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HONGOS CURSO: MICROBIOLOGIA Universidad Nacional Agraria la Molina Departamento de Biología Prof. Juan G. Juscamaita Morales MAYO 2020 Conocer: • Estructura básica de los hongos y su clasificación • Su reproducción • Características distintivas de los diferentes filos • Su importancia ecológica y económica • Lo qué son los líquenes, micorrizas y sus formas principales OBJETIVOS: Reino Fungi ANCESTRO COMUN CARACTERISTICAS: A) Organismos unicelulares o pluricelulares filamentosos sin movimiento propio a excepción de los quitridiomicetos . En los representantes pluricelulares, las células están unidas pero no funcionan independientes unas de otras, es decir, no forman tejidos. B) Organismos con reproducción asexual (por esporas, fragmentos de estructuras celulares, división binaria o gemación) o sexual. C) Organismos heterótrofos u organótrofos (que utilizan sustancias orgánicas como fuentes de energía) de nutrición osmotrófica. D) Organismos que están rodeados por una pared celular que a menudo, aunque no siempre, contiene quitina como componente principal. Los hongos, junto con las bacterias, son los principales degradadores del mundo. Sus actividades son tan vitales para el funcionamiento incesante de los ecosistemas de la tierra como de las de los productores de alimentos. Pueden ser saprófitos, simbiontes, y parásitos. HIFA: filamento o estructura tubular y ramificada formada por una pared celular rígida en el que fluye protoplasma. La morfología de los hongos multicelulares aumenta su capacidad de absorber nutrientes del entorno. En tan solo 1 cm3 de un suelo orgánico rico puede haber hasta 1 km de hifas con una superficie total de más de 300 cm2 de interfase con el suelo. Arquitectura de una HIFA Microfibrillas embebidas en proteínas Proteínas Glicoproteinas embebidas en proteínas Glucanos Glucanos amorfos (B 1-3 y B 1-6) Red de Glucoproteínas embebidas en proteína. Microfibrillas de quitina embebidas en proteínas Membrana y pared celular en levaduras CRECIMIENTO DE LA HIFA Spitzenkörper Hongos dimórficos Los hongos dimórficos pueden presentarse bajo dos tipos o aspectos morfológicos diferentes : la fase miceliar o filamentosa y fase levadura o unicelular. Ciertas especies de hongos saprófitos y patógenos desarrollan esta capacidad. La fase levadura (hongos levaduriformes) corresponde a células individualizadas, de forma más o menos ovalada, que se multiplican de modo asexual por un proceso de gemación. La fase miceliar se caracteriza porque el hongo presenta abundantes hifas o filamentos (micelio), generalmente con abundantes tipos de esporas. La presentación de una u otra fase depende de determinadas condiciones ambientales. HIFA En los hongos filamentosos, la hifa constituye la UNIDAD FISIOLOGICA Y LA UNIDAD MORFOGENÉTICA. HIFA Las hifas se desarrollan a partir de una espora, de fragmentos de hifa o de otras estructuras reproductivas. Las hifas crecen sólo en sus extremos, por lo que los hongos presentan un crecimiento apical, y se ramifican periódicamente detrás de los ápices. La hifa termina en punta y la región cónica se la denomina zona de extensión. Germinación de una espora para formar un micelio Fragmento de hifas 1 3 2 4 5 CLASIFICACION QUITRIDIOMICETOS ZIGOMICETOS REINO FUNGI ASCOMICETOS BASIDIOMICETOS DEUTEROMICETOS Después de las últimas modificaciones hechas en el Congreso Internacional de Micología de 1994, donde se han introducido muchos cambios, el reino queda: Estructuras quitinosas, el almacenamiento de glicógeno y el codón UGA para el triptófano. Reino: FUNGI Cuatro phyllum de clasificación natural: Phyllum :Chytridiomycota. Phyllum :Zygomycota. Phyllum :Ascomycota. Phyllum :Basidiomycota Un grupo de clasificación