Fungo (bioloxía)

Os fungos son un vasto grupo de organismos heterotróficos clasificados como un reino pertencente ao Dominio Eukaryota. Están incluídos neste grupo organismos de dimensións considerables, como os cogomelos, mais tamén moitos microorganismos, como mofos e lévedos. A pesar de seren tamén sapótrofos, como as plantas, animais e bacterias, os fungos son clasificados nun reino, Fungi, separado destes.
Descubriuse que organismos que parecían fungos en realidade non o eran, e que organismos que non o parecían en realidade si o eran, se chamamos "fungo" a todos os organismos derivados do que ancestralmente adquiriu a capacidade de formar unha parede celular de quitina. Debido a iso, aínda que este taxon está ben delimitado desde o punto de vista evolutivo, aínda se están estudando as relacións filoxenéticas dos grupos menos coñecidos, e a súa lista de subtaxons cambiou moito co tempo no que respecta a grupos moi derivados ou moi basais.
Unha gran diferenza é o feito de que as células dos fungos teñen paredes celulares que conteñen quitina e glucanos, ao contrario das células vexetais, que conteñen celulosa. Estas e outras diferenzas mostran que os fungos forman un só grupo de organismos relacionados entre si, denominado Eumycota (fungos verdadeiros ou Eumycetes), e que comparten un antepasado común (un grupo monofilético). Este grupo de fungos é distinto dos estruturalmente similares Myxomycetes (agora clasificados en Myxogastria) e Oomicetos. A disciplina da bioloxía dedicada ao estudo dos fungos é a micoloxía, moitas veces vista como unha rama da botánica, mesmo a pesar de que os estudos xenéticos teñen mostrado que os fungos están máis próximos aos animais que ás plantas.
Abundantes en todo o mundo, a maioría dos fungos son pouco rechamantes debido ao pequeno tamaño das súas estruturas, e polos seus modos de vida crípticos no solo; na materia morta; simbióticos como na gran maioría das plantas vasculares que teñen fungos a nivel da raíz (microrrizas) que axudan ás raíces na absorción de auga e nutrientes; parasitos de plantas, causando doenzas como o apodrecemento de troncos e aumentando o risco de caída das árbores; parasitos de animais, incluíndo humanos, outros mamíferos, paxaros e insectos, con resultados desde unha suave infección até a morte; e parasitos doutros fungos. Poden facerse notar cando frutifican, sexa como cogomelos ou como mofos. Os fungos desempeñan un papel esencial na descomposición da materia orgánica e teñen papeis fundamentais nos trocos e ciclos de nutrientes. Son utilizados desde hai moito tempo como unha fonte directa de alimentación, como no caso dos cogomelos (Shiitake, Champiñón común, Champiñón, Maitake. .. ) e trufas, como axentes fermentativos no pan, e na fermentación de varios produtos alimentarios, como o viño, a cervexa, e o mollo de soia. Desde a década de 1940, os fungos úsanse na produción de antibióticos e, máis recentemente, varias enzimas producidas por fungos úsanse industrialmente en deterxentes. Son usados tamén como axentes biolóxicos no control das malas herbas e pragas agrícolas. Moitas especies producen compostos bioactivos chamados micotoxinas, como alcaloides e policétidos, que son tóxicos para animais e humanos. As estruturas frutíferas dalgunhas especies conteñen compostos psicótropos, polo que son consumidas de xeito recreativo ou en cerimonias espirituais tradicionais. Os fungos poden descompoñer materiais artificiais e construcións, e tornarse patoxénos para animais e humanos. Algúns fungos son extremadamente velenosos. As perdas nas colleitas debidas a doenzas causadas por fungos, ou a deterioración de alimentos poden ter un impacto significativo no fornecemento de alimentos e nas economías locais.
