiva, por lo que se denominan hongos eucarpicos (por ejemplo, Pythium, Phytophthora).

12. Se reproducen por tres medios: vegetativo, asexual y sexual.

(a) La reproducción vegetativa tiene lugar por fragmentación (Mucor, Penicillium, Fusarium), brotación (Saccharomyces, Ustilago) y fisión (Saccharomyces).

(b) La reproducción asexual tiene lugar mediante diferentes tipos de esporas. Se trata de zoosporas (Synchytrium), conidios (Pythium, Aspergillus), oidios (Rhizo- pus), clamidosporas (Fusarium), etc. Las esporas pueden ser unicelulares (Asper y shygillus) o multicelulares (Alternaria).

(c) Con la excepción de Deuteromycotina, la reproducción sexual se lleva a cabo mediante los siguientes cinco procesos:

Cópula gamética (Synchytrium), Contacto gametangial (Pythium, Phytophthora), Juego y cópula tímida (Rhizopus, Mucor), Espermatización (Puccinia, Podospora) y Somatogamia (Polyporus, Agaricus).

Cuenta General:

Los hongos son talofitos sin clorofila o plantas no vasculares aclorofílicas.

Aparición de hongos:

Los hongos tienen una distribución cosmopolita y se encuentran en todos los hábitats posibles. Debido a la ausencia de clorofila, dependen de otros para alimentarse, por eso pueden ser saprófitos, parásitos o simbiontes.

La mayoría de los hongos son terrestres y terrestres que crecen en el suelo, sobre material orgánico muerto, en descomposición y tímido. Algunos crecen tanto en plantas como en animales. Pueden crecer en alimentos como mermelada, pan, frutas, etc. Algunos miembros también se encuentran en el agua: hongos acuáticos. También están presentes en el aire. Por tanto, los hongos son universales en su distribución.

Estructura vegetativa de los hongos:

Excepto ciertas formas unicelulares (Fig. 4.1 A) como Synchytrium, Saccharomyces, los hongos son generalmente de tipo talloide y filamentoso. Los filamentos y timidos se conocen como hifas (cantar, hapha). La masa enmarañada de estas hifas es el micelio y el shyum. La hifa puede ser un eptato que contiene muchos núcleos y citoplasma vacuolado. La hifa aseptada tubular multinucleada se llama cenocitos (Fig. 4.1 C).

Por otro lado, la hifa que tiene paredes divisorias que la dividen en muchas células se llama septada (Fig. 4.1 D-F). El micelio septado en su célula puede contener solo uno (monocariótico), dos (dicariótico) o muchos núcleos (multinucleado) con protoplasma vacuolado.

Los tabiques entre las células pueden tener diferentes tipos de poros. En Geotrichum, los poros pequeños están presentes en la pared, llamados microporos (Fig. 4.2A), cuando solo hay un poro de mayor tamaño en la pared, se llama poro simple (Fig. 4.2B), que se encuentra en la mayoría de Ascomycotina. y Deuteromycotina.

En Trichomycetes y Mucorales, el poro está rodeado por una bifurcación generalizada del margen de la pared divisoria que parece un hoyo de traqueida bordeado. Entre las dos bifurcaciones está presente un tapón de material biumbonate denso en electrones (fig. 4.2C).

Pero en Basidiomycotina, excepto óxido y tizón, el tipo complicado de poro con una sola abertura se llama septo dolipore (dolium, un tarro grande o dinero en efectivo, es decir, barril) (Fig. 4.2D).

Por último, en los hongos inferiores, la parte más vieja y la región basal de la parte reproductora que forman la pared divisoria, sin ningún poro, se denomina tabique sólido (Fig. 4.2E).

Las células tienen una pared celular distinta (excepto los hongos limosos), formada por celulosa fúngica, es decir, quitina junto con otras sustancias. Las células fúngicas tienen un protoplasma vacuolado sin clorofila, que contiene núcleos / núcleos, mitocondrias, retículo endoplásmico, ribosomas, microcuerpos, vesículas, etc. (Fig. 4.3). Los principales alimentos de reserva son el glucógeno y el aceite.

El micelio que contiene solo un núcleo (n) en cada célula se llama micelio monocariótico o micelio primario. Mientras que, en muchos casos, las células de micelio contienen dos núcleos, es decir, binucleados (n + n), formados debido a la transferencia de núcleos de un micelio monocariótico al otro e inicialmente forman células dicarióticas y luego a micelio dicariótico o micelio secundario por crecimiento con la ayuda de la conexión de la abrazadera.

La célula puede contener un núcleo diploide (2n), formado por la fusión de dos núcleos haploides (n) de cepa opuesta. Pero esta etapa es efímera (Fig. 4.1 E, F).

En los hongos inferiores, es decir, los miembros de la subdivisión Mastigomycotina, las células reproductivas (zoológicos y tímidos o gametos) pueden ser uni o biflagelados con una organización (9 + 2) que tiene latigazo cervical (tipo acronemático), es decir, flagelos de paredes lisas y / o oropel. (tipo pantonemático), es decir, flagelos cubiertos de muchos mastigonemas o flimers diminutos, que se originan en el filamento axil (Fig. 4.4, 4.5).

El tipo de oropel proporciona un movimiento tímido y el tipo de latigazo cervical proporciona un movimiento de golpe. Pero, en todos los demás hongos colocados bajo las subdivisiones Zygomycotina, Ascomycotina, Basidiomycotina y Deuteromycotina, la célula móvil no ocurre en ninguna etapa.

Composición de la pared celular:

Las células están rodeadas por una estructura rígida externa, la pared celular. Su composición varía en diferentes grupos de hongos. Según Aronson (1965) y Bartnicki-García (1970), la pared celular consta de aproximadamente un 80-90% de polisacáridos junto con proteínas (1-15%) y lípidos (2-10%).

El material de pared celular más común es quitina. Pero en algunos otros hongos, están presentes celulosa u otros glucanos. La estructura química de la celulosa y la quitina se da a continuación. Bartnicki-García (1968) informó que la composición de la pared celular varía en diferentes grupos de hongos.

Estos son celulosa-glucógeno (Acrasiomycetes), celulosa-glucano (Oomycetes), celulosa-quitina (Hyphochytridiomycetes), quitina-quitosano (Zygomycetes), quitina-glucano (Chitridiomycetes, Asco-, Basidio- y Ducharoomycetes) - mycetaceae y Cryptococcaceae), mannan-quitina (Sporobolomycetaceae), Polygalacto-samine-galactan (Trichomycetaceae).

Formas hifas:

En respuesta a la necesidad funcional, los micelios fúngicos se modifican en diferentes tipos de estructura y timidez:

Cuando las hifas componentes se entrelazan completamente para formar un tejido grueso compacto, se llama plecten y shychyma.

Prosenchyma o prosoplectenchyma, donde las hifas permanecen más o menos paralelas entre sí, conservan su individualidad y no se fusionan (Fig. 4.6B) y pseudoparenquima o para- plectenchyma, donde las hifas se fusionan tímidamente entre sí, forman una masa compacta y perder su individualidad. En la sección transversal, toda la masa parece par y shychyma de una planta angiospérmica (Fig. 4.6B).

