Tema 2: Los Hongos (Reino Fungi), presentación de Biología

Sesiones 5 y 6

Tema 2: Los Hongos (Reino Fungi)

Biología y caracteres generales de los hongos. Reproducción. : Los grandes grupos: zigomicetos, ascomicetos y basidiomicetos. : Importancia económico-farmacéutica de los hongos.Pan Vino Cerveza Queso LSD Penicilina

Sesión 5

Tema 2: Los Hongos (Reino Fungi)

Biología y caracteres generales de los hongos. Reproducción. Los grandes grupos: zigomicetos, ascomicetos y basidiomicetos. Importancia económico-farmacéutica de los hongos.

Los Hongos en el árbol de la vida

Tomado de Raven et al.,1999

Animals Archaea Entamoebae Slime molds Green nonsulfur bacteria Bacteria Methanosarcina Gram positives Methanobacterium Halophiles Purple bacteria Methanococcus Cyanobacteria Thermococcus Flagellates Flavobacteria Trichomonads Thermotogales Microsporidia Diplomonads Amorphea Archaeplastida Picozoa Apusomonada Obaze "Cromistas" "Protozoos" Cryptista Palpitomonas Cryptophyta Haptista Centrohelida Haptophyta +. Rappemonads 'Excavates' Telonemia TSAR Rhizaria Sar Alveolata Ancyromonadida Original'Supergroup' Hemimastigophora · No molecular data in 2004 Trends in Ecology & Evolution Animales Plantas Hongos OPISTHOKONTA HONGOS y animales Protoctistas Diphylleida CRuMs Rigifilida Mantamonas Discoba Metamonada Malawimonadida Stramenopila Ancoracysta Glaucophyta Chloroplastida Rhodophyta +· Rhodelphis Breviates Opisthokonta ruebozoa Moneras Katablepharida Fungi Plants Ciliates Eukarya Thermoproteus Pyrodictium

Caracteres generales de los hongos

• Organismos eucariotas.
• No fotosintético.
• Nutrición heterotrófica mediante absorción (lisotrofia, osmotrofia).
• Talófitos: forman talos particulares llamados micelios, a menudo filamentoso; algunos son unicelulares (p. ej., levaduras). Pared celular compuesta de quitina (polímero n- acetil glucosamina) y ß-glucanos. No suelen formar células flageladas en los ciclos de vida, sólo algunos grupos son zoospóricos que presentan zoosporas (planosporas) con una flagelo liso (opistocontos).
• Ciclos de vida haplo-dicarióticos (en general). : Unas 155.000 especies conocidas (2,5 millones estimadas). D

Caracteres generales de los hongos: heterotrofismo

Fuentes de energía: Carbohidratos de origen vegetal: glucosa, sacarosa, almidón, celulosa y lignina, y todo tipos de sustratos: queratina, pesticidas, betún para zapatos, pinturas. Los hongos, junto con las bacterias, son los principales descomponedores en la biosfera. Sustancias de reserva: Lípidos, glucógeno y azúcares: manitol, trehalosa y arabitol.

CH2OH 1 HO-C-H HO-C-H 1 H-C-OH 1 H-C-OH 1 CH2OH CH2OH 1 H-C-OH 1 HO-C-H 1 HO-C-H 1 CH2OH Mannitol Arabitol

CH2OH H OH H H OH HLO HO H OH H Trehalosa ·O HLO KHIOH,COM I OH H O VOH

Caracteres generales de los hongos: Lisotrofia y osmotrofia

Lisotrofia: digestión externa que se transforma progresivamente polímeros en solubles más pequeños unidades hasta que puedan ser absorbidas por las hifas (osmotrofia) a través de los poros de la pared. Monómeros ya pre-digeridos puede ser utilizado por otros hongos: saprofitismo secundario.

polymer Hypha 1 Enzyme a 3 Enzyme b 2 3 permeases act as transmembrane carriers.

