Los hongos simbiontes

Los hongos simbiontes

Los hongos simbiontes. Los hongos tienen la capacidad de poder asociarse con otros organismos de forma simbiontica para poder colonizar medios y obtener unos beneficios que por ellos mismos serian incapaces de conseguir. Son dos las principales y más conocidas simbiosis fúngicas; la primera es la que forman con algas o cianofíceas para formar líquenes, y otra es la que forman con las raíces de plantas vasculares para formar las micorrizas.Ayudan a las plantas a adquirir suficiente azufre

Unos investigadores europeos han llevado a cabo exhaustivos experimentos de laboratorio para determinar qué grupos de bacterias y hongos edáficos son responsables de descomponer moléculas que contienen azufre en el suelo.

Los hongos simbiontes ayudan a las plantas a adquirir suficiente azufre

Las plantas necesitan azufre para crecer, pero estas no pueden absorber este compuesto en la forma predominante en la que se encuentra en el suelo como parte de moléculas orgánicas de gran tamaño. Por tanto, las plantas dependen de complejas redes de micorrizas arbusculares (hongos) y bacterias que descomponen estas moléculas orgánicas para liberar el azufre, quedando así este compuesto disponible para las raíces de las plantas.

El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea DESULFURIZATION(Microbial organo-sulfur desulfurization in the mycorrhizosphere) era identificar qué bacterias y hongos están implicados en la movilización del azufre en el suelo.

Los investigadores recolectaron bacterias y hongos edáficos y los cultivaron junto con plantas modelo bajo condiciones de disponibilidad continua de moléculas orgánicas que contienen azufre. Estos describieron el flujo de azufre empleando diferentes organismos y establecieron combinaciones experimentales de bacterias y hongos para comprender mejor aquellas interacciones que acontecen dentro de este tipo de ecosistema.

El proyecto DESULFURIZATION identificó determinados grupos de bacterias que están relacionadas estrechamente con diferentes tipos de hongos micorrízicos arbusculares. La inoculación de estos hongos micorrízicos en el suelo favoreció tanto el crecimiento de las raíces como una mayor diversidad de bacterias que metabolizan el azufre.

Los investigadores también descubrieron que las micorrizas arbusculares mejoraban el desarrollo temprano de las plantas y que la movilización de azufre tenía un papel importante en este proceso.

Los resultados de este proyecto motivarán una reducción del uso de fertilizantes sintéticos y proporcionarán a los agricultores un método sostenible para mejorar la disponibilidad de azufre en sus cultivos.

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Los hongos pertenecen al Reino Fungi y constituyen uno de los mayores grupos de seres vivos. Se han descripto unas 8000 especies pero se estima que el número real debe aproximarse al millón y medio de especies. El estudio de los hongos se denomina como Micología.

Se lo clasifica en 5 grupos: Chytridiomycota, Zigomycota, Ascomycota, Basidiomycota y Deuteromycota. Aunque la mayoría de los hongos son saprobios, y viven sobre la materia orgánica muerta, un gran número son parásitos de plantas y animales y causan una variedad de enfermedades. Los hongos también intervienen en otros tipos de simbiosis como la que poseen los líquenes y las micorrizas, las que les ha dado importantes ventajas adaptativas.

Hongos simbiontes

Los hongos tienen la capacidad de poder asociarse con otros organismos de forma simbiontica para poder colonizar medios y obtener unos beneficios que por ellos mismos serian incapaces de conseguir. Son dos las principales y más conocidas simbiosis fúngicas; la primera es la que forman con algas o cianofíceas para formar líquenes, y otra es la que forman con las raíces de plantas vasculares para formar las micorrizas.

Un liquen es la asociación simbiótica entre un hongo específico, denominado micobionte, y un alga verde o una cianobacteria denominada ficobionte. El producto de esta combinación es muy distinto del organismo fotosintético o del hongo independiente, y también son distintas las condiciones fisiológicas en las cuales puede sobrevivir. Los líquenes están muy difundidos en la naturaleza.

Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre los hongos y las raíces de plantas vasculares. Son capaces de absorber y trasportar fósforo, zinc, manganeso y cobre, todos nutrientes esenciales. Los hongos se benefician obteniendo carbohidratos de la planta hospedante.

Los líquenes

El término liquen proviene del griego y significa musgo de árbol. Uno de los rasgos distintivos y más interesantes de los líquenes es que son organismos formados de la asociación simbiótica de un hongo con un organismo fotosimbiótico (capaz de hacer fotosíntesis), ya sea un alga, una cianobacteria o ambas. El hongo liquenizado se comporta como un solo organismo en el que cada una de las partes depende de la otra, dando como resultado un ser vivo sorprendente por su naturaleza dual. Su naturaleza doble fue puesta de manifiesto entre 1857 y 1869, por el botánico suizo Schwendener. El término simbiosis es algo posterior y se debe al micólogo alemán Bary.

En la actualidad se han identificado más de 17000 especies de líquenes que muestran una distribución cosmopolita y se les encuentra en regiones desérticas, en los trópicos, bosques, zonas polares e incluso en el mar. Además de la asombrosa adaptación de los distintos climas y hábitats, pareciera que se pueden crecer sobre casi cualquier sustrato.

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Diversidad de líquenes.

De la simbiosis se originó una nueva forma de organizaciones de vegetales talofíticos con características particulares, tanto morfológicas como fisiológicas. En simbiosis liquénica, los hongos pierden su identidad ya que en la naturaleza sólo son capaces de vivir unidos al alga correspondiente. El hongo depende por completo del organismo fotosintético en su metabolismo de los hidratos de carbono, recibiendo de él azucares o alcoholes sacarinos.  Por su parte el alga depende, para su metabolismo, del agua y de las sustancias minerales que el hongo le proporciona, a la vez que es también protegido por este de intensidades lumínicas demasiado elevadas.

Como consecuencia de la simbiosis liquénica, se forman numerosos metabolitos secundarios (sustancias liquénicas) que solo aparecen en el liquen y no en sus componentes aislados. Estas sustancias son segregadas al exterior de las hifas, en forma de pequeños cristales, y proporcionan a muchos líquenes una coloración característica.

Tipos morfológicos y su resultado adaptativo

Los líquenes no son todos iguales, varían según la especie o el género en colores, tipos de sustratos donde se encuentran y en su morfología. El patrón morfológico está dado por el hongo. Así es como podemos hacer una clasificación simple según sean:

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Estructura de un liquen. Barnes, Biología; Capítulo 29. 6ª Ed. (Español)

  • Costrosos o crustáceos: (que tienen forma de costra) son aquellos líquenes que poseen la zona o córtex inferior, fuertemente adherida al sustrato y en todo o la mayoría de su superficie.

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Liquen costroso. Barnes, Biología; Capítulo 29. 6º Ed (Español).

  • Folioso: (que tienen forma de hoja) posee bordes extensos y ampliamente lobulados. Tienen una forma de hoja de papel mojada, en donde el córtex inferior está adherido solo en algunas partes al sustrato.

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Liquen foliáceo (con forma de hoja) creciendo en un árbol. Barnes, Biología; Capitulo 29. 6ª Ed.

  • Fruticoso o fruticuloso: son talos ramificados erguidos o pendientes con forma como de pequeños arbustillos muy largos. Su parte adherida está supeditada a unos pocos milímetros. En un corte transversal es posible que se visualice en la zona medular la capa algal y de manera concéntrica hacia fuera se disponen capas de hifas laxas y externamente capa de hifas compactas.

Estos tipos morfológicos se pueden ver separados o juntos en un mismo tronco de árbol aunque depende de la calidad de aire.

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Liquen soldado británico (Cladonia cristatella), un liquen fructicoso (“arbustivo”). Barnes, Biología; Capitulo 29. 6ª Ed.