2. Sclerotia (cantar Sclerotium):

Es una estructura compacta de diferentes formas y tamaños, formada por la agregación de micelios. Puede ser de forma redonda o alargada, desde puntos muy diminutos hasta una gran estructura en forma de bola que pesa aproximadamente 14 kg (30 libras). Puede sobrevivir durante muchos años como estado de reposo (fig. 4.6A).

En este caso, las hifas se agregan longitudinalmente en un grado variable de complejidad, donde las hifas pierden su individualidad y la estructura completa se comporta como una unidad organizada. Pueden soportar condiciones ambientales adversas y después de unos años, pueden comenzar a crecer (Fig. 4.6E).

4. Haustoria (cantar. Haustorium):

Estos son excrecencias intracelulares del micelio que crece intercelularmente para la absorción de nutrientes de las células huésped. Son de diversas formas y tamaños, como simples, en forma de protuberancia, enrolladas, ramificadas, etc. Penetran en la pared celular y generalmente no rompen la membrana celular durante la absorción (fig. 4.6F, G).

5. Appresoria (sing. Appresorium):

Es la punta hinchada del tubo germinal o el micelio de los hongos patógenos de las plantas lo que ayuda a que el micelio y el shylium se adhieran a la superficie del huésped y también ayudan en la penetración (Fig. 4.6H).

Ciertos hongos desarrollan hifas pegajosas o bucles de hifas para atrapar depredadores como nematodos, protozoos, animales pequeños, etc., lo que se conoce como trampa de hifas. Los hongos de este tipo se conocen como hongos depredadores (Fig. 4.61).

Es un cuerpo sólido de varias formas y tamaños, formado por la agregación compacta y la timidez del micelio. Las estructuras reproductivas y los cuerpos frutales se desarrollan dentro del estroma (Fig. 4.6D).

Reproducción en hongos:

En los hongos unicelulares (Synchitrium, Saccharo & shymyces), la célula vegetativa completa se transforma en una unidad reproductora, llamada Holocarpic. Sin embargo, en otros (Pythium, Penicillium, Helmintho- sporium), solo una parte del cuerpo vegetativo forma la unidad reproductiva y la porción restante permanece como vegetativa, denominada eucarpica.

Los hongos se reproducen por los tres medios:

Vegetativo, Asexual y Sexual.

1. Reproducción vegetativa:

Se lleva a cabo de las siguientes formas:

Es común en hongos filamentosos y tímidos (Rhizopus, Alternaria, Fusarium) donde las hifas se rompen en dos o más fragmentos debido a alguna fuerza externa y cada uno se convierte en un nuevo individuo (Fig. 4.7A, B).

Tiene lugar en hongos unicelulares (Saccharomyces, Schizosaccharo- myces). Una pequeña excrecencia, el brote emerge de la célula madre. El núcleo se divide en dos y uno pasa y se asusta hasta la yema. Luego, el brote se separa mediante una pared divisoria, pero continúa su crecimiento.

Posteriormente, se desprende de la madre y crece individualmente. Algunas veces, el proceso se repite muy rápido y las yemas permanecen adheridas a la madre en cadena, que se parece a myce & shylium, llamado pseudomycelium (Gr. Pseudo, falso + micelio). Este proceso tiene lugar en las ascosporas y lioesporas básicas de algunos hongos (Fig. 4.7C, 4.1 B).

Normalmente, los hongos unicelulares (Saccharomyces, Schizosaccharomyces) se reproducen por este método, donde la célula vegetativa se alarga y se divide en dos células hijas de igual tamaño por constricción simple en el medio con división nuclear simultánea (fig. 4.7D).

2. Reproducción asexual:

Se produce por medio de varios tipos de esporas que generalmente se forman en condiciones favorables. Las esporas pueden ser unicelulares (Penicillium, Aspergillus) o multicelulares (Fusarium, Helminthosporium). Pueden ser exógenos y tímidos, desarrollados en conidióforos (Penicillium) (Fig. 4.8C) o endógenos, desarrollados en esporangios (Mucor) (Fig. 4.8L) o picnidium (Ascochyta pisi).

Algunas de las esporas son:

Las zoosporas pueden ser uni o biflageladas, generalmente en forma de pera, producidas en esporangios, por ejemplo, Synchy & shytrium, Phytophthora (Fig. 4.8J).

Éstas son esporas no móviles inducidas exógenamente que se desarrollan por constricción en el extremo de ramas de hifas especializadas, llamadas conidióforos. Pueden producirse individualmente (Phytoph & shythora, Pythium) o en cadena (Penicillium, Aspergillus) (Fig. 4.8A, B, C).

En algunos hongos (Mucor mucedo), las puntas de las hifas a menudo se dividen por la pared transversal y transversal en un gran número de pequeños segmentos, pueden permanecer en cadena o liberarse entre sí, estos se conocen como oidios. Los oidios en germinación y timidez se desarrollan en nuevas plantas (Fig. 4.8D).

Las clamidosporas tienen paredes gruesas de contorno redondo a ovalado, de color marrón o negro. Producen de forma terminal o intercalar en algunos intervalos a lo largo de la longitud de las hifas, por ejemplo, Fusarium (Fig. 4.8E, F, G).

Se trata de aplanosporas globosas, multinucleadas, inmóviles, formadas dentro del esporangio. La esporangiospora germina produciendo un tubo germinativo. Más tarde, desarrolla micelio pro y tímidamente ramificado (Fig. 4.8K, L).

Es el proceso de unión entre dos núcleos compatibles. Los núcleos de algunos miembros son aportados por dos gametos bien organizados.

Todo el proceso de reproducción sexual consta de tres fases, en la secuencia de plasmogamia, cariogania y meosis:

Implica la unión de dos protoplastos, acerca dos núcleos haploides en la misma célula.

Implica la fusión de dos núcleos haploides reunidos durante la plasmogamia. Esto da como resultado la formación y timidez del núcleo diploide, es decir, cigoto, que es efímero (de corta duración).

Sigue a la cariogamia y reduce el número de cromosomas desde el núcleo diploide del cigoto hasta el número haploide original en los núcleos hijos.

La plasmogamia, es decir, la primera fase de la reproducción sexual, se diferencia en diferentes hongos.

Los diferentes métodos de plasmogamia son:

(a) Cópula planogamética:

Los planogametos son gametos móviles. Este proceso implica la fusión de dos gametos, donde uno o ambos son móviles.

Dependiendo de la estructura y naturaleza de los gametos, es de tres tipos:

Isogamia, anisogamia y oogamia:

Los gametos que se unen son morfológicamente similares, pero fisiológicamente y timológicamente diferentes. Este proceso es común en hongos unicelulares primitivos, por ejemplo, Synchytrium (Fig. 4.9A).