O reino dos fungos abrangue unha enorme diversidade e taxons, con ecoloxías, estratexias de ciclos de vida e morfoloxías variadas, que van desde os quitrídios acuáticos unicelulares aos grandes cogomelos. Con todo, pouco se sabe da verdadeira biodiversidade do reino Fungi, que se estima inclúe 1, 5 millóns de especies, con apenas cerca de 5% destas formalmente clasificadas. Desde os traballos taxonómicos pioneiros dos séculos XVII e XVIII efectuados por Carl von Linné, Christiaan Hendrik Persoon, e Elias Magnus Fries, os fungos son clasificados segundo a súa morfoloxía (i. e. características como a cor do espora ou características microscópicas) ou segundo a súa fisioloxía. Os avances na xenética molecular abriron o camiño para a inclusión da análise do ADN na taxonomía, e permitiron comparar características bioquímicas, como o ARN ribosómico e o ADN. Estudos filoxenéticos publicados nas últimas décadas axudaron a modificar a clasificación do reino Fungi, baseándose principalmente nas características das súas estruturas sexuais reprodutoras. A filoxenia actual clasifica o reino Fungi nun subreino, sete filos (Microsporidia, Chytridiomycota, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota, Glomeromycota, Ascomycota, e Basidiomycota) e dez subfilos. Etimoloxía
A palabra galega fungo deriva do termo latino fungus (cogomelo), usado nos escritos de Horacio e Plinio o Vello. Pola súa parte, fungus deriva do grego sphongos/σφογγος ("esponxa"), que se refire ás estruturas e morfoloxía macroscópicas dos cogomelos e mofos. O termo micoloxía, derivado do grego mykes/μύκης (cogomelo) e logos/λόγος (tratado, estudo), denota o estudo científico dos fungos. A forma adxectiva latina de "micoloxía" (mycologicæ) apareceu xa en 1796 nun libro de Christiaan Hendrik Persoon. En 1836, o naturalista inglés Miles Joseph Berkeley na obra The English Flora of Sir James Edward Smith, refírese á micoloxía como o estudo dos fungos. Características
Antes do desenvolvemento dos análises moleculares de ARN e a súa aplicación na dilucidación da filoxenia do grupo, os taxónomos clasificaban aos fungos no grupo das plantas debido á semellanza entre as súas formas de vida (fundamentalmente, a ausencia de locomoción e unha morfoloxía semellante). Como elas, os fungos crecen no solo e o mofo (que é un tipo de fungo) nas árbores, ademais, no caso dos cogomelos, forman corpos frutíferos que nalgúns casos gardan parecido con exemplares de plantas, como os brións. No entanto, os estudos filoxenéticos indicaron que forman parte dun reino separado do dos animais e plantas, dos cales se separou fai aproximadamente mil millóns de anos.
Algunhas das características morfolóxicas, bioquímicas e xenéticas dos fungos son comúns a outros organismos; no entanto, outras son exclusivas, o que permite a súa separación doutros seres vivos.
Como outros eucariotas, os fungos posúen células delimitadas por unha membrana plasmática rica en esterois e que conteñen un núcleo que alberga o material xenético en forma de cromosomas. Este material xenético contén xenes e outros elementos codificantes así como elementos non codificantes, como os intróns. Posúen orgánulos celulares, como as mitocondrias e os ribosomas de tipo 80S. Como compostos de reserva e glícidos solubles posúen polialcohols (p. e. o manitol), disacáridos (como a trehalosa) e polisacáridos (como o glicóxeno, que, ademais, atópase presente en animais). Do mesmo xeito que os animais, os fungos carecen de cloroplastos. Isto débese ao seu carácter heterotrófico, que esixe que obteñan como fonte de carbono, enerxía e poder reducir compostos orgánicos.
A semellanza das plantas, os fungos posúen parede celular e vacúolos. Reprodúcense de forma sexual e asexual, e, como os fentos e brións, producen esporas. Debido ao seu ciclo vital, posúen núcleos haploides habitualmente, do mesmo xeito que os brións e as algas.