Tipos de reproducción

Como hongos que son, la mayoría de los líquenes muestran los procesos de reproducción sexual y asexual propios de estos organismos. En la simbiosis liquénica el micobionte es el único que presenta en su ciclo de vida la reproducción sexual, quedando la del fotobionte casi siempre restringida a la asexual. El problema de reproducción del liquen viene dado por la necesidad del hongo de encontrar en el medio las células del fotobionte adecuado para establecer la simbiosis.

Debido a que pertenecen a dos reinos diferentes su reproducción y dispersión tiene características particulares: el hongo se reproduce asexualmente por medio de esporas o fragmentación del talo, el alga se reproduce por medio de gemación o fisión binaria.

La fase sexual está supeditada al micobionte desarrollando estructuras generalmente en forma de copa típico de Ascomicetes.

De esta manera deberá encontrar su componente fotosintético tempranamente o perecerá. Por el contrario el alga bajo condiciones óptimas puede vivir y desarrollarse libremente prescindiendo del hongo.

Reproducción asexual o vegetativa

Tanto el talo liquénico como unidad funcional, como el fotobionte y el micobionte se reproducen vegetativa o asexualmente. El talo liquénico se multiplica vegetativamente por fragmentación y por formación de propágulos específicos, de los que los tipos  más importantes son los denominados Soredios e isidios, constituidos por unas pocas células del fotobionte rodeadas de hifas fúngicas que, una vez difuminadas por el viento, originan nuevos talos.

El fotobionte puede reproducirse asexualmente y también el micobionte, este último es frecuente que forme picnidios (estructuras en forma urceolada, que aparecen en el interior del talo liquénico, con un ostiolo apical, (que contiene los conidios (hifas especiales) productores de esporas exógenas (picnidiósporas).

Reproducción sexual

En simbiosis liquénica el fotobionte solamente es capaz de reproducirse por vía vegetativa o asexual. En cambio, el micobionte puede experimentar reproducción sexual y desarrollar sus cuerpos fructíferos característicos, apotecios o peritecios, en cuyo interior se forman ascos con ascosporas. Las ascosporas son dispersadas por el viento(al destruirse el asco) y si germinan y tropiezan por casualidad con el fotobionte correspondiente, darán origen a un nuevo talo liquénico.

Líquenes como bioindicadores y como formadores de suelo

Los alrededor de 14000 especies conocidas de líquenes tienen una amplia distribución, desde los polos al ecuador, aunque solo constituyen la vegetación dominante en el 8% de la superficie terrestre. Son capaces de desarrollarse sobre tipo de sustratos inertes u orgánicos (minerales, hojas, caparazones de animales, etc.). Especialmente abundantes en los medios más extremos (desiertos, fríos y cálidos o altas montañas), donde las plantas vasculares tienen dificultades para desarrollarse, la mayor diversidad la alcanza en los trópicos, aunque no en las selvas. Sin embargo, son bastantes estenoicos (que tienen exigencias muy rigurosas y una tolerancia muy pequeña para un factor o varios que tienen que ver con el cultivo) y, por ello, excelentes bioindicadores de las condiciones ambientales.

Aunque los climas duros no representan un problema especial para los líquenes, los científicos han sabido por más de 140 años que éstos son extremadamente sensibles a la contaminación aérea. No tienen raíces, por lo que dependen de fuentes aéreas de nutrientes. Tampoco tienen cutícula, la capa encerada que protege a las plantas, y por lo tanto están completamente expuestos a los contaminantes presentes en el aire. A medida que absorben nutrientes, también absorben dichos contaminantes, los cuales se acumulan en sus tejidos. Además, la morfología de los líquenes no cambia con el paso de las estaciones, lo cual significa que los líquenes acumulan estas sustancias durante todo el año.