Ambos gametos que se unen son morfológicamente similares y tímidos, pero fisiológicamente y de tamaño diferente. El más pequeño es más activo, considerado como macho y el más grande menos activo como hembra, por ejemplo, Allomyces (Fig. 4.9B).

Ambos gametos que se unen son morfológica, fisiológicamente y timológicamente diferentes. El gamato masculino es más pequeño y móvil, y el gameto femenino es más grande y no móvil, por ejemplo, Monoblepharis (fig. 4.9C).

(b) Contacto gametangial:

Los gametos de unión están presentes en diferentes gametangios, por lo que los gametangios masculinos y femeninos se conocen como antheridium y Oogonium (Ascogonium en Asco y shymycotina), respectivamente. Los gametos nunca se liberan del gametangium. Ambos gametangios entran en estrecho contacto y transfieren el gameto masculino al óvulo a través del tubo de fertilización. Los gametangios no pierden su identidad, por ejemplo, Ascobolus, Pythium (Fig. 4.9D, E).

(c) Cópula gametangial:

El proceso implica la fusión de todo el contenido del gametangia unificador.


Características de los hongos | Microbiología

En este artículo discutiremos sobre las características de los hongos.

Los hongos tienen una distribución cosmopolita, algunos son acuáticos, otros son terrestres y otros se transmiten por el aire. Muchos son parásitos de plantas, animales y seres humanos. El cuerpo de la planta generalmente consiste en una forma hifal ramificada y filamentosa, una estructura similar a una red llamada micelio.

Las hifas son aseptadas (cenocíticas) o septadas y uni, bi o multinucleadas. Los tabiques suelen tener poros simples, pero los tabiques de los géneros basidiomicetos tienen tabique dolipore. La pared celular se compone principalmente de celulosa fúngica o quitina. Estos carecen de clorofila, pero normalmente están presentes carotenoides. Los hongos son heterótrofos, es decir, no pueden fabricar su propio alimento, por lo que son parásitos, saprófitos o simbiontes.

Hay tres divisiones principales del mundo microbiano, basadas en secuencias de ARNr. Entre ellos, las arqueas y las eubacterias son procariotas, mientras que el tercer grupo es eucariota, que contiene un núcleo verdadero. Son morfológicamente complejos. En esta categoría se agrupan tres reinos eucariotas multicelulares: los hongos, las plantas verdes y los animales, pero nos limitaremos a los hongos.

La pared celular de los hongos está formada por quitina, pero en algunos hongos también están presentes mananos, galactosanos y quitisanos. Todos los hongos son quimioorganótrofos, carecen de clorofila pero tienen requerimientos nutricionales simples. Los mohos limosos son otra categoría de hongos que tienen similitudes morfológicas tanto de hongos como de protozoos.

Son de dos tipos, mohos de limo celular y mohos de limo acelular. Las primeras están compuestas por células simples parecidas a amebas, mientras que las últimas son masas desnudas de protoplasma de tamaño y forma indefinidos llamados plasmodios. Viven de la materia vegetal y del suelo en descomposición y se alimentan al engullir bacterias (fagocitosis). El moho de lodo celular en Dictyostelin, mientras que acelular es Plasmodium.

Los mohos son hongos filamentosos asociados al pan, queso de frutas. El micelio es cenocítico (no septado), se producen conidios ramificados, de origen exógeno o endógeno en las ramas aéreas. Son estructuras reproductivas asexuales de varios colores como el negro, azul verdoso, rojo, amarillo o marrón. Los gametangios se desarrollan durante la reproducción sexual por la fisión de hifas especializadas o gametos unicelulares para formar esporas.

Cuando estas esporas son endógenas, se denominan ascosporas. Se encuentran en una estructura similar a un saco llamado ascus como en los ascomicetos, mientras que si son exógenos, es decir, se producen en el exterior, se denominan basidiosporas que están presentes en los extremos de una estructura en forma de maza conocida como basidium como en los basidiomicetos.

Las levaduras pertenecientes a los ascomicetos son unicelulares, generalmente esféricas, ovaladas o cilíndricas y la división celular se produce por gemación. Generalmente, las levaduras no forman micelio y permanecen presentes en forma unicelular. Pero bajo ciertas condiciones, las levaduras de panadería Saccharomyces cerevisiae forman pseudo-micelio. La levadura exhibe reproducción sexual y timidez, es decir, apareamiento por fusión celular para formar cigoto que forma ascosporas. Crecen en hábitats azucarados.

Otro grupo importante son los basidiomicetos. Son cuerpos fructíferos formadores de filamentos llamados basidiocarpio. También se encuentran en materia orgánica muerta en el suelo o en los troncos de los árboles. Ellos producen esporas sexuales llamadas basidiosporas. La fusión de dos basidiosporas o micelio haploide que resulta en la formación de micelio dicariótico. El micelio crece más para dar lugar a talo.


121 Características de los hongos

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Enumere las características de los hongos.
  • Describe la composición del micelio.
  • Describe el modo de nutrición de los hongos.
  • Explicar la reproducción sexual y asexual en hongos.

Aunque los seres humanos han utilizado levaduras y hongos desde tiempos prehistóricos, hasta hace poco tiempo, la biología de los hongos no se conocía bien. De hecho, hasta mediados del siglo XX, ¡muchos científicos clasificaron los hongos como plantas! Los hongos, como las plantas, son en su mayoría sésiles y aparentemente están enraizados en su lugar. Poseen una estructura similar a un tallo similar a las plantas, además de tener un micelio fúngico similar a una raíz en el suelo. Además, su modo de nutrición era poco conocido. El progreso en el campo de la biología fúngica fue el resultado de la micología: el estudio científico de los hongos. Según la evidencia fósil, los hongos aparecieron en la era precámbrica, hace unos 450 millones de años. El análisis de biología molecular del genoma de los hongos demuestra que los hongos están más estrechamente relacionados con los animales que con las plantas. Bajo algunas filogenias sistemáticas actuales, continúan siendo un grupo polifilético de organismos que comparten características, en lugar de compartir un único ancestro común.

Los micólogos son biólogos que estudian los hongos. Históricamente, la micología fue una rama de la microbiología y muchos micólogos comienzan sus carreras con un título en microbiología. Para convertirse en micólogo, es mínimamente necesaria una licenciatura en ciencias biológicas (preferiblemente con especialización en microbiología) y una maestría en micología. Los micólogos pueden especializarse en taxonomía y genómica fúngica, biología molecular y celular, patología vegetal, biotecnología o bioquímica. Algunos microbiólogos médicos se concentran en el estudio de enfermedades infecciosas causadas por hongos, llamadas micosis. Los micólogos colaboran con zoólogos y fitopatólogos para identificar y controlar infecciones fúngicas difíciles, como el devastador tizón del castaño, la misteriosa disminución de las poblaciones de ranas en muchas áreas del mundo o la epidemia mortal llamada síndrome de la nariz blanca, que está diezmando a los murciélagos en el mundo. Este de Estados Unidos.