Caracteres generales de los hongos: metabolismo secundario

Se conocen más de 100 metabolitos fúngicos [antibióticos (penicilina); hormonas (giberelina); micotoxinas (aflatoxinas); alcaloides (amanitina, ergotamina, ergometrina, LSD); inmunosupresores (ciclosporina)]

Esclerocios del cornezuelo El Cornezuelo del centeno (Claviceps purpurea). La contaminación con esclerocios en la fabricación del pan produce una grave intoxicación: ergotismo o "Fuego de San Antonio" Amanitinas en Amanita muscaria producen convulsiones y alucinaciones.

Ecología de los hongos

El papel de los hongos es tan importante como el de la fotosíntesis de los vegetales. Los hongos son descomponedores de materia orgánica (saprótrofos), liberan CO2 a la atmósfera y devolviendo compuestos de nitrógeno y otros materiales al suelo que son reciclados por las plantas y animales. También establecen diferentes tipos de relaciones interespecíficas:

PARASITISMO (biotrófos o necrótrofos) SIMBIOSIS MUTUALISTAS (endófitos, micorrizas y líquenes)

Hongos saprótrofos: Rhizopus Hongos parásitos; pie de atleta Hongos parásitos: royas Hongos simbiontes: líquenes micorrizas

Ecología de los hongos: SIMBIOSIS MUTUALISTA

Endófitos (viven dentro de las células). Aumentan la biomasa de la planta, confieren tolerancia a condiciones de estrés abiótico (p. ej. resistencia a sequías), inhiben el crecimiento de patógenos, y generan metabolitos secundarios útiles para la planta (hormonas, tóxicos para depredadores, de protección contra hongos patógenos).

Pestalotiopsis microspore hongo endófito del Tejo que vive en los tejidos de la planta y produce taxol sustancia anticancerígena de uso medicinal. Endófitos en semillas

Organización y estructura de los hongos

Aparato vegetativo

Unicelular Miceliar

Organización unicelular o pseudomiceliar: Levaduras

E, Es (Es) Chytridiomycota (hongos quitridios), talos esféricos con rizomicelio

Micelio En la mayoría de los hongos el aparato vegetativo es un talo filamentoso, los filamentos se denominan hifas, el conjunto de hifas constituye el micelio.

Organización y estructura de los hongos: Tipos de hifas

Hifa cenocítica 11 1 6 7 4 6 0 8 (A) 4 12 10 9 Los micelios pueden estar formados por hifas septadas o no (sifonadas), siendo estas últimas plurinucleadas o cenociticas Hifa septada 11 1 7 6 4 7 8 6 Septos 9 12 4 10 (B)

Organización y estructura de los hongos: Tipos de septos

Cuerpo de Woronin Poro Septo Doliporo Parentesoma

En la mayoría de ascomicetes los septos presentan un poro simple. El obturador (orgánulo que cierra el poro) se llama cuerpo de Woronin. En muchos basidiomicetes los septos presentan dolíporo, un tipo de poro más complejo. Este poro tiene el septo hinchado en el extremo y una capa membranosa a ambos lados llamada parentosoma.

Organización y estructura de los hongos

1 2 Talo esférico multinucleado de los quitridios con rizomicelio Levadura: hongo unicelular (protofito) 3 20 um Talo pseudomiceliar: talo formado por gemación de un tipo de levadura unicelular en el que las células no se separan 4 Micelio: Talo cenocítico (sifonado), hifas (filamentos) sin septos 1 Micelio: Talo septado formado por hifas septadas

Organización y estructura de los hongos

Las hifas se pueden ramificar y unir entre ellas (anastomosis) formando redes complicadas.

Anillos de hadas, corros de brujas, o 'erols'.

Organización y estructura de los hongos: estructuras especializadas

Apresorios (en hongos parásitos de plantas)

A A2 A1 A," A1' Los apresorios son hifas hinchadas que permiten al hongo perforar la pared celular del hospedante y crecer al otro lado continuando la infección. La penetración se consigue con enzimas y efecto de presión.