Debido a que responden tan claramente ante la presencia de contaminación y ante los cambios del ambiente, los líquenes son utilizados como indicadores biológicos. Varios estudios han mostrado que la abundancia y diversidad de líquenes disminuye a medida que aumenta el desarrollo urbano y la actividad industrial. El dióxido de azufre, en particular, está fuertemente asociado a disminuciones en las poblaciones de líquenes. Esta sustancia es un subproducto común durante la combustión de combustibles fósiles y al parecer, interrumpe la fotosíntesis y la transferencia de carbohidratos del alga (o cianobacteria) al hongo. El dióxido de azufre es además uno de los componentes principales de la lluvia ácida, la cual hace que la corteza de los árboles sea menos propicia para el crecimiento de los líquenes. A medida que aumenta la concentración de dióxido de azufre, disminuye la abundancia de líquenes. Sin embargo, las poblaciones de líquenes no desaparecen por completo.

Diferentes especies tienen diferentes niveles de tolerancia a los contaminantes. Algunas pueden sobrevivir en ambientes que están contaminados en forma severa, mientras que otros perecen si las condiciones no son originarias. Por lo tanto, estudios sencillos sobre la presencia o ausencia de un tipo particular de líquenes pueden permitir llevar a cabo una evaluación precisa y científicamente válida de la calidad general del aire en un sitio en particular.

La monitorización de la calidad de aire por medio de líquenes es un método sencillo y de bajo presupuesto. Esto no quiere decir que otros métodos más caros sean innecesarios, ya que si bien la biomonitorización nos puede suministrar información rápida fácilmente, no tendremos la concentración de contaminantes ni los picos de contaminación que éstos puedan tener durante el día.

En Mendoza, Según el Ingeniero Jorge Carbonari, no se han realizado ningún tipo de investigación con bioindicadores, pero sí en la provincia de San Luis, en la cual se tomaron 6 áreas en el centro de la ciudad y un área control en la ciudad de Juana Koslay, ubicada a 6 km al este. Y llegaron a la comprobación de que la ausencia casi total de líquenes en la ciudad de San Luis refleja la baja calidad del aire en el espacio urbano y la eficacia de los líquenes como bioindicadores de la contaminación aérea.

Líquenes y su utilización por el hombre

Muchas sustancias liquénicas tienen un interés farmacológico, bromatológico, industrial, etc. Algunas son capaces de producir reacciones alérgicas, como dermatitis de contacto y eczemas. En la actualidad, son importantes los líquenes en la industria de la perfumería de calidad y en la farmacéutica, que busca sobre todo moléculas orgánicas nuevas con propiedades antibacterianas, antivirales y anticancerígenas.

El uso medicinal se deriva de su efectividad en el tratamiento de catarros, gripes, hemorragias y hematomas. Pero más importantes son las propiedades antibióticas y antivirales de muchos compuestos liquénicos, principalmente del ácido úsnico, las cuales actúan de desacoplamiento de la fosfosrilacion oxidativa del metabolismo celular. Otros se están administrando como antiinflamatorios no esteroideos, ya que carecen de los efectos secundarios adversos de las cortisonas. La actividad antitumoral ha despertado el interés por los géneros Umbilicaria, Lobaria, Usnea y Sticta, en la lucha contra algunos tipos de cáncer.

Otro campo de la explotación de los líquenes, muy utilizado en otros tiempos, es el de los tintes naturales, dado que, al contrario de lo que sucede con los obtenidos de plantas, no necesitan mordiente; por tanto, no dañan las fibras naturales y además las protegen contra la acción de microorganismos e insectos, de modo que los tejidos no se apolillan y tardan mucho en degradarse. También algunos líquenes se han utilizado como potentes venenos cuyos efectos eran rápidos y energéticos. Y también son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico introduciéndolo en el ecosistema, en muchos casos de los cuales es la principal vía de adquisición de este nutriente.