Os fungos gardan parecido con euglenoides e bacterias. Todos eles producen o aminoácido L-lisina mediante a vía de biosíntese do ácido alfa-aminoadípico. As células dos fungos adoitan posuír un aspecto filamentoso, sendo tubulares e alargadas. No seu interior, é común que se atopen varios núcleos; nos seus extremos, zonas de crecemento, dáse unha agregación de vesículas que conteñen proteínas, lípidos e moléculas orgánicas chamadas Spitzenkörper. Fungos e oomicetos posúen un tipo de crecemento baseado en hifas. Este feito é distintivo porque outros organismos filamentosos, as algas verdes, forman cadeas de células uninucleadas mediante procesos de división celular continuados.
Atopados principalmente en climas temperados e tropicais, hai máis de cento doce especies coñecidas de fungos bioluminiscentes (é dicir, que producen luz) todos os cales son membros da orde Agaricales (basidiomicetos), cun ascomiceto excepcional pertencente á orde Xylariales. Características diferenciais
Os fermentos, un grupo de fungos, presentan polo menos unha fase do seu ciclo vital en forma unicelular; durante esta, reprodúcense por xemación ou bipartición. Denomínanse fungos dimórficos ás especies que alternan unha fase unicelular (de fermento) con outra miceliar (con hifas)
A parede celular dos fungos componse de glucanos e quitina; os primeiros preséntanse tamén en plantas, e os segundos, no exoesqueleto de artrópodos; esta combinación é única. Ademais, e a diferenza das plantas e oomicetos, as paredes celulares dos fungos carecen de celulosa. Estrutura
Os fungos posúen un corpo vexetativo chamado talo que está composto de finos filamentos unicelulares chamados hifas. Estas hifas xeralmente forman unha rede microscópica xunto ao substrato (fonte de alimento), chamada micelio, por onde o alimento é absorbido. Usualmente, a parte máis conspicua dun fungo son os corpos frutificantes ou esporanxios (estruturas reprodutivas que producen as esporas).
A división das hifas en células é incompleta, nese caso chámase septadas e as barreiras divisorias son chamadas septos, ou ausentes, nese caso chámanse aseptadas ou cenocíticas. Os fungos xeralmente posúen paredes celulares de quitina e outros materiais. As hifas poden ser modificadas para producir estruturas celulares altamente especializadas. Por exemplo, fungos que parasitan plantas posúen haustorios que perforan as células da planta e dixeren as substancias no seu interior.
A maioría dos quitrídeos, que son xeralmente considerados o grupo de fungos máis primitivos, non forma hifas, se non que medran directamente de esporas en esporanxios multinucleados. Algúns poucos fungos reverteran de miceliais para organización unicelular. É o caso dos lévedos, que pertencen aos ascomicetos, e dos Microsporidia, un pequeno grupo de parasitos cuxas relacións con outros fungos son incertas. Reprodución
Sexual
Os micelios dos fungos son tipicamente haploides. Cando os micelios de diferentes sexos se atopan producen dúas células esféricas multinucleadas que forman unha ponte. Como resultado o núcleo móvese dun micélio cara ao outro, formando un heterocario. Isto é chamado plasmogamia. A fusión actual para formar núcleos diploides é chamada cariogamia, e non debe acontecer até que os esporanxios estean formados.
No grupo Zygomycota, o heterocario produce múltiples corpos frutificantes, na forma de minúsculos caules con esporanxios no fin. A maioría dos ascomicetos produce corpos frutificantes chamados ascocarpos, compostos enteiramente de hifas. Estes teñen xeralmente forma de copa, mais algúns posúen estruturas semellantes a esponxas. Dentro das "copas", cada hifa remata nun ascus, que produce catro ou oito esporas.