Las agencias gubernamentales contratan micólogos como científicos y técnicos de investigación para monitorear la salud de los cultivos, parques nacionales y bosques nacionales. Los micólogos también son empleados en el sector privado por empresas que desarrollan productos de control químico y biológico o nuevos productos agrícolas, y por empresas que brindan servicios de control de enfermedades. Debido al papel clave que desempeñan los hongos en la fermentación del alcohol y la preparación de muchos alimentos importantes, los científicos con un buen conocimiento de la fisiología de los hongos trabajan de forma rutinaria en la industria de la tecnología alimentaria.La enología, la ciencia de la elaboración del vino, se basa no solo en el conocimiento de las variedades de uva y la composición del suelo, sino también en un conocimiento sólido de las características de las levaduras silvestres que prosperan en diferentes regiones vitivinícolas. Es posible comprar cepas de levadura aisladas de regiones específicas de cultivo de uva. El gran químico y microbiólogo francés Louis Pasteur hizo muchos de sus descubrimientos esenciales trabajando con la humilde levadura de cerveza, descubriendo así el proceso de fermentación.

Estructura y función celular

Los hongos son eucariotas y, como tales, tienen una organización celular compleja. Como eucariotas, las células fúngicas contienen un núcleo unido a la membrana. El ADN del núcleo se envuelve alrededor de las proteínas histonas, como se observa en otras células eucariotas. Algunos tipos de hongos tienen estructuras genómicas accesorias comparables a los plásmidos bacterianos (bucles de ADN); sin embargo, la transferencia horizontal de información genética que ocurre entre una bacteria y otra rara vez ocurre en los hongos. Las células fúngicas también contienen mitocondrias y un complejo sistema de membranas internas, que incluyen el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi.

A diferencia de las células vegetales, las células fúngicas no tienen cloroplastos ni clorofila. Muchos hongos muestran colores brillantes que surgen de otros pigmentos celulares, que van del rojo al verde y al negro. El venenoso Amanita muscaria (agárico de mosca) es reconocible por su gorra de color rojo brillante con manchas blancas ((Figura)). Los pigmentos de los hongos están asociados con la pared celular y juegan un papel protector contra la radiación ultravioleta. Algunos pigmentos fúngicos son tóxicos para los humanos.


Al igual que las células vegetales, las células fúngicas tienen una pared celular gruesa. Las capas rígidas de las paredes celulares de los hongos contienen polisacáridos complejos llamados quitina y glucanos. Quitina (N-acetil-D-glucosamina), que también se encuentra en el exoesqueleto de artrópodos como los insectos, confiere resistencia estructural a las paredes celulares de los hongos. La pared protege a la célula de la desecación y de algunos depredadores. Los hongos tienen membranas plasmáticas similares a las de otros eucariotas, excepto que la estructura está estabilizada por ergosterol: molécula de esteroide que reemplaza el colesterol que se encuentra en las membranas de las células animales. La mayoría de los miembros del reino Fungi son inmóviles. Sin embargo, los flagelos son producidos por las esporas y gametos en el primitivo Phylum Chytridiomycota.

Crecimiento

El cuerpo vegetativo de un hongo es unicelular o multicelular. talo. Los hongos unicelulares se denominan levaduras. Los hongos multicelulares producen hilos hifas (hifa singular). Los hongos dimórficos pueden cambiar del estado unicelular al multicelular dependiendo de las condiciones ambientales. Saccharomyces cerevisiae (levadura de panadería) y Candida especies (los agentes de la candidiasis, una infección fúngica común) son ejemplos de hongos unicelulares ((Figura)).


La mayoría de los hongos son organismos multicelulares. Presentan dos etapas morfológicas distintas: la vegetativa y la reproductiva. La etapa vegetativa consiste en una maraña de hifas, mientras que la etapa reproductiva puede ser más notoria. La masa de hifas es un micelio ((Figura)). Puede crecer en una superficie, en el suelo o en material en descomposición, en un líquido o incluso en tejido vivo. Aunque las hifas individuales deben observarse bajo un microscopio, el micelio de un hongo puede ser muy grande, y algunas especies realmente son "el hongo gigantesco". El gigante Armillaria solidipes (hongo de miel) se considera el organismo más grande de la Tierra, se extiende por más de 2,000 acres de suelo subterráneo en el este de Oregon y se estima que tiene al menos 2400 años de antigüedad.


La mayoría de las hifas fúngicas se dividen en células separadas por paredes de extremo llamado septa (singular, septum) ((Figura)a, c). En la mayoría de los filos de los hongos, los pequeños orificios en los septos permiten el rápido flujo de nutrientes y pequeñas moléculas de una célula a otra a lo largo de la hifa. Se describen como septos perforados. Las hifas en los moldes de pan (que pertenecen al Phylum Zygomycota) no están separadas por septos. En cambio, están formados por células grandes que contienen muchos núcleos (multinucleados), una disposición que se describe como hifas cenocíticas ((Figura)B).


Los hongos prosperan en ambientes húmedos y ligeramente ácidos, y pueden crecer con o sin luz. Varían en su requerimiento de oxígeno. La mayoría de los hongos son aerobios obligados, que necesitan oxígeno para sobrevivir. Otras especies, como los miembros de Chytridiomycota que residen en el rumen del ganado, son anaerobios obligados, ya que solo usan la respiración anaeróbica porque el oxígeno interrumpirá su metabolismo o los matará. Las levaduras son intermedias, siendo anaerobios facultativos. Esto significa que crecen mejor en presencia de oxígeno usando respiración aeróbica, pero pueden sobrevivir usando respiración anaeróbica cuando no hay oxígeno disponible. El alcohol producido a partir de la fermentación de la levadura se utiliza en la producción de vino y cerveza.

Nutrición

Al igual que los animales, los hongos son heterótrofos; utilizan compuestos orgánicos complejos como fuente de carbono, en lugar de fijar el dióxido de carbono de la atmósfera como lo hacen algunas bacterias y la mayoría de las plantas. Además, los hongos no fijan el nitrógeno de la atmósfera. Como los animales, deben obtenerlo de su dieta. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los animales, que ingieren alimentos y luego los digieren internamente en órganos especializados, los hongos realizan estos pasos en orden inverso, la digestión precede a la ingestión. Primero, exoenzimas son transportados fuera de las hifas, donde procesan los nutrientes del medio ambiente. Entonces, las moléculas más pequeñas producidas por este digestión externa se absorben a través de la gran superficie del micelio. Al igual que con las células animales, el polisacárido de almacenamiento es glucógeno, un polisacárido ramificado, en lugar de amilopectina, un polisacárido menos densamente ramificado, y amilosa, un polisacárido lineal, como se encuentra en las plantas.

Los hongos son en su mayoría saprobios (saprófito es un término equivalente): organismos que obtienen nutrientes de la materia orgánica en descomposición. Obtienen sus nutrientes de material orgánico muerto o en descomposición derivado principalmente de plantas. Las exoenzimas fúngicas pueden descomponer compuestos insolubles, como la celulosa y la lignina de la madera muerta, en moléculas de glucosa fácilmente absorbibles. De este modo, el carbono, el nitrógeno y otros elementos se liberan al medio ambiente. Debido a sus variadas vías metabólicas, los hongos cumplen una función ecológica importante y se están investigando como herramientas potenciales en biorremediación de ecosistemas químicamente dañados. Por ejemplo, algunas especies de hongos se pueden utilizar para descomponer el gasóleo y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Otras especies absorben metales pesados, como el cadmio y el plomo.