artificial : Deuteromycota Ejemplo de Clasificación de los Hongos Dominio : Eukaria Reino : Fungi Phylum/ Division : Basidiomycota Clase : Hymenomycetes Orden : Agaricales Familia : Agaricaceae Género : Agaricus Especie : Agaricus campestris (champignon) QUITRIDIOMICETOS Parásitos o descomponedores hallados principalmente en agua dulce, aunque unas cuantas son terrestres (en ambientes húmedos) o marinas. Algunos son saprobios, otros parasitan a protistas, plantas y animales. Tiene pared celular con quitina, y almacenan reservas de alimentos en forma de glucógeno. Sus células móviles poseen un solo flagelo posterior(zoosporas) . Se reproducen sexual y asexualmente. Presentan alternancia de generaciones, y pasa parte de su vida como un talo haploide (n) y parte como un talo diploide (2n). Filo Chytridiomycota Antes colocados con protistas. La evidencia apunta a que pertenecen a Fungi por pared celular, enzimas y rutas metabólicas. Los únicos hongos que mantienen una etapa flagelada. http://www.biomedcentral.com/1471-2148/6/74/figure/F1?highres=y Phylum Chytridiomycota Existe una considerable variación en la morfología y ecología de este grupo, algunos son de agua dulce, algunos marinos; algunos son parásitos de plantas y de dípteros, mientras que otros viven en plantas muertas y partes de insectos. Algunos son unicelulares y otros producen micelio con hifas cenocíticas. Presenta gametos flagelados Dos ejemplos de importancia: 1)Synchitrium endobioticum produce la “verruga de la papa” 2) Allomyces, crece sobre desechos orgánicos en desagues y pequeños lagos, producen el terpeno sirenina (feromona) Allomyces, presenta alternancia de generaciones, y pasa parte de su vida como un talo (plan corporal simple de algunas algas, hongos y plantas) haploide (n) y parte como un talo diploide (2n). http://www.ucmp.berkeley.edu/fungi/allomyces.jpg http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=synchytrium+endobioticum&source=images&cd=&cad=rja&docid=k8OwDr62L8GzuM&tbnid=RYvIkLajiHOyyM:&ved=&url=http%3A%2F%2Fwww.ziraatciler.com%2Fpatates-sigil-hastaligi-synchytrium-endobioticum-ve-mucadelesi%2F&ei=gFdrUYWIAeLD4AO71oCIAQ&psig=AFQjCNG9mmDOMkPgLE3tTL3UCCijK3uyhA&ust=1366075648461197 Los talos haploide y diploide tienen aspecto similar y constan de una especie de tronco firme con ramas esbeltas. El talo haploide tiene gametangios (estructuras en que se forman los gametos) masculinos y femeninos en las puntas de las ramas. Cuando el gameto masculino, flagelado, se fusiona con un gemeto femenino, el cigoto resultante se transforma más tarde en un talo diploide el cual tiene dos tipos de receptáculos con esporas, zoosporangios y esporangios latentes. Los zoosporangios producen zoosporas diploides flageladas que se sedimentan y se transforman en nuevos talos diploides. Dentro de los esporangios latentes ocurre la meiosis, con lo que forman zoosporas haploides, cada una de las cuales tiene el potencial de sedimentarse y transformarse en un talo haploide. Enfermedad en la que el hongo infecta la epidermis de la rana e interfiere con su capacidad de respirar a través de la piel. Neocallimastix frontalis Habita en el rumen y obtiene energía de la fermentación de azúcares produciendo ácidos, alcohol y H2. N. frontalis carece de mitocondrias pero contienen hidrogenosomas que ayudan a este estilo de vida fermentativo degradando el poruvao hasta acetato más CO2 y H2 Filo Zygomycota Hifas cinocíticas multinucleados. Viven en el suelo o en materia en descomposición ya sea vegetal o animal. Forman esporas sexuales llamadas zigósporas Grupo de importancia: muchas micorrizas, asociaciones mutualistas con raíces de plantas. Zigomiceto común: Rhizopus (moho negro del pan). Phylum Zygomycota Están caracterizados