No grupo Basidiomycota, o heterocario produce un novo micelio que pode vivir por anos sen formar un corpo frutificante. Os cogomelos son un exemplo. Xeralmente posúen unha haste, composta basicamente por hifas, e un "chapéu" (que é o micelio), por debaixo deles hai estruturas foliáceas chamadas lamelas. Na superficie de cada lamela hai numerosas células hifas chamadas basidios, con 4 basideosporas na extremidade externa. Este corpo frutificante multicelular complexo chámase basidiocarpo, frecuentemente é aberto mais por veces pode ser pechado.
Heterotalismo
Nalgúns fungos non existe diferenciación sexual no aspecto morfolóxico, con todo presentan diferenzas sexuais fisiolóxicas dicíndose existiren liñaxes positivas e negativas. Estes fungos son designados heterotálicos. (heteros non semellantes). Neles a reprodución sexual só pode ocorrer entre talos con liñaxes positivas e negativas.
A reprodución sexual é isogámica: envolve a conxugación de dous gametos semellantes. Durante a conxugación as dúas hifas líganse (heterotalismo). As hifas conxugadas producen un progametanxio en forma de taco que libera a súa extremidade (chamada gametanxio). Os gametanxios fúndense, a parede mediana disólvese e os núcleos fúndense en pares, formando un cigoto. Este desenvolve unha parede grosa e resistente formando a cigospora. Cada zigospora, ao xerminar, produce un promicelio que desenvolve un esporanxio na súa extremidade. Cando o esporanxio rompe, as esporas libéranse e xerminan producindo novos micelios.
Asexual
A maioría dos ascomicetos reprodúcense asexualmente, por exemplo a través da produción de esporas chamadas conidios, que fórmanse a partir de tipos especializados de hifas chamadas conidiosporas. Nalgúns fungos perdeuse a reprodución sexual ou é descoñecida. Estes foron orixinalmente agrupados na división Deuteromycota, ou os Fungos imperfectos, unha vez que o criterio primario de clasificación dos fungos é a reprodución sexual agora clasificados como o seu grupo ancestral.
Excepto entre os chytrids, onde as esporas son propelidas por un flaxelo posterior, todas as esporas fúnxicas son inmóbiles. Desenvólvense en novos micelios, que invaden un substrato e repiten o ciclo de vida. Estes poden tornarse moi grandes, frecuentemente atinxindo metros de tamaño; os aneis de fada son un exemplo.
Reprodución parasexual
Sistema de recombinación xenética sen ocorrencia de meiose, peculiar en fungos.
A reprodución parasexual consiste na fusión de hifas e formación dun heterocarion que contén núcleos haploides. A pesar de ser raro, o ciclo parasexual é importante na evolución dalgúns fungos.
O ciclo parasexual consiste na unión ocasional de diferentes hifas monocarióticas (de individuos diferentes) orixinando unha hifa heterocariótica na que ocorre fusión nuclear. Posteriormente hai a formación de aneuploides por erros mitóticos e despois o retorno ao estado haploide por perda cromosómica. Deste xeito fórmanse hifas homocarióticas recombinantes. Non obstante, crese que este proceso non é moi común en condicións naturais debido á existencia da incompatibilidade somática que impide que hifas de micelios diferentes se anastomosen ao acaso, proceso que é evolutivamente interpretado como un mecanismo de seguridade e preservación do xenoma orixinal. Nutrición e ecoloxía
Os fungos son heterotróficos, obteñen a súa enerxía pola ruptura de moléculas orgánicas, e non poden sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas como as plantas fan. Aliméntanse pola secreción de exoenzimas no substrato ao redor. Estes fragmentos moleculares ou máis precisamente exoenzimas funcionan coma os encimas dixestivos dos animais, rompendo moléculas orgánicas grandes, porén traballan fóra do organismo. Os fragmentos moléculares (exoenzimas) son absorbidos polas células fúnxicas.