Algunos hongos son parásitos e infectan plantas o animales. El tizón y la enfermedad del olmo holandés afectan a las plantas, mientras que el pie de atleta y la candidiasis (aftas) son infecciones fúngicas de importancia médica en los seres humanos. En ambientes pobres en nitrógeno, algunos hongos recurren a la depredación de nematodos (pequeños gusanos redondos no segmentados). De hecho, especies de Artrobotrys Los hongos tienen varios mecanismos para atrapar a los nematodos: un mecanismo implica la constricción de anillos dentro de la red de hifas. Los anillos se hinchan cuando tocan el nematodo, agarrándolo con fuerza. Luego, el hongo penetra en el tejido del gusano extendiendo hifas especializadas llamadas haustorios. Muchos hongos parásitos poseen haustoria, ya que estas estructuras penetran en los tejidos del huésped, liberan enzimas digestivas dentro del cuerpo del huésped y absorben los nutrientes digeridos.

Reproducción

Los hongos se reproducen sexualmente y / o asexualmente. Los hongos perfectos se reproducen tanto sexual como asexualmente, mientras que los llamados hongos imperfectos se reproducen solo asexualmente (por mitosis).

Tanto en la reproducción sexual como en la asexual, los hongos producen esporas que se dispersan del organismo original flotando en el viento o montando en un animal. Las esporas de hongos son más pequeñas y livianas que las semillas de las plantas. Por ejemplo, el hongo bejín gigante se abre y libera billones de esporas en una nube masiva de lo que parece polvo finamente particulado. La gran cantidad de esporas liberadas aumenta la probabilidad de aterrizar en un entorno que favorezca el crecimiento ((Figura)).


Reproducción asexual

Los hongos se reproducen asexualmente por fragmentación, brotación, o produciendo esporas. Los fragmentos de hifas pueden desarrollar nuevas colonias. Las células somáticas de la levadura forman brotes. Durante la gemación (un tipo expandido de citocinesis), se forma un bulto en el costado de la célula, el núcleo se divide mitóticamente y la yema finalmente se desprende de la célula madre ((Figura)).


El modo más común de reproducción asexual es a través de la formación de esporas asexuales, que son producidas por un solo individuo. talo (a través de la mitosis) y son genéticamente idénticos al talo padre ((Figura)). Las esporas permiten a los hongos expandir su distribución y colonizar nuevos ambientes. Pueden ser liberados del talo padre ya sea fuera o dentro de un saco reproductivo especial llamado esporangio.


Hay muchos tipos de esporas asexuales. Las conidiosporas son esporas unicelulares o multicelulares que se liberan directamente desde la punta o el costado de la hifa. Otras esporas asexuales se originan en la fragmentación de una hifa para formar células individuales que se liberan como esporas, algunas de las cuales tienen una pared gruesa que rodea el fragmento. Sin embargo, otros brotan de la célula madre vegetativa. A diferencia de las conidiosporas, las esporangiosporas se producen directamente a partir de un esporangio ((Figura)).


Reproducción sexual

La reproducción sexual introduce variación genética en una población de hongos. En hongos reproducción sexual a menudo ocurre en respuesta a condiciones ambientales adversas. Durante la reproducción sexual, dos tipos de apareamiento son producidos. Cuando ambos tipos de apareamiento están presentes en el mismo micelio, se denomina homotálico o autofértil. Los micelios heterotálicos requieren dos micelios diferentes, pero compatibles, para reproducirse sexualmente.

Aunque existen muchas variaciones en la reproducción sexual de los hongos, todas incluyen las siguientes tres etapas ((Figura)). Primero, durante la plasmogamia (literalmente, "matrimonio o unión del citoplasma"), dos células haploides se fusionan, lo que lleva a una etapa dicariota donde coexisten dos núcleos haploides en una sola célula. Durante la cariogamia ("matrimonio nuclear"), los núcleos haploides se fusionan para formar un núcleo cigoto diploide. Finalmente, la meiosis tiene lugar en los órganos de gametangia (singular, gametangium), en los que se generan gametos de diferentes tipos de apareamiento. En esta etapa, las esporas se diseminan al medio ambiente.

Revise las características de los hongos visitando este sitio interactivo de Wisconsin en línea.

Resumen de la sección

Los hongos son organismos eucariotas que aparecieron en la tierra hace más de 450 millones de años, pero claramente tienen una historia evolutiva mucho mayor. Son heterótrofos y no contienen pigmentos fotosintéticos como la clorofila ni orgánulos como los cloroplastos. Debido a que los hongos se alimentan de materia muerta y en descomposición, se denominan saprobios. Los hongos son descomponedores importantes que liberan elementos esenciales al medio ambiente. Las enzimas externas llamadas exoenzimas digieren los nutrientes que son absorbidos por el cuerpo del hongo, que se llama talo. Una pared celular gruesa hecha de quitina rodea la célula. Los hongos pueden ser unicelulares como levaduras o desarrollar una red de filamentos llamada micelio, que a menudo se describe como moho. La mayoría de las especies se multiplican por ciclos reproductivos asexuales y sexuales y muestran una alternancia de generaciones. En un grupo de hongos, no se ha identificado ningún ciclo sexual. La reproducción sexual implica plasmogamia (la fusión del citoplasma), seguida de cariogamia (la fusión de núcleos). Siguiendo estos procesos, la meiosis genera esporas haploides.


Biotecnología de Enzimas Marinas: Producción y Aplicaciones Industriales, Parte I - Producción de Enzimas

2.1 Experimentación

Hongo marino A. flavus En este estudio se utilizó MTCC 9972 aislado de las aguas costeras de la Bahía de Bengala en Visakhapatnam, A.P., India. La solución de esporas preparada a partir de un cultivo de 72 h se utilizó como inóculo.

Diferentes materiales agroindustriales como salvado de trigo (WB), cáscara de arroz (RH), salvado de arroz (RB), mazorcas de maíz (CCs), bagazo de caña de azúcar (SCB), cáscara de gramo rojo (RgH), ​​cáscara de gramo verde (GGH), La cáscara de garbanzo de Bengala (BeH), la cáscara de garbanzo negro (BgH), la torta de aceite de cacahuete (GC) y la torta de aceite de coco (CoC) se adquirieron en el mercado local. El desperdicio de piña (PW) se obtuvo del mercado local de frutas y tiendas de jugos. Los residuos de café gastado (SC) y té gastado (ST) se recogieron del comedor y del hogar. En otro matraz de 250 mL se tomaron 10 g de sustrato procesado individualmente, se humectaron con 10 mL de agua destilada y se esterilizaron. Los sustratos estériles recibieron inicialmente 1 mL de suspensión de esporas (1 x 108 esporas por mL) como inóculo. El contenido de los matraces se mezcló a fondo y se incubó a 28 ° C en una posición inclinada para obtener el área de superficie máxima. La fermentación se llevó a cabo hasta 48 h.