por un micelio aseptado, cenocítico. Reproducción asexual: por esporangiosporas , esporas endógenas desarrolladas dentro de esporangios Reproducción sexual: a través de zigosporas.No desarrollan cuerpos fructíferos Ejemplos: Mucor, Rhizopus (hongo del pan) Dentro de este grupo se encuentra un orden muy importante agronómicamente, el de las Glomales, donde pertenecen los hongos formadores de micorrizas Micorriza de Glomus sp. Terrestre: Principalmente saprofitos, unos pocos parásitos. Dos modos de reproducción caracterizan a los zygomycotes: Reproducción asexual: Las hifas producen esporangiosporas dentro del esporangio. Rhizopus stolonifer Zygomycota Los hongos pertenecientes al filo Zigomicetes (Zygomycota) se caracterizan por formar zigosporas con gruesas paredes, de origen sexual y esporangiosporas no nadadoras, de origen asexual. El moho negro del pan (Rhizopus nigricans), un representante bien conocido de este grupo del orden Mucorales, produce masas de hifas sobre pan, fruta y otros alimentos deteriorados. Los hongos del orden Entomoftorales son parásitos de las moscas y de otros insectos. Tienen esporangiosporas sencillas dentro de unos receptáculos; en el interior de cada uno de ellos se desarrollan unas estructuras que llegan a independizarse y funcionar como esporas. El orden Zoopagales comprende hongos parásitos de amebas, nematodos y artrópodos. Anastomosis de dos hifas Ascomycota Se reproducen asexualmente produciendo conidios que se forman por mitosis en los extremeos de hifas especializadas denominadas conidioforos Hongos que product de la reproducción sexual forman “sacos” o ascas en ascocarpos. Marinos, de agua dulce y terrestres. Casi la mitad forma asociaciones con algas, líquenes, y algunas micorizas. Incluyen muchos patógenos de plantas. En general, las hifas son septadas, con los septos perforados. Las células hifales del micelio vegetativo pueden ser uninucleadas (hifas monocarióticas) o binucleadas (hifas dicarióticas). Incluye desde unicelulares (levaduras) hasta multicelulares. Cuerpo fructífero Ascomycota Los hongos del filo Ascomicetes (Ascomycota), también llamados hongos con forma de saco, producen un número determinado de ascosporas en el interior de unas bolsas semejantes a vesículas, denominadas ascas. Con la excepción de algunas levaduras y otros pocos organismos, los ascomicetes tienen hifas bien desarrolladas, por lo general con un único núcleo en cada hifa. Ciertas células se transforman en binucleadas poco antes de la formación de los sacos esporales. La unión de los núcleos se da en las ascas jóvenes; tras la posterior división, suelen producirse ocho núcleos, los cuales darán lugar a las ascosporas. La división Ascomycota contiene los hongos denominados ascomicetos, comúnmente denominados hongos de saco. Mohos rojos , pardos y azul- verdosos que estropean la comida son ascomicetos. Los mildíus pulverulentos que atacan las hojas de las plantas y los hongos que causan el añublo del castaño y la grafiosis del olmo son ascomicetos. Muchas levaduras, así como la colmenilla y trufa comestibles, son ascomicetos. El moho rosa del pan, Neurospora crasa, ha sido una herramienta de investigación genética y bioquímica de gran importancia. Muchos ascomicetos son parásitos de plantas superiores. Claviceps purpurea parasita el centeno y otras herbáceas, causando el cornezuelo del centeno. El ergotismo, un trastorno tóxico de los seres humanos y animales que comen grano infectado por el hongo, se acompaña a menudo de gangrena, delirio psicótico, espasmos nerviosos, aborto y convulsiones. En la Edad Media, el ergotismo (Fuego de San Antonio), causaba miles de muertos. Ej. En el año 943 se registraron en Francia más de 40,000 muertos por intoxicación por el