Los libros de texto sobre "biología" (grado 6) dan información bastante detallada sobre los organismos que nos interesan. Las características generales de los hongos, sin embargo, son un tema para libros enteros y artículos científicos. Y esto no es sorprendente: es muy interesante estudiarlos.
Los hongos, cuyas características generales se presentan en este artículo, según indicadores ecológicos y tróficos, son eucariotas heterótrofos con un tipo de nutrición exclusivamente osmotrófico. Esta definición los distingue claramente de otros organismos en el espacio que ocupa la biota. Las características generales de los hongos sugieren que es la forma osmotrófica de nutrición la que determina sus características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas.
Cuerpo vegetativo de las setas
El cuerpo vegetativo de la mayoría de los hongos es un hilo muy ramificado (hifas) con un crecimiento ilimitado, cuya totalidad se llamamicelio, o micelio. Por lo general, el micelio está completamente sumergido en el sustrato (tierra, tejido vegetal, excrementos de animales, residuos vegetales, etc.), y tales características de su estructura permiten que todo el cuerpo extraiga al máximo los nutrientes de él mediante la exoósmosis.
Las sustancias orgánicas de los sustratos enumerados se encuentran principalmente en forma de polímeros de alto peso molecular (proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos) que no atraviesan las membranas celulares. Por lo tanto, los hongos, cuyas características generales nos interesan, secretan enzimas despolimerasas en el sustrato, que descomponen los polímeros en oligo y monómeros que pueden transportarse a las células. Si en los animales las enzimas digestivas se secretan dentro del intestino, en los hongos se secretan fuera, y entonces las hifas fúngicas pueden compararse con un intestino al revés.
Reproducción de hongos
La inmersión completa del micelio en el sustrato limita la posibilidad de su asentamiento en el espacio. Por lo tanto, sus órganos reproductivos sobresalen de la superficie del sustrato o se elevan por encima de él para extenderse en el aire o (si el sustrato está en el agua) en el medio acuático. En muchos hongos (macromicetos), los órganos que contienen esporas son grandes, claramente visibles a simple vista (hongos de sombrero que se elevan sobre el suelo u hongos de yesca que crecen en un árbol). Otros hongos (micromicetos) tienen pequeños órganos de esporulación, su estructura solo se puede ver al microscopio, pero con el desarrollo masivo forman placas coloreadas en forma de moho en varios sustratos.
Dos reinos de hongos
Las construcciones filogenéticas muestran que el ecomorfo de los "hongos" no es un grupo monofilético homogéneo, sino que se divide en dos phyla (reinos). La mayoría, llamados "hongos verdaderos" (eumicetos), son monofiléticos y constituyen el reino real de los hongos (Fungi). Una parte más pequeña, denominada "organismos similares a hongos" (pseudomicetos), se incluye, junto con algunas algas, en el reino Stramenopila, en el que se agrupa en dos divisiones: Oomycota (oomycetes) y Labyrinthulomycota (mohos de limo en red). A partir de esta división se construye una característica general de las setas. Las setas sombrero, como puedes ver, son solo una parte de su variedad.
Metabolitos primarios y secundarios
Todos los metabolitos se dividen condicionalmente en primarios y secundarios. Los metabolitos primarios son necesarios para el crecimiento del organismo y son insustituibles. Estos son ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos, coenzimas, lípidos, etc. Los orgánulos celulares se construyen a partir de ellos: núcleos, mitocondrias, ribosomas, paredes celulares y estructuras de membrana que tienen los hongos. La característica general de los metabolitos primarios es que sus depósitos son utilizados por la célula como fuentes de nutrición y energía. Los metabolitos secundarios son necesarios para la adaptación del organismo a las condiciones de vida. Pueden encontrarse en algunas especies y estar ausentes en otras. A diferencia de los metabolitos primarios, los metabolitos secundarios suelen ser compuestos de bajo peso molecular.
Proteínas
Las proteínas estructurales son parte de la pared celular, estructuras de membrana,cromosomas, de los cuales se construyen los elementos del citoesqueleto: microtúbulos y microfilamentos. Las proteínas enzimáticas proporcionan todos los procesos intracelulares y la interacción con el medio ambiente.
Carbohidratos
Los carbohidratos poliméricos estructurales son la base de la pared celular que tienen los hongos. Las características generales de estos carbohidratos en términos de composición química nos permite dividirlos en tres grupos: glucosa, otros monosacáridos y carbohidratos unidos covalentemente a péptidos (glucoproteínas).