Os fungos ocupan dous nichos ecolóxicos, ou descompoñen, ou son saprófitas, ou son parasitos. A única diferenza entre descompositores e fungos parasitos é que este último desenvólvese en organismos vivos, mentres o outro, desenvólvese en organismos mortos. Moitos fungos descompositores viven como micorrizas, en relacións simbióticas con plantas. Algúns dos fungos descompositores tamén son considerados "parasitos facultativos", medrando en organismos enfraquecidos ou agonizantes. Entre os fungos predadores existen especies que son insectívoras ou helmintívoras (comedoras de vermes, especialmente nematódeos). As especies insectívoras producen substancias pegañentas que prenden insectos, mentres os fungos helmintívoros producen substancias que drogan e inmobilizan os nematódeos, sendo entón consumidos.
Algúns fungos, usualmente ascomicetos, viven como liques. Un lique é unha relación simbiótica moi estreita entre un fungo e un organismo fotosintético, usualmente unha cianobacteria ou unha alga verde. Un lique compórtase de xeito tan semellante a un organismo único que son clasificados en xéneros e especies. Doenzas causadas por fungos no home
Na pel causan inflamacións chamadas xenericamente de Ptiriase (Ptiriase vesicolor), e as micoses dos pés, e dobras en xeral. Causan tamén inflamacións nas uñas, tanto na base (candidiase) como na punta (escurece e descasca). Na boca son os grumos brancos principalmente en nenos, na vaxina tamén. Nos órganos internos poden medrar practicamente en calquera lugar, desde os intestinos até ás meninxes, aínda que isto acontece basicamente cos inmunodeprimidos como na SIDA e no cancro. Fungos velenosos
Hai fungos tóxicos e velenosos, como por exemplo a especie Amanita muscaria. Dependendo da cantidade que os cogomelos desa especie son inxeridos son capaces de causar alteracións no sistema nervioso. De acordo coa especie e cantidade inxeridos do fungo hai posibilidades de causar até a morte. Hai tamén cogomelos alucinóxenos que causan alucinacións e delirios.
Exemplos de fungos velenosos
Amanita muscaria
Amanita phalloides Traxes importantes
Ese reino, de máis dun millón e medio de especies, algunhas delas microscópicas, é aínda case descoñecido para a ciencia. Mais xa sabemos que entre eles hai moitos que xa se tornaran imprescindibles para a saúde humana.
A primeira vista, os fungos son pouco interesantes, mais eles contribúen de forma decisiva para a preservación da diversidade biolóxica do planeta e están presentes, de mil xeitos, na vida cotiá dos humanos. O pan que comemos precisa dun fungo para fermentar. Esa levadura é o Saccharomyces cerevisae, fungo unicelular, base para moitas industrias.
A cervexa e todas as bebidas alcohólicas feitas a partir da fermentación tamén son produtos fúnxicos. O mesmo fungo que produce gas carbónico na masa de pan, a Saccharomyces cerevisae, axuda a transformar azucre en alcohol. Cando tomamos unha cervexa ou bebidas que sufriran pasteurización, as células vivas de fungo están contidas no líquido. Os refrixerantes tamén son produtos fúnxicos, porque a maioría teñen ácido cítrico, que tamén é producido por un fungo, o Aspergillus lividus, empregado industrialmente. (O nome do ácido suxire que se produce a partir de froitas cítricas, e de feito así era no pasado. Hoxe todo o ácido cítrico consumido é producido a partir do Aspergillus lividus. )
Con relación aos tipos de alimentos que utilizan, os fungos son clasificados en saprobióticos, parasitos e simbióticos. Os saprobióticos ou saprofíticos aliméntanse de material morto. É o caso dos mofos e de varios fungos comestibles, como o shitake, dos xaponeses. Asociados a bacterias, actúan no ambiente como reguladores naturais da poboación doutros organismos. De aí que o seu papel para o mantemento da biosfera ten importancia igual que o das plantas. Sen os fungos, a vida tal cal é hoxe na Terra non sería posíbel, pois eles son axentes da descomposición, permitindo a reciclaxe de nutrientes. A importancia antropolóxica dos fungos non se limita ao seu uso como alucinóxenos. Son apreciados na culinaria tamén desde épocas moi antigas. No Imperio Romano, a especie de cogomelo Amanita cesariae, foi así bautizada por ser reservada aos césares. Outros cogomelos comestibles eran de uso exclusivo dos nobres.