cornezuelo del centeno. Las actividades farmacológicas del cornezuelo del centono se deben a su ingrediente activo, la dietilamina de ácido lisérgico (LSD). En dosis controladas, los ergotamínicos se pueden emplear para inducir el parto, disminuir la presión arterial y aliviar la migraña. Reproducción asexual, es habitual mediante conidiosporas. Los ascomicetos reciben este nombre por su estructura reproductora característica, el asca en forma de saco. El micelio de los ascomicetos está formado por hifas tabicadas. La reproducción sexual de los ascomicetos conduce siempre a la formación de un asca que contiene dos o más ascosporas haploides. En los ascomicetos más complejos, la formación del asca va precedida del desarrollo de unas hifas ascógenas a cuyo interior migran pares de núcleos. Un núcleo de cada par se origina en un micelio o célula “masculina” (anteridio), y el otro procede de un órgano o célula “femenino” (ascogonio) que se ha fusionado con él. A medida que crecen las hifas ascógenas, se produce la fusión nuclear en la punta de las hifas de las células madre del asca. El núcleo diploide del zigoto experimenta después de la meiosis, y los cuatro núcleos haploides resultantes se dividen nuevamente por mitosis para producir una hilera de ocho núcleos en cada asca en desarrollo. Miles de ascas pueden estar agrupadas en un ascocarpo, en forma de copa o de matra Ciclo vital de un Ascomiceto Ciclo de vida de una levadura ascomiceto típica http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=olAo3Qcql9cbcM&tbnid=D5VcrUIvG7kLrM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FSaccharomyces_cerevisiae&ei=yN1AUviSGK684APzz4HoDg&bvm=bv.52434380,d.dmg&psig=AFQjCNFeLNsRaj8mNQGu9o9GrTHco2YSgA&ust=1380068982480800 Filo Basidiomycota 25 000 ó más especies Incluye champiñones y las “setas”, hongos corticiáceos y begines o cuescos de lobo. Presentan un cuerpo fruticoso conocido como basidiocarpo. Parásitos vegetales importantes: herrumbro del trigo y tizón del maíz. Hay patógenos humanos de importancia como Cryptococcus Importantes descomponedores, en especial de madera. La reproducción asexual es menos común. BASIDIOMICETOS -HONGOS MAS CONOCIDOS COMO HONGOS DE REPISA -HONGOS PARASITO -SE FORMAN EN LOS TRONCOS DE LOS ARBOLES -FORMA OVAL O REDONDA -CHAMPIÑONES -HUITLACOCHE -HONGOS VENENOSOS -Amanita -HONGOS ALUCINOGENOS -Psilocibe mexicana http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/Psilocybe.mexicana.jpg&imgrefurl=http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Psilocybe.mexicana.jpg&usg=__GSg7pB9lGlKDkooq0MO767sHlyw=&h=450&w=600&sz=26&hl=es&start=10&um=1&tbnid=WdnX5kA8TIKDkM:&tbnh=101&tbnw=135&prev=/images%3Fq%3DPSILOCIBE%2BMEXICANA%26hl%3Des%26rlz%3D1W1SKPB_es%26um%3D1 La división Basidiomycota contienen los basidiomicetos. Ej. Los tizones o añublos, royas, falos (falo hediondo, cuescos de lobo, agáricos, setas, y hongos anidados (crucíbulos). Los basidiomicetos reciben su nombre por la estructura o célula característica, el basido (hifa diferenciada en forma de maza y que produce dos o más basidiosporas), implicada en la reproducción sexual y los basidios pueden ser sotenidos por cuerpos de fructificación llamados basidiocarpos. Los basidiomicetos en su mayoría son saprofitos que descomponen restos vegetasles, en especial celulosa y lignina. Muchas setas se usan como alimento. El cultivo de Agaricus campestris es un negocio de millones de dolares. Muchas setas producen alcaloides que pueden actuar como venenos o aluciógenos. Amanita phalloides, copa de muerte o ángel destructor producen faloidina y la -amanitina. La faloidina ataca a las células hepáticas , donde se liga a las membranas y hace que se rompan y dejen escapar su contenido. La -amanitina ataca las