Los polímeros de glucosa son glucanos, quitinas y celulosa. Los glucanos son cadenas lineales o ramificadas de moléculas de glucosa. Forman la capa externa de la pared celular de la mayoría de los hongos. En las moléculas de quitina, los residuos de glucosa están conectados a grupos amino (aminados), a los que, a su vez, están unidos (acetilados) residuos de ácido acético. Las moléculas "entrecruzadas" entre sí por moléculas ramificadas de otros polisacáridos forman un marco fuerte de la pared celular. Se encontró celulosa en todos los oomicetos estudiados, en los que constituye aproximadamente el 10% de la masa de la pared celular. Durante mucho tiempo se creyó que los verdaderos hongos carecen de él, pero ahora se ha demostrado su presencia en la pared de algunos ascomicetos (género Ophiostoma).
Los polímeros de otros monosacáridos (manosa, galactosa, etc.), llamados hemicelulosa en las plantas superiores, no se encuentran en todos los grupos de hongos. Hay especialmente muchos polímeros de manosa (mananos) en las paredes celulares de la levadura. Aparentemente, esta composición de la pared proporciona brotación mejor que el glucano.
Finalmente, las características generales de las setas puedencomplementarse con el hecho de que sus paredes celulares, como las plantas, contienen muchos polisacáridos asociados con moléculas de proteínas: peptidoglucanos, mananoproteínas, etc. Forman la capa intermedia de una pared celular multicapa y juegan un papel importante tanto en el mantenimiento de la integridad estructural de las células y en sus procesos de intercambio con el medio ambiente.
Carbohidratos de reserva
Este artículo ofrece una descripción general bastante detallada de las setas. El grado 6 de la escuela es el momento en que conocemos por primera vez estos organismos en detalle en las lecciones de biología. Ofrecemos profundizar los conocimientos y estudiarlos con más detalle. Pasemos a la descripción de los carbohidratos de reserva.
Los hongos no han encontrado el principal polisacárido de reserva inherente a las plantas superiores y muchas algas: el almidón. La glucosa en los eumicetos se almacena como un glucano, similar al glucógeno del almidón animal. Además de los glucanos, los hongos también tienen otros carbohidratos de almacenamiento, algunos de los cuales son exclusivos del reino fúngico. Es principalmente el disacárido trehalosa. Durante mucho tiempo, la trehalosa se encontró solo en los hongos, por lo que recibió su segundo nombre: micosis. Ahora también se encuentra en algunas plantas superiores como un compuesto menor. La trehalosa juega un papel importante en la adaptación de las células fúngicas al estrés y la regulación de los procesos osmóticos. Las células de hongos también contienen alcoholes de azúcar: manitol, sorbitol, xilitol, etc.
Lípidos
Los lípidos (ésteres de glicerol con ácidos monocarboxílicos alifáticos de cadena lineal) son importantesproductos de reserva, se depositan en la célula en forma de gotitas de grasa. Los hongos se caracterizan por un alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados (que tienen varios dobles enlaces en la cadena alifática), como el linolénico, con tres, y el araquidónico, con cuatro dobles enlaces. En forma de fosfolípidos (unidos etéricamente al ácido fosfórico), los lípidos son los componentes principales de las membranas celulares. Los lipoides de esterol también desempeñan un papel importante en la creación de estructuras de membrana, que dan fuerza a la membrana. A diferencia del colesterol animal, que tiene 27 átomos de carbono en una molécula (C-27), y los fitoesteroles vegetales (C-29), el principal esterol del hongo es el ergosterol (C-28).
Metabolitos secundarios: pigmentos
Los hongos carecen de pigmentos fotosintéticos, pero producen una gran cantidad de compuestos que colorean el micelio, los órganos de propagación o el sustrato. Por naturaleza química, la mayoría de los pigmentos son terpenoides (carotenoides) o compuestos aromáticos. Realizan una variedad de funciones. Entonces, los derivados de naranja del caroteno inducen el curso del proceso sexual en los hongos mucor; los pigmentos fenólicos verde oscuro y negro de aspergillus se depositan solo en el aparato portador de esporas, que, a diferencia del sustrato micelio, se forma en el aire y en esporas para protegerse de la luz ultravioleta; la melanina de color oscuro se deposita en las paredes celulares, aumentando su fuerza.
