Il Regno dei Funghi: Caratteristiche e Suddivisione in Gruppi Principali

Il regno dei funghi

• Eucarioti uni o pluricellulari
• Parete rigida con chitina
• Corpo (tallo) formato da ife
• Sono eterotrofi
• Aerobi obbligati; alcuni vivono in anaerobiosi
• Sostanza di riserva principale: glicogeno
• Saprofiti, parassiti o simbionti.
• Riproduzione attraverso spore (per mitosi o meiosi)
• Sono ubiquitari e in genere non mobili

Struttura dei funghi

Nuclei Parete cellulare Poro Setto I setti non sono completi: pori permettono il passaggio di organuli e di altri materiali tra i diversi comparti simili a cellule.

I funghi possono essere unicellulari (come i lieviti) o pluricellulari. Il corpo di un fungo pluricellulare è detto micelio, ed è formato da singoli filamenti tubulari che si accrescono rapidamente, chiamati ife.

Caratteristiche del corpo fungino

• Hanno corpo detto tallo, costituito da filamenti: ife, che si aggrovigliano per dare origine a una massa detta micelio, con corpi fruttiferi.
• Le ife contengono molti nuclei, che nei funghi cenocitici sono immersi in un citoplasma comune, in altri sono separati da setti perforati da grandi pori che permettono al citoplasma di scorrere lungo le ife
• Rizoidi: ife specializzate che ancorano il fungo al substrato
• Austori: ife che si insinuano tra cellule di altri organismi e assorbono le sostanze nutritive

Septum Nuclei Cell wall Hyphae (a) SEPTATE HYPHAE Hyphae Nuclei Cell wall (b) COENOCYTIC HYPHAE

Ife e micelio

L'ifa è il filamento fungino; il micelio è l'intreccio delle ife.

Che cosa vede il biologo

spora ifa 2 micelio le ife crescono e si ramificano

Struttura della parete cellulare fungina

Y Y Y Y Y Y Y ٢ Y Y Y Y Glycoprotein Cell wall B-Glucan Chitin Plasma membrane Integral protein Schematic structure of fungus cell wall (Supervised by Prof. Dr. H. Yamaguchi, School of Med., Teikyo Univ.) Y

Riproduzione dei funghi

Riproduzione asessuata

Mitosi Mitosi Spore (n) Spore (n) Sporangio (n) Sporangio (n) Mitosi Mitosi Micelio (n) Tipo sessuale - Tipo sessuale + Mitosi Spore (n) APLOIDE (n) Fusione dei citoplasmi Strutture che producono spore (n)

Riproduzione sessuata

Meiosi DIPLOIDE (2n) DICARIOTICO (n + n) Zigote (2n) Micelio dicariotico (n + n) Fusione dei nuclei Fecondazione I funghi si riproducono per via asessuata in vari modi, e per via sessuata attraverso la fusione di tipi "maschili" e “femminili".

Ciclo vitale dei funghi

• La maggior parte del ciclo vitale decorre nello stadio aploide.
• Riproduzione sessuale: unione di 2 ife di ceppi compatibili diversi (plasmogamia), successiva fusione dei nuclei aploidi (cariogamia)
• La fusione di nuclei aploidi non avviene subito dopo il mescolamento del contenuto delle ife. I nuclei si dividono ripetutamente nell'ifa dando origine ai dicarion, ife in cui ciascuna cellula contiene nuclei di ceppi opposti
• 1 2 nuclei si fondono, formano uno zigote diploide che subisce subito la meiosi originando 4 spore aploidi.
• Quando le spore germinano, producono una nuova generazione di ife aploidi

Fasi del ciclo vitale

mitosi Il ciclo vitale è per la maggior parte aploide (n) n -n+n Plasmogamia n+n 2n Cariogamia 2n-n Meiosi