células que revisten el estómago y el intestino delgado, y es responsable de los graves síntomas digestivos relacionados con la intoxicación por setas. El basidiomiceto Cryptococcus neoformans es un patógeno humano importante. Produce la criptococosis, una infección sistémica que afecta fundamentalmente a los pulmones y el sistema nerviosos central. Otros basidiomicetos, los tizones y royas, son virulentes patógenos de las plantas que provocan grandes dañosen las cosechas de cereales; anualmente destruyen cosechas por valore de millones de dólares. En estos hongos , no se forman grandes basidiocarpos. En su lugar, pequeños basidios surgen de las hifas en la superficie de la planta huésped. Los micelios pueden crecer, intra o extracelularmente, en el tejido de la planta. Micelio primario Micelio secundario Botón o yema Pie o pedúnculo Sombrerillo Laminilla Fibula Deuteromicetos: No se pueden clasificar dentro de filos porque no se conoce la fase sexual. Se reproducen asexualmente por conidias. Grupo “informal”que no tiene base filogenética. Deuteromicetos Son denominados “hongos imperfectos” por no habérseles determinado estructuras de reproducción sexual Morfológicamente corresponden a los Ascomicetos, con hifas septadas y esporas terminales de tipo conidias Muchos de ellos son utilizados en la industria, de ahi su importancia actual Ejemplos de Deuteromicetos de Importancia Trichoderma Importantes degradadores Chaetomium de celulosa Penicillium crysogenum ( penicilina) Penicillium griseofulvum ( griseofulvina) Penicillium roqueforti ( queso roquefort) Penicillium camemberti ( queso camembert) Aspergillus oryzae ( sake) Aspergillus sojae ( salsa de soya) DEUTEROMICETOS Hongos Imperfectos -SITIO DONDE SE COLOCAN A TODOS LOS HONGOS QUE NO SE PUEDEN CLASIFICAR. - FORMA DE REPRODUCCION SEXUAL NO SE HA DESCUBIERTO - SE LES CLASIFICA JUNTOS POR CONVENIENCIA -CAUSA -LA TIÑA -EL PIE DE ATLETA, LLAMADO Trichophyton TIÑA PIE DE ATLETA Onicomicosis afecta cerca del 12% de Americanos http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/images/ency/fullsize/2467.jpg&imgrefurl=http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/esp_imagepages/2467.htm&usg=__OddBnKNP_t3ES5hd49TNdTlhsSI=&h=226&w=306&sz=16&hl=es&start=3&tbnid=WZqQpGeYvDwTmM:&tbnh=86&tbnw=117&prev=/images?q=ti%C3%B1a&gbv=2&hl=es http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.chsd.org/images/medtips/afoot2.jpg&imgrefurl=http://www.chsd.org/1109.cfm&usg=__gRZb8_qT2Ef40XYun7PDkTL9KCA=&h=171&w=322&sz=30&hl=es&start=9&tbnid=Rqnd8ZLegXCJ9M:&tbnh=63&tbnw=118&prev=/images?q=PIE+DE+ATLETA&gbv=2&hl=es DEUTEROMICETOS CARACTERISTICAS Es el sitio donde se colocan a todos los hongos a los cuales su forma de reproducción no ha sido descubierta. Llamados también hongos imperfectos. En este grupo se encuentran el hongo que causa la tiña y el pie de atleta, llamado Trichophyton Deuteromicetos (hongos secundarios). La mayoría son terrestres, y sólo se han descrito algunos de agua dulce o en hábitats marinos. La mayoría son saprófitos o parásitos de las plantas . Unos pocos parasitan otros hongos. Muchos hongos imperfectos afectan directamente a la salud humana. Ej. El pie de atleta, la tiña, y la histoplasmosis. En la industria son importantes, como Penicillium sintetiza los conocidos antibióticos penicilina y griseofulvina. Otros confieren aroma característico a quesos como el Gongonzola, Camembert y Roquefort. Especies de Aspergillus se emplean para fermentar la salsa de soya y producir ácido cítrico, glucónico y gálico. Aspergillus flavus y A. parasiticus producen metabolitos secundarios, llamados aflatoxinas, muy tóxicos y carcinógenos para los animales y el hombre. Otras toxinas como los tricocetenos, son potentes inhibidores de