La enzima bruta se extrajo mediante un método de contacto simple como describen Sathish et al. (2008). La actividad de l-glutaminasa se determinó usando l -glutamina como sustrato (Imada, Igarasi, Nakahama y amp Isono, 1973). El rendimiento de la enzima se expresó como unidades por gramo de sustrato seco (U / g).

Se utilizó el diseño de mezcla (MD) para estudiar el impacto de los sustratos combinados en la producción de l-glutaminasa y se optimizaron sus concentraciones para lograr mayores cantidades de rendimiento enzimático. Se eligieron los tres mejores sustratos adecuados para el crecimiento de hongos y para la producción de enzimas. En MD, las proporciones totales de los diferentes factores deben ser del 100%, es decir, 10 g utilizando tres sustratos sólidos. En el presente estudio se utilizó un diseño de celosía simplex aumentado de 10 corridas. La Tabla 1 muestra la MD junto con el rendimiento de l-glutaminasa obtenido correspondiente a la mezcla de sustrato.

Tabla 1 . Diseño de la mezcla junto con el rendimiento de l-glutaminasa observado y previsto (U / g)

S. No.Salvado de trigo (g)Cáscara de gramo verde (g)Cáscara de gramo de Bengala (g) Actividad de l-glutaminasa (U / g)
ObservadoPredichoError
11 (10)0 (0)0 (0)453454.571.57
20 (0)1 (10)0 (0)388385.66− 2.34
30 (0)0 (0)1 (10)402401.94− 0.06
40.5 (5)0.5 (5)0 (0)436435.24− 0.76
50.5 (5)0 (0)0.5 (5)502503.521.52
60 (0)0.5 (5)0.5 (5)406403.61− 2.39
70.6667 (6.7)0.1667 (1.65)0.1667 (1.65)496492.07− 3.93
80.1667 (1.65)0.6667 (6.7)0.1667 (1.65)428435.797.79
90.1667 (1.65)0.1667 (1.65)0.6667 (6.7)463463.980.98
100.3333 (3.35)0.3333 (3.35)0.3333 (3.30)494491.57− 2.43

Los valores reales se presentan entre llaves. Los valores predichos se calcularon mediante un modelo cúbico especial (Ec. 7).

El análisis de MD varía de los modelos de superficies de respuesta debido a la restricción ΣXI = 1. Se utilizaron modelos lineales a cúbicos para determinar la mejor combinación de componentes para un medio óptimo.

dónde Y es una respuesta, βI es lineal, βij es un cuadrático, y βijk es un coeficiente cúbico, δij es un parámetro del modelo. los βIXI representa la porción de mezcla lineal, y los parámetros βij representan una combinación sinérgica o antagonista.

Se empleó un PBD para seleccionar las fuentes suplementarias de carbono y nitrógeno para aumentar la producción de l-glutaminasa por hongos marinos aislados. La Tabla 2 muestra las nueve variables seleccionadas y sus niveles junto con el diseño experimental. El análisis de PBD se realizó con base en el modelo de primer orden usando la siguiente ecuación. (5):

Tabla 2 . La matriz de diseño experimental de Plackett-Burman para la detección de fuentes de carbono y nitrógeno para la producción de l-glutaminasa por A. flavus MTCC 9972

"-" Nivel (g)10010010010010050505050 Actividad de l-glutaminasa (U / g)
Nivel "+" (g)200200200200200150150150150
S. No.SacarosacelulosaAlmidónFructosaGlucosaExtracto de levaduraPeptonaExtracto de malta l-glutaminaObservadoPredichoError
11− 11− 1− 1− 1111696701.5− 5.5
211− 11− 1− 1− 111677671.55.5
3− 111− 11− 1− 1− 11892900.5− 8.5
41− 111− 11− 1− 1− 1403411.5− 8.5
511− 111− 11− 1− 1592597.5− 5.5
6111− 111− 11− 1725716.58.5
7− 1111− 111− 11647638.58.5
8− 1− 1111− 111− 1725719.55.5
9− 1− 1− 1111− 111828833.5− 5.5
101− 1− 1− 1111− 11747741.55.5
11− 11− 1− 1− 1111− 1563571.5− 8.5
12− 1− 1− 1− 1− 1− 1− 1− 1− 1537528.58.5

dónde Y es la productividad (respuesta rendimiento de l-glutaminasa), β0 es la intersección del modelo, y βI es coeficiente de variables. Las variables cuyo valor de coeficiente es mayor indican que esas variables tienen una gran influencia en la producción de la enzima. De manera similar, los valores de los coeficientes cercanos a cero sugieren un impacto pequeño o nulo en la producción de l-glutaminasa.

El efecto de cada variable seleccionada sobre la producción de l-glutaminasa se determinó usando la siguiente Eq. (6):

dónde mi(XI) es el efecto de la concentración de la variable probada, Y i + e Y i - se obtienen rendimiento de l-glutaminasa a concentraciones altas y bajas de la variable (XI), y norte es el número de ensayos. El signo del efecto de las variables indica el nivel en el que se considera para una mejora adicional. Las variables que tienen niveles de confianza superiores al 90% se consideraron como una influencia significativa en la producción de l-glutaminasa por A. flavus MTCC 9972.

Se utilizó un híbrido de red neuronal de alimentación (FFNN) y GA para optimizar los diversos procesos y condiciones nutritivas de la producción de l-glutaminasa por A. flavus MTCC 9972. El híbrido FFNN ayuda al modelado no lineal de los datos experimentales y GA desempeña un papel para determinar la condición óptima para la producción de enzimas basándose en los resultados de FFNN. Los detalles de los híbridos FFNN-GA se dieron en otro lugar (Prakasham, Sathish y amp Brahmaiah, 2011). La arquitectura de FFNN consta de tres capas de neuronas, una capa de entrada, una capa oculta y una capa de salida. Un nodo adicional se presenta en las capas de entrada y ocultas conocido como sesgo. Cada neurona presente en la capa está conectada a las neuronas de la capa subsiguiente. La conexión entre neuronas se denomina pesos. Estos pesos juegan un papel importante en el modelado de datos.

Cada parámetro seleccionado actúa como una neurona de entrada y las condiciones experimentales se eligieron como entradas para la red, mientras que la salida es la actividad de l-glutaminasa (U / g). Después de ingresar a las capas de entrada, las señales se enviaron a las neuronas de la capa oculta donde se procesaron y enviaron a la neurona de salida. La neurona en la capa oculta y de salida actúa como una unión sumadora, que combina y modifica las entradas de la capa anterior. La función de transferencia sigmoidea se utilizó para la capa oculta y la función de transferencia lineal se utilizó para la capa de salida para obtener los mejores valores ajustados. Una función de transferencia sigmoidea generalmente normaliza los datos dentro de un rango - 1 a + 1, para evitar cualquier desbordamiento numérico antes del entrenamiento.