Toxinas y antibióticos
Muchos hongos producen compuestos tóxicos para otros organismos, quea menudo se observa cuando se compila una descripción general de los hongos (un libro de texto de sexto grado o un libro de texto para una universidad). Las sustancias tóxicas para los microorganismos se denominan antibióticos, tóxicas para las plantas - fitotoxinas, tóxicas para los animales y los humanos - micotoxinas. Algunos metabolitos fúngicos, al ser tóxicos para diferentes grupos de organismos (microorganismos y plantas, plantas y animales), tienen un efecto complejo. Los antibióticos son sintetizados por muchos hongos que viven en el suelo, los cuales tienen que competir por los sustratos de nutrientes con otros microorganismos. Su naturaleza química y mecanismo de acción son diversos. Así, los antibióticos penicilinas y cefalosporinas inhiben la síntesis de la pared celular en bacterias, tricotecinas - síntesis de proteínas en microorganismos eucariotas, griseofulvina - mitosis.
Fitotoxinas y mitotoxinas
Las fitotoxinas secretadas por los hongos en el tejido de una planta infectada provocan la muerte de las células vegetales, que luego se convierten en presa fácil para el parásito. Las toxinas inhiben los procesos enzimáticos en las células de las plantas infectadas (por ejemplo, la tentoxina del hongo Alternaria inhibe la fosforilación fotosintética), tienen un fuerte efecto membranotrópico y afectan el transporte de sustancias a través de las membranas, el transporte transmembrana de iones (ácido fusárico, fusicoccina, etc.).
Las micotoxinas se dividen en dos grupos: toxinas de hongos microscópicos (micromicetos) y toxinas de hongos macromicetos con grandes cuerpos fructíferos. Los primeros son especialmente peligrosos en los hongos que infectan las plantas.productos utilizados para la alimentación. Por ejemplo, los esclerocios del cornezuelo del centeno acumulan alcaloides (heterociclos que contienen nitrógeno), que son venenos para los nervios. No se destruyen durante la cocción, por lo que el pan horneado con harina con una mezcla de esclerocios molidos es extremadamente peligroso. Su uso puede causar intoxicaciones graves, muchas veces mortales. Otro parásito de los cereales es el agente causante del fusarium del oído. Este es un hongo Fusarium que libera toxinas terpenoides en el grano, lo que también causa una intoxicación grave (el pan horneado con harina infectada por Fusarium se llamaba popularmente "pan borracho" porque causaba mareos, vómitos y otros síntomas que se asemejaban a una intoxicación alcohólica grave).
Setas comestibles
Actualmente, la ciencia de la biología ha acumulado bastante información sobre su nutrición. Las características generales de las setas desde este punto de vista son las siguientes. La nutrición de la mayoría de los hongos ocurre a expensas de las plantas, por lo tanto, tienen enzimas activas que descomponen los polisacáridos estructurales y de almacenamiento en las plantas vivas y los desechos vegetales. Se trata de pectinasas que descomponen el ácido poligalacturónico (pectina) en oligogalacturónidos de bajo peso molecular, xilanasas, celobiasas y celulosas que descomponen la celulosa y la hemicelulosa, los principales componentes de carbohidratos de la pared celular vegetal, la amilasa, que descompone el almidón, etc. El segundo componente de las células vegetales después de la celulosa en peso es la lignina, que es un polímero tridimensional de anillos aromáticos. Especialmente mucho en células lignificadas. La lignina es el polímero vegetal más persistente, y solo los hongos (principalmente hongos yesqueros que destruyen la madera) tienen enzimas lignasas que la descomponen. Los hongos parásitos que afectan el tegumento de animales y humanos (piel, cabello, plumas), secretan enzimas que destruyen la proteína queratina a partir de la cual están construidos.
La mayoría de las enzimas enumeradas son sintetizadas por las células no constantemente con el fin de ahorrar energía, sino solo en presencia de la sustancia correspondiente en el medio ambiente (por ejemplo, si no hay pectina en el medio ambiente, entonces la pectinasa no se sintetiza). No son constitutivos, sino que están sujetos a la inducción del sustrato. Además, no se forman si el medio contiene una mezcla de nutrientes con compuestos de metabolismo energético más favorables (catabolitos). Por ejemplo, el producto final de la destrucción de la mayoría de los polisacáridos es la glucosa, por lo tanto, en un ambiente que contiene glucosa además de pectina o celulosa, no se producen pectinasas ni celulasas. Es poco recomendable llevar a cabo procesos químicos complejos para obtener glucosa si ya está presente en el medio de cultivo. Esta regulación se llama represión catabólica.