las síntesis proteica de las células eucariotas.. Queso Roquefort Calzados enmohecidos Líquenes: Asociación simbiótica entre hongos (ascomicetos o basidiomicetos) y un fotótrofo (alga filamentosa o cianobacteria). El alga provee alimento o la cianobacteria (nitrógeno.) El hongo provee un ambiente apropiado para el crecimiento. El hongo no crece sólo de manera natural. Sobreviven en ambientes extremos y colonizan áreas expuestas, pero no toleran contaminación. Se han descrito unos 13 500 tipos de líquenes Los líquenes son resistentes a temperatura y humedad extremos, por lo que crecen en cualquier ambiente terrestre, excepto en ciudades contaminadas Hongo: un ascomiceto, algunos en zonas tropicales son basidiomicetos Fotótrofo: alga verde (clorofita) o una cianobacteria Sugerencia: caso de parasitismo controlado del fotótrofo por el hongo Crecen en suelos con alto contenido en yeso Análisis para calidad de aire Estabilizan el suelo contra la erosión por el viento y el agua, fertilizan con Nitrógeno Sensibles al aire contaminado Los líquenes se reproducen principalmente por medios asexuales, de manera habitual por fragmentación, un proceso en el que se desprenden unidades especiales de dispersión del líquen llamados soredios los cuales se rompen y, si aterrizan en un sustrato adecuado, se establecen como nuevos líquenes. Los soredios contienen células de ambos componentes del líquen. En algunas especies el hongo produce ascosporas, que pueden ser dispersadas por el viento y de manera aleatoria encontrar un social algal apropiado. Se conoce con el nombre de micorriza a la asociación mutualista establecida entre las raíces de la mayoría de las plantas (tanto cultivadas como silvestres) y ciertos hongos del suelo. Se trata de una simbiosis prácticamente universal, no sólo porque casi todas las especies vegetales son susceptibles de ser micorrizadas sino también porque puede estar presente en la mayoría de los hábitat naturales. Las micorrizas son tan antiguas como las propias plantas y se conoce su existencia desde hace más de cien años; estimándose que aproximadamente el 95% de las especies vegetales conocidas establecen de forma natural y constante este tipo de simbiosis con hongos del suelo. MICORRIZAS Micorrizas Rhizoctonia Aproximadamente el 96% de las plantas forman este tipo. La característica de estos hongos y de donde procede su nombre son los arbúsculos y las vesículas Las ECTOMICORRIZAS forman manto, apenas un 3% de las plantas conocidas forman este tipo de micorrizas, entre las que destacan: pinos, abedul, haya, roble, eucaliptos, etc.. Ensayos Efecto de la inoculación temprana con Glomus intraradices sobre el crecimiento de Palmeras. Plantas micorrizadas (derecha) y plantas no micorrizadas (izquierda) Efecto de la micorrización sobre el crecimiento del porta injerto de Prunus Mayor (híbrido de melocotonero por almendro ), en presencia del nematodo agallador Meloidogyne javanica. Plantas micorrizadas (izquierda) y plantas no micorrizadas (derecha). Impactos ecológicos de los hongos: Importantes descomponedores. Patógenos y problemas para la agricultura causando pérdidas económicas grandes. Algunas toxinas pueden causar serias enfermedades o micosis al hombre. Sólo 50 especies son parasitos para animales. Importancia comercial: alimentos, bebidas, antibióticos. Colonizadores de la tierra. Los hongos son organismos exitosos Tienen plasticidad genética y versatilidad fisiológica La mayoría produce gran cantidad de esporas que son efectivamente dispersadas en amplias áreas Muchos producen tanto esporas sexuales como asexuales Las esporas pueden permanecer dormantes por largos períodos hasta que las condiciones se tornen favorables
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