Funghi mucillaginosi e muffe d'acqua

Funghi mucillaginosi plasmodiali

I funghi mucillaginosi plasmodiali di solito si trovano sotto forma di plasmodio, cioè una massa citoplasmatica plurinucleata racchiusa in una guaina viscida, che si fessura fagocitando materiale vegetale in decomposizione. I funghi mucillaginosi cellulari sono protisti microscopici e si trovano sotto forma di singole cellule ameboidi. Plasmodio di Physarum 10

Muffe d'acqua

Le muffe d'acqua vivono solitamente nell'acqua, dove formano dei feltri simili a muffe quando parassitano pesci o insetti e ne decompongono i resti (saprofiti). Ne sono state descritte circa 500 specie. Insetto morto Filamenti di muffa d'acqua 11

Habitat e alimentazione dei funghi

I funghi possono essere saprofiti, parassiti o stabilire relazioni mutualistiche con altri organismi. Per alimentarsi, i funghi rilasciano enzimi digestivi nell'ambiente circostante, digerendo il cibo all'esterno del proprio corpo. La maggior parte di essi è saprofitica: decompongono i corpi di piante, animali e microrganismi e giocano quindi un ruolo basilare negli ecosistemi, riconvertendo i resti organici in nutrienti utilizzabili dalle piante. Le cellule fungine contengono chitina (come gli artropodi) nella parete cellulare e glicogeno come sostanza di riserva. I funghi affidano le proprie spore al vento sia per la riproduzione asessuata sia per la sessuata. 12

Simbiosi fungine

Un lichene è un'associazione mutualistica tra un fungo e un cianobatterio oppure un'alga verde. Essi rivestono notevole importanza ecologica come organismi pionieri. I funghi micorrizici stabiliscono relazioni mutualistiche chiamate micorrize con le radici di gran parte delle piante, contribuendo alla loro migliore crescita grazie all'aumento della superficie di assorbimento. 13

Risorse utilizzate dai funghi

• Funghi parassiti: possono essere facoltativi se coltivati su terreni di coltura artificiali o obbligati se necessitano del loro ospite vivo.
• Funghi parassiti patogeni: provocano malattie chiamate micosi.
• Funghi predatori: catturano protisti o animali microscopici che passano nelle vicinanze.

Nematode Cappio fungino 20 um

Patologie micotiche

• Micosi superficiali, che colpiscono ad es. i capelli (es.tinea)
• M. cutanee dovute a dermatofiti
• M. sottocutanee, con formazione di noduli sottocutanei
• M. sistemiche, che colpiscono l'intero organismo come ad. es. l'istoplasmosi

Avvelenamento da funghi

• Le sostanze velenose a volte mortali prodotte da Amanita phalloides, A. virosa e A. verna.
• Sono sostanze che agiscono sugli enzimi cellulari; non ci sono antidoti, il riconoscimento dell'avvelenamento avviene tardi.
• Anche altri funghi producono tossine non letali. Comportano disturbi più o meno gravi gastro-intestinali, con lesioni ad organi interni, come il fegato.
• Tra i funghi microscopici si trovano tossine prodotte da muffe, che colpiscono i vegetali conservati per l'alimentazione del bestiame da allevamento (aflatossine).

Classificazione dei funghi

La classificazione dei funghi (regno Fungi), detti anche miceti, si basa sul tipo di organi riproduttivi:

• zigomiceti: producono un tipo di spore dette zigospore;
• Chitridiomiceti: Si propagano per planoconidi (zoospore) uni- o bi-cigliati,
• Glomeromiceti: si riproducono asessualmente, e talora si osserva anastomosi (fusione ifale)
• gli ascomiceti sono detti anche funghi «a sacco» per la forma deputata alla riproduzione sessuata, detta asco, comprendono il 75% delle specie conosciute, tra cui molti lieviti;
• i basidiomiceti sono dotati di un basidio, la struttura deputata alla riproduzione sessuata, posto all'interno di un corpo fruttifero.