Reproducción asexual
Continuando con la revelación de un tema como "Características generales de los hongos", describiremos brevemente las características de la reproducción. La reproducción asexual en estos organismos puede llevarse a cabo mediante esporas móviles e inmóviles. Las zoosporas están formadas por un pequeño número de hongos, tanto acuáticos como terrestres, en los que se trazan claramente las relaciones genéticas con los acuáticos. La estructura de los flagelos en zoosporas de oomicetos y hyphychytria es similar a la descrita para los ocrofitos.algas, y en quitridiomicetos serán considerados en la descripción de este grupo. La mayoría de las especies de hongos se reproducen por esporas inmóviles, lo que indica su larga llegada a tierra. Las esporas se pueden formar de forma endógena en los esporangios (esporangiosporas) o de forma exógena (conidios). Las esporas endógenas se liberan solo después de la destrucción del esporangio, que generalmente ocurre cuando se moja. Por lo general, se forma una gran cantidad (miles) de esporas en los esporangios, sin embargo, algunas especies forman pequeños esporangios (esporangiolos), en los que solo hay unas pocas esporas (a veces una). En el último caso, las membranas de los esporangiolos y las esporas pueden fusionarse, y luego la espora endógena funciona como exógena. Esto indica la presencia primaria de esporas endógenas, que fueron las precursoras de las exógenas.
Reproducción sexual
El tipo de proceso sexual más común, y el más simple, es la fusión de dos células vegetativas que no se diferencian en gametos, lo que se denomina somatogamia. Un tipo similar de proceso sexual es característico de las levaduras ascomicetos, muchos basidiomicetos y otros hongos. A veces procede incluso sin fusión celular, una simple fusión de núcleos dentro de la célula. Un proceso sexual más complejo está precedido por la separación de los sitios miceliales de la pareja (gametangios), que luego se fusionan. Tal proceso sexual, la gametangiogamia, es característico de muchos cigo y ascomicetos. Finalmente, los hongos también tienen una gametogamia común a otros organismos eucariotas, es decir, fusión de gametos especializados.
Iso y heterogamia clásicas características de las algas,se encuentran solo en hongos inferiores: quitridiomicetos. No hay oogamia clásica en los hongos en absoluto. Incluso los oomicetos, llamados así por su oogamia, no tienen gametos masculinos (espermatozoides o espermatozoides), y los óvulos del oogonio carecen de pared celular propia y se denominan oosferas. Algunas especies de marsupiales tienen un oogonio (pero sin los gametos del óvulo femenino, es decir, que representan un gametangio), pero no anteridio, por lo que la fertilización se produce por una hifa vegetativa. Otros ascomicetos y hongos basidiomicetos de la roya tienen gametos masculinos: espermatozoides, pero carecen de gametos femeninos y, a veces, gametangia (espermatogamia). En algunas especies, los espermatozoides tienen funciones duales: gametos masculinos y esporas asexuales (conidios).
Conclusión
Características generales de los hongos: nutrición y respiración, reproducción de esporas: todo esto es de gran interés para los amantes de la naturaleza. Después de todo, estos son organismos únicos que no pertenecen ni a las plantas ni a los animales. Habiendo abierto el tema "Características generales de los hongos" (Grado 7) en el libro de texto, descubrirá que constituyen un reino separado. Los otros reinos son animales, plantas, virus y bacterias. El tema "Características generales y significado de los hongos", expuesto en los libros de texto escolares y en este artículo, es solo información básica sobre ellos. Se han escrito libros enteros sobre ellos, por lo que puedes estudiarlos durante mucho tiempo. Uno de los temas más interesantes, en nuestra opinión, son las características generales de los hongos de moho. El moho es uno delas especies más antiguas de organismos vivos en la Tierra. Apareció hace 200 millones de años y se siente muy bien en las condiciones modernas. Abra la sección de cualquier libro de texto escolar "El reino de los hongos. Características generales" (Grado 6), y encontrará información más detallada al respecto.