El algoritmo de entrenamiento juega un papel fundamental en la funcionalidad del FFNN creado. Varios algoritmos de entrenamiento, como la retropropagación de gradiente conjugado con reinicios de Powell-Beale (TRAINCGB) (Powell, 1977), la retropropagación de regularización bayesiana (TRAINBR) (Foresee & amp Hagan, 1997 MacKay, 1992), el método de Marquardt-Levenberg (TRAINLM) (Mizytani, 1997) y la retropropagación de gradiente conjugado escalado (TRAINSCG) (Moller, 1993) se probaron para seleccionar el mejor algoritmo de entrenamiento para entrenar la red. El número de neuronas en la capa oculta se fijó aumentando paso a paso hasta que se logró la mejor correlación (se tuvo cuidado de evitar el sobreaprendizaje limitando el número de neuronas a 18 en la capa oculta como máximo). Se realizaron 30 experimentos en total alterando las diversas concentraciones de seis parámetros. El entrenamiento consistió en 24 carreras (80%) y la prueba de seis carreras (20%). Inicialmente, los valores de ponderación y sesgo se tomaron de forma aleatoria. Sin embargo, en los pasos de entrenamiento posteriores, los pesos y sesgos, en las capas ocultas y de salida, se ajustaron de acuerdo con un criterio de convergencia para obtener la similitud en el entrenamiento y las pruebas de valores experimentales.El diseño experimental junto con el rendimiento de l-glutaminasa obtenido se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3 . Diseño experimental y producción de l-glutaminasa por A. flavus MTCC 9972 sobre parámetros seleccionados en varios niveles en SSF

S. No.pHTemperatura (° C)Contenido de humedad (%, p / p)Concentración de inóculo (mL)Concentración de glucosa (g) Concentración de l-glutamina (g) Actividad de l-glutaminasa (U / g)
ExperimentalPredichoError
1929901.750.750.5452459.99− 7.99
2929901.251.250.5631630.990.01
3929701.750.751.5376376.000.00
4 a 927901.251.251.5693692.990.01
5729701.751.251.5768768.000.00
6927901.750.751.5856855.990.01
7729901.250.750.5244245.99− 1.99
8929701.251.251.5431431.000.00
9927701.750.750.5316315.990.01
10 a 727901.250.751.5863862.990.01
11729701.250.751.5828827.990.01
12927701.251.250.5693693.000.00
13 a 727701.751.250.5830830.000.00
14727901.751.251.5888888.000.00
15729901.751.250.5917915.471.53
16 a 727701.250.750.510211020.430.57
17628801.511852849.432.57
18928801.511609609.000.00
19826801.511756756.000.00
20830801.511807806.990.01
21 a 828601.511926925.770.23
228281001.511743742.940.06
2382880111557556.990.01
2482880211933932.990.01
25828801.50.51796795.990.01
26828801.51.51865865.000.00
27828801.510630630.91− 0.91
28828801.512748747.960.04
29828801.51110081007.810.19
30 a 828801.511996995.990.01

La predictibilidad FFNN fue determinada por el coeficiente R 2, error cuadrático medio (MSE) y error porcentual absoluto medio (MAPE). El error se calculó sobre la base de las diferencias entre los valores experimentales y predichos.

La optimización de GA se realizó utilizando pesos FFNN y valores de sesgo. Varios parámetros de optimización de GA como la longitud de los cromosomas (Lchr) como 60, tamaño de la población (nortemúsica pop) como 60, probabilidad de cruce como 0,7, probabilidad de mutación (PAGmut) como 0.01 se asumieron en base a estudios previos. La GA se evaluó hasta 300 generaciones N g máx = 300. Las mejores condiciones de fermentación en el rango dado de parámetros de entrada se seleccionaron de las 300 generaciones. En estudios de modelado se utilizaron redes neuronales y cajas de herramientas GA de MATLAB 7.0 (The Mathworks, EE. UU.).


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Nutrición

A diferencia de las plantas, que utilizan dióxido de carbono y luz como fuentes de carbono y energía, respectivamente, los hongos cumplen estos dos requisitos al asimilar la materia orgánica preformada, los carbohidratos son generalmente la fuente de carbono preferida. Los hongos pueden absorber y metabolizar fácilmente una variedad de carbohidratos solubles, como glucosa, xilosa, sacarosa y fructosa. Los hongos también están característicamente bien equipados para usar carbohidratos insolubles como almidones, celulosa y hemicelulosas, así como hidrocarburos muy complejos como la lignina. Muchos hongos también pueden utilizar proteínas como fuente de carbono y nitrógeno. Para utilizar carbohidratos y proteínas insolubles, los hongos primero deben digerir estos polímeros extracelularmente. Los hongos saprotróficos obtienen su alimento de material orgánico muerto, los hongos parásitos lo hacen al alimentarse de organismos vivos (generalmente plantas), causando así enfermedades.

Los hongos aseguran los alimentos a través de la acción de las enzimas (catalizadores biológicos) secretadas en la superficie sobre la que crecen, las enzimas digieren los alimentos, que luego se absorben directamente a través de las paredes de las hifas. Los alimentos deben estar en solución para ingresar a las hifas, y toda la superficie micelial de un hongo es capaz de absorber materiales disueltos en agua. La pudrición de frutos, como melocotones y cítricos almacenados, demuestra este fenómeno, en el que las partes infectadas se ablandan por la acción de las enzimas fúngicas. En la podredumbre parda de los melocotones, el área ablandada es algo más grande que el área real invadida por las hifas: la periferia de la mancha parda ha sido ablandada por enzimas que actúan por delante del micelio invasor. Los quesos como el Brie y el Camembert se maduran mediante enzimas producidas por el hongo. Penicillium camemberti, que crece en la superficie exterior de algunos quesos. Algunos hongos producen hifas especiales parecidas a raíces, llamadas rizoides, que anclan el talo a la superficie de crecimiento y probablemente también absorben alimentos. Muchos hongos parásitos están aún más especializados a este respecto y producen órganos absorbentes especiales llamados haustorios.


Descripción física

Como hongos, las levaduras son organismos eucariotas. Por lo general, tienen aproximadamente 0,075 mm (0,003 pulgadas) de diámetro y tienen muchas formas, desde esféricas hasta en forma de huevo o filamentosas. La mayoría de las levaduras se reproducen asexualmente por gemación: una pequeña protuberancia sobresale de una célula madre, se agranda, madura y se desprende. Algunas levaduras se reproducen por fisión, la célula madre se divide en dos células iguales. Torula es un género de levaduras silvestres imperfectas, que nunca forman esporas sexuales.