Organización y estructura de los hongos: estructuras especializadas

Haustorios (en hongos parásitos)

B- B2 BJ B3 Los haustorios son hifas mas o menos ramificadas que se desarrollan dentro de las células de hospedante.

h hmc ph O SSV Ba Haustoria Fungal Mycelium Host cells

Organización y estructura de los hongos: Plecténquimas y Pseudoparénquimas

Fotos: Isaac GB

Organización y estructura de los hongos: Plecténquimas y Pseudoparénquimas

0 Hifas del sombrero Hifas Estructuras reproductoras Plecténquima Pseudoparénquima 3

Organización y estructura de los hongos: Esclerocios

Cordones miceliares Ergot on Rye (A) Cornezuelos de centeno Masa compacta de micelio endurecido que contiene reservas alimenticias (estructura de resistencia) (C) (B) Rizomorfas Haces de hifas de consistencia correosa y cierto grado de resistencia por engrosamiento de las paredes celulares Scleroderma sp.

Sesión 5

Tema 2: Los Hongos (Reino Fungi)

Biología y caracteres generales de los hongos. Reproducción. Los grandes grupos: zigomicetos, ascomicetos y basidiomicetos. Importancia económico-farmacéutica de los hongos.

Reproducción asexual: Fragmentación y esporulación

Mitósporas

Zoósporas (planoesporas) zoospores aplanospores conidia oidia ch amydospor Im Aplanósporas Columela Endósporas Esporangiótoro (C) 8 Coridios 00 Getengras Conicadloo 100 um (A) 1 44 2 0 +2 4 Clamidosporas Aplanosporas zoosporangium sporangium oidio- phore vegetative na sporangio- phore conidio phore Exósporas: Conidios Clamidosporas B 3 N

Reproducción asexual: Fragmentación y esporulación

zoospores aplanospores conidia oidia chlamydospore 10 um zoosporangium sporangium T oidio- phore vegetative hypha sporangio- phore conidio phore 0 2000 Conidios 00 Getongmas Conicidloo (A) Conidiogénesis blástica 1 - Conidiogénesis tálica Célula conidiógena Conidiogénesis

Reproducción sexual

20 (c) (b) (a) Isogamia Anisogamia Oogamia En hongos zoospóricos (acuáticos) Cistogamia (Copulación gametangial, gametangiogamia) Tricogamia (Espermatización) Sifonogamia (Contacto gametangial) Somatogamia En el resto de hongos. Conduce a la formación de diversos tipos de esporas (aplanosporas) meióticas Zigospora 000000 00 Ascosporas Basidiosporas

Reproducción sexual: Somatogamia

Somatogamia: es propia de los "hongos superiores"; dos hifas compatibles se fusionan (plasmogamia) y se genera micelio dicariótico (en el que cada célula del micelio tiene dos núcleos), posteriormente ocurrirá la cariogamia (fusión de los núcleos) y la meiosis.

Cariogamia Micelio dicariótico 10 10 o 10 10 Plasmogamia O + 0 0 0 0 0 O Hifas - . compatibles

Reproducción sexual: Ciclos vitales

Monogeneticos haplofasicos, Monogeneticos diplofasicos Digenéticos haplodiplofásicos

• Haplo-dicarióticos: Dicarion Espora +(n) Micelio monocariotico + (n) Espora -(n) (n + n) Micelio monocariotico - (n) MONOCARION Plasmogamia: Micelio dicariotico (n+n) DICARION CARIOGAMIA MEIOSIS En el meiosporociste CIGOTO (2n)

Las esporas de los hongos: germinación

Las esporas son unidades de dispersión. El proceso por el cual las esporas pasan a formar células vegetativas se denomina germinación. El proceso de germinación se inicia con la hidratación y aumento de volumen de la espora, la hidrólisis de las reservas energéticas endógenas y la síntesis de compuestos necesarios para la formación y elongación de los tubos germinativos (hifas). Tras la germinación, el tubo germinativo incorpora rápidamente compuestos orgánicos del medio mediante enzimas.

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