Un dos usos máis importantes dos fungos é, sen dúbida, a produción de medicamentos. A primeira e de máis famosa de todas as substancias medicamentosas extraída dos fungos foi a penicilina, descubrimento en 1929 por Alexander Fleming. A penicilina foi o primeiro antibiótico a ser producido industrialmente. Moito do que se aprendeu na transformación das observacións de Fleming nunha operación de larga escala, economicamente viable, pavimentou o camiño para a produción doutros axentes quimioterápicos, a medida que foron descubertos. Grupos relacionados e similares
Os mofos acuáticos amosan unha organización hifal e xa foron considerados fungos. Non obstante eles, e os hypochytrids estreitamente relacionados, non son actualmente correlacionados con certos fungos pertencendo en vez diso ao grupo chamado stramenopile, xunto coas algas douradas, diatomáceas, algas castañas e outros similares. Os chytrids foron tamén formalmente excluídos dos fungos debido á presenza de flaxelos nas esporas, tamén teñen relacións estreitas cos outros sendo xeralmente tratados xunto con eles.
Os Slime molds tamén foron colocados aquí, por que producen corpos frutificantes.
Xeralmente crese que os fungos evolucionaron do mesmo grupo dos flaxelados que deran orixe aos animais e tamén dos coanoflaxelados. Miscelánea
As sementes de moitas orquídeas requiren un fungo para xerminar.
Os fungos do xénero Penicillium producen penicilina, o primeiro antibiótico coñecido pola ciencia moderna. Desde entón, moitas bacterias tornáronse resistentes á penicilina, mais aínda é empregada contra Streptococcus e outros organismos potencialmente perigosos.
De acordo coa súa clasificación taxonómica (e utilidade) ao ser humano, os fungos poden ser divididos en tres grupos: ficomicetos
ascomicetos
basidiomicetos
Outros fungos inclúen: mofos
lévedos
Aspergillus niger (nome científico)
O corpo frutoso é moi apreciado na culinaria, e é utilizado na apuración de queixos.
Algúns fungos son usados como alucinóxenos.
O círculo das fadas
Existe unha especie de cogomelo que forma estruturas curiosas. O micelio que forma este cogomelo é chamado Marasmius oreades e espállase sobre o chan producindo un círculo de cogomelos na superficie. Ese círculo pode alcanzar até 30 metros de diámetro e é coñecido no folclore europeo como círculo das fadas. O micelio expándese en todas as direccións; na rexión central ocorre a morte das hifas mais nos bordos prodúcese o corpo de frutificación (cogomelo). Como consecuencia, os cogomelos aparecen en círculos e, a medida en que o micelio medra o círculo vai sendo cada vez maior. Na maioría das veces a parte interior do círculo semella seca, cunha cor máis clara. Isto ocorre pola ausencia de nutrientes na área, xa que os cogomelos xa esgotaran a maioría dos nutrientes.
O maior ser vivo do planeta
O maior ser vivo do planeta coñecido é o fungo Armillaria ostoyae coñecido popularmente como "cogomelo do mel". [Cómpre referencia] Posúe un tamaño aproximado de 8, 8 millóns de metros cadrados (área equivalente a 1220 campos de fútbol). Non para de espallarse polos espazos subterráneos dun bosque en Oregón, nos Estados Unidos. Na súa superficie, existe unha infinidade de cogomelos que forman Círculos das Fadas. Estímase que xurdiu hai máis de 2, 4 mil anos como unha partícula minúscula e que lentamente se foi abrindo camiño entre as raíces das árbores até matar todas. Clasificación
Na clasificación taxonómica de Jussieu (1789), fungi era unha orde da clase Acotyledones incluída dentro das plantas, con 17 xéneros. Na actualidade considéranse un reino independente.