En la fabricación de alimentos, la levadura se utiliza para producir fermentación y levadura. Los hongos se alimentan de azúcares, produciendo alcohol (etanol) y dióxido de carbono en la fabricación de cerveza y vino, el primero es el producto deseado, en horneado es el segundo. En los vinos espumosos y la cerveza, parte del dióxido de carbono se retiene en la bebida terminada. El alcohol producido en la elaboración del pan se elimina cuando se hornea la masa. La fermentación del vino y los panes de masa madre a menudo se inicia por levaduras naturales presentes en el aire. Una célula de levadura puede fermentar aproximadamente su propio peso de glucosa por hora.

En la producción comercial, las cepas seleccionadas de levadura se alimentan con una solución de melaza, sales minerales y amoníaco. Cuando cesa el crecimiento, la levadura se separa de la solución nutritiva, se lava y se empaqueta. La levadura para hornear se vende en tortas comprimidas que contienen almidón o en forma granular seca mezclada con harina de maíz.

La levadura comercial tiene un 50 por ciento de proteína y es una rica fuente de vitamina B1, B2, niacina y ácido fólico. La levadura de cerveza y la levadura nutricional, que está desactivada (sin vida), se pueden consumir como suplemento vitamínico.

Los editores de Encyclopaedia Britannica Este artículo fue revisado y actualizado por última vez por Melissa Petruzzello, editora asistente.


Hongos | Definición, características y tipos # 038

Son organismos multicelulares eucariotas. Son heterótrofos. Los heterótrofos son aquellos organismos que no pueden preparar su propia comida. Desempeñan un papel vital en un ecosistema al reciclar los nutrientes mediante el proceso de descomposición. Los hongos se replican en cooperación sexual y asexualmente. En lugar de esto, también tienen connotaciones con bacterias y plantas, lo que se denomina relación simbiótica. A veces son agentes causantes de enfermedades en animales, plantas y seres humanos.

Micología

La rama de la ciencia que se ocupa del estudio de los hongos se llama Micología. En esta rama, el biólogo estudia la estructura, ciclo de vida, modo de reproducción y modo de transmisión. En definitiva, todos los aspectos relacionados con ellos se están estudiando en Micología.

Características de los hongos

Aquí hay algunas características de los hongos:

  1. Son organismos unicelulares o multicelulares.
  2. La levadura es un hongo unicelular.
  3. Dependiendo de las etapas de la vida, los hongos se sustituyen entre formas de estructura unicelulares y multicelulares.
  4. Las células de los hongos poseían Núcleo y otros orgánulos celulares como tienen las células animales y vegetales.
  5. su pared celular está formada por quitina. La quitina es un ingrediente rígido que también se inicia en los exoesqueletos de insectos y artrópodos.
  6. su pared celular no tiene celulosa que normalmente se encuentra en la pared celular de las plantas.
  7. Los hongos multicelulares consisten en muchas hifas. Solo se llama Hypha.
  8. Las hifas son filamentos de división de forma tubular.
  9. Las hifas de forma tubular se dividen en particiones o compartimentos similares a células con la ayuda de paredes que se denominan septos.
  10. En estas células hay más de un núcleo o núcleos.
  11. Mientras que los orgánulos celulares pueden moverse fácilmente entre los compartimentos o células.
  12. Por lo general, se les reconoce como organismos multicelulares, pero su cuerpo no es multicelular como los animales y las plantas.
  13. La red de hifas de hongos se conoce como micelio.
  14. Son de naturaleza heterótrofa, lo que significa que no pueden preparar su propia comida.
  15. Obtienen sus alimentos y nutrientes esenciales de la materia orgánica.
  16. A veces, las hifas fúngicas crean estructuras de hilos similares a las raíces llamadas rizomorfos. Los rizomorfos ayudan a unir las hifas de los hongos en su superficie del sustrato durante el proceso de crecimiento. También ayuda a obtener rápidamente los nutrientes de la fuente.

Hechos de los hongos

  1. Son espadachines, pueden adquirir nutrientes mediante una amplia variedad de fuentes.
  2. Aproximadamente unos pocos adquieren nutrientes de organismos difuntos o muertos.
  3. Algunos se denominan descomponedores y saprobios, que rompen los cuerpos muertos de los organismos vivos y obtienen nutrientes de ellos.
  4. Algunos tienen caracteres parasitarios y son agentes causantes de enfermedades en las plantas.
  5. Pocos son simbióticos por naturaleza. Existe una relación de cooperación entre Animal y Hongos que se llama liquen.
  6. La relación simbiótica entre los hongos y las raíces de las plantas se llama micorriza.

Reproducción de hongos

  1. pueden replicarse asexualmente y sexualmente.
  2. Durante la reproducción asexual se liberan esporas o se forman fragmentos de micelio. Fragmento de micelio cuando madura y el micelio se divide en varios fragmentos que crecen de forma distinta.

Tipos de hongos

Hay cinco filo o grupos principales de hongos:

    1. Chytridiomycota
    2. Zygomycota
    3. Glomeromycota
    4. Ascomycota
    5. Basidiomycota

    Chytridiomycota

    Los hongos Chytridiomycota son de naturaleza microscópica y se encuentran en el medio acuático. Se reproducen asexualmente produciendo esporas. Tienen flagelos que ayudan a mover las esporas. Son pocas las especies que causan enfermedades, Chytrid Batrachochytrium dendrobatidis puede propagar la infección en las ranas raspando debajo de su piel.

    Zygomycota

    Los filos de Zygomycota contienen detritus. Suelen reproducirse mediante el proceso de reproducción asexual en el que se producen las esporas. Estos son aseptados, lo que significa que sus hifas no están separadas por los septos. Debido a esta propiedad, tienen un gran micelio con muchos núcleos. Estos son el agente causante de muchas enfermedades en el ser humano al crecer en alimentos. Su ejemplo común es Rhizopus. Rhizopus stolonifer es molde de pan.

    Glomeromycota

    Los glomeromicetos son los hongos micorrízicos que viven en el suelo haciendo una asociación simbiótica con las plantas. Algunas investigaciones recientes indican que casi el 80-90% de ellos viven en el suelo al desarrollar la asociación micorrízica con las raíces de las plantas. Adquieren azúcares por planta y, en recompensa, estos hongos convierten los minerales del suelo en la mejor forma absorbible por las plantas. Se reproducen por el modo asexual de reproducción.

    Ascomycota

    Los ascomicetos son un patógeno. Son el agente causante de enfermedades en plantas, seres humanos y animales. Se reproducen asexualmente produciendo Asci. Los asci son los sacos reproductivos que producen esporas. Causan muchas enfermedades en los seres humanos, es decir, tiña, pie de atleta y ergotismo. Los ascomicetos tienen sacos reproductivos conocidos como asci, que producen esporas sexuales, pero también se reproducen asexualmente.

    Basidiomycota

    Los basidiomicetos son hongos club. Se reproducen sexualmente. Sus ejemplos comunes son los hongos. Los basidiomicetos cosechan esporas sexuales que se llaman basidiosporas. Las basidiosporas están presentes en un saco o célula especial que se llama Basidia. Los basidios son comúnmente una estructura en forma de maza.


    Ver el vídeo: Reino fungi u hongos: características, nutrición, reproducción (Septiembre 2022).