Chitridiomiceti Progenitore comune Zigomiceti Glomeromiceti Ascomiceti Basidiomiceti 17

Gruppi principali del regno dei funghi

• Zigomiceti: comprendono specie saprofite e parassite, muffe nere, muffe bianche (Penicillum);
• Chitridiomiceti: funghi microscopici per lo più acquatici, parassiti, di rado saprofiti; unicellulari, o con micelio poco sviluppato.
• Glomeromiceti: funghi caratterizzati dall'avere ife non settate, e spore piuttosto grandi e plurinucleate; simbionti obbligati di piante;
• Ascomiceti: comprendono muffe verdi e lieviti, ma anche funghi con corpo fruttifero voluminoso;
• Basidiomiceti: comprendono la maggior parte dei funghi del sottobosco, che producono l'humus, strato superficiale del terreno ricco di sostanze organiche e minerali utili per le piante.

Zigomiceti

• Molte specie sono terrestri, vivono in suoli ricchi di materia organica
• Miceli cenocitici: ife senza setti
• Di solito si riproducono asessualmente formando spore (sporangiospore) dentro capsule dette sporangi.
• Riproduzione sessuata: le ife si uniscono, fondono i loro nuclei e formano uno zigosporangio diploide nero, che per meiosi produrrà spore aploidi (zigospore).
• Entrambi i tipi di spore, trasportate dal vento, possono dividersi per formare il micelio.

Riproduzione degli Zigomiceti

ASEXUAL REPRODUCTION Sporangium Sporangiophore Sporangiospores Developing hypha Meiosis Rhizoid Two (1n) mating types meet Gametangia Zygote Zygosporangium Zygospore (1n) germination SEXUAL REPRODUCTION

Chitridiomiceti

• Funghi prevalentemente acquatici
• Producono cellule uniflagellate che fungono da planoconidi o da planogameti
• Forme unicellulari, forme con rizoidi (filamenti appuntiti con citoplasma, ma prive di nucleo)
• Riproduzione asesessuata per planoconidi o sessuata per coniugazione di planogameti
• Alcuni sono parassiti di vegetali, come ad es. Olpidium, parassita delle radici del cavolo

Gamete femminile Gamete maschile

I licheni

I licheni sono associazioni di due organismi: un fungo (spesso Ascomiceti) e un microrganismo fotosintetico unicellulare, che può essere un cianobatterio o un'alga verde. L'organismo fotosintetico viene protetto dal fungo che gli fornisce l'umidità necessaria, mentre il fungo riceve le sostanze nutritive frutto della fotosintesi. In base alla loro forma, i licheni si distinguono in tre gruppi principali:

• crostosi;

Un lichene crostoso su una roccia. Un lichene frondoso è costituito da strutture simili a foglioline. Questo lichene fruticoso cresce sui rami degli alberi.

• frondosi;
• fruticosi.

Essendo molto sensibili ai prodotti tossici presenti nell'aria sono considerati degli "indicatori biologici" dell'inquinamento atmosferico.

Tipi di licheni

crostosi Attaccati a rocce piante e altri substrati fogliosi Hanno delle piccole lamelle a forma di foglia fruticosi Sono tridimensionali e quindi con una struttura più complessa

Riproduzione dei licheni

Si riproducono asessualmente, per frammentazione, o per mezzo di soredi, strutture simili a spore, costituite da ammassi di alghe intrappolate in una porzione di micelio: le 2 componenti possono anche riprodursi in modo indipendente sia sessualmente che asessualmente.

soredio strato corticale superiore strato algole strato midollare strato corticale inferiore rizina

Micorrize

Le micorrize sono una forma di simbiosi tra le radici di una pianta e il micelio di un fungo.

Membrana plasmatica Ife Parete cellulare Peli radicali Alcune micorrize hanno ife che aderiscono alla parete delle cellule dei peli radicali, mentre altre possiedono ife che si allungano nello spazio tra parete e membrana plasmatica.