Las Micorrizas

Las micorrizas o raíces fúngicas, son otro tipo de simbiosis que forman los hongos. Se establecen entre las raíces de las plantas, principalmente arbustivas o arbóreas y ciertos hongos del suelo. En esta simbiosis, las hifas del hongo se introducen en los tejidos radicales de la planta. Es una de las simbiosis más frecuentes que se pueden encontrar en la mayor parte de los hábitats, salvo en aquellos más húmedos o ricos en nutrientes; las raíces micorrizadas son muy eficaces en la captación de agua y nutrientes que aquellas que no están. Los hongos que forman estas simbiosis son Ascomycetes, Basidiomycetes y Zygomycetes, y éntrelas plantas casi todas son capaces de ser micorrizadas excepto las de algunas familias como crucíferas, cariofiláceas, juncáceas o ciperáceas.

En una micorriza, el hongo obtiene nutrientes de la planta, mientras que ella incrementa , gracias al micelio del hongo, su superficie y biomasa radical, la posibilidad de aumentar la captación de agua; el hongo elabora sustancias como el etileno que para la planta es una hormona y regula su crecimiento, a la vez que la protege contra parásitos y mejora la estructura del agua; participa también la absorción de minerales como nitrógeno, fosforo, potasio, cobre y otros, que se traspasa a la planta por sus hifas.

Desde la primera descripción  de una micorriza, hecha por FRANK en 1885, se distinguen, basándose en diferencias morfológicas y anatómicas y sobre la base de los taxones de plantas y de hongos implicados, siete tipos de micorrizas diferentes, aunque haciendo una simplificación podemos englobar estos siete tipos en tres grandes grupos: endomicorrizas, ectomicorrizas y ectendomicorrizas. Algunas especies de hongos pueden formar diferentes  tipos de micorrizas según la planta con la que se encuentren asociados, y algunas especies vegetales pueden formar micorrizas distintas dependiendo del tipo de hongo simbionte.

Principales tipos de micorrizas.

Existen varios tipos de micorrizas, se diferencian según el tipo de relaciones y estructura establecidas entre las hifas del hongo y las células de la planta:

Ectomicorrizas o micorrizas ectotróficas: el micelio del hongo no se introduce en las células de la raíz, sino que forma una especie de envoltura a su alrededor llamada manto, desde el cual crecen al exterior, penetrando en el suelo, y hacia el interior, entre las células de la corteza de la raíz, formando una especie de red llamada red de Hartig. El micelio externo del hongo tabicado, mientras que el interno es cenocítico. Son micorrizas creadas por Basidiomycetes, pertenecientes por ejemplo a las Agaricáceas o Boletáceas, por Ascomycetes o también Zygomycetes, siendo características de familias de plantas como Fagáceas, Salicáceas y Pináceas.

Endomicorrizas o micorrizas endotróficas: son el tipo más común de micorrizas, ya que aparecen en el casi el 90% de las plantas vasculares, sobre todo en plantas herbáceas, muchas de interés agrícolas, en arboles frutales y arbustos aromáticos. Están producidas por un Zygomycete que se desarrolla en un mayor grado en la propia raíz de la planta al no formar el manto exterior típico de las anteriores. Las hifas no desarrollan una red de Hartig en el exterior, pero en el interior se introducen dentro de las células de la planta formando arbúsculos y vesículas, por lo que también se conocen como micorrizas vesículo-arbusculares. Este tipo de micorrizas es capaz de movilizar mayor cantidad de fosfatos del suelo.

Micorrizas ericoides: son micorrizas asociadas a brezos y plantas afines (Ericáceas y Empetráceas principalmente). El hongo es un Ascomycete o Basidiomycete, que forman, dependiendo de la planta un manto o rudimiento del mismo, formando o no la red de Hartig. Esta simbiosis permite a los brezos colonizar suelos ácidos y pobres en nutrientes, facilitando la absorción por la planta de nitrógeno y fosfato y aumentando su tolerancia a los metales pesados.

Micorrizas orquioides: Son las micorrizas que se forman en las orquídeas cuando ésta es una semilla, con pocas reservas, por lo que para germinar necesita la presencia de un hongo que le aporte nutrientes hasta que la planta sea capaz de fotosintetizar, si bien la asociación no se rompe en ese momento. El hongo es por lo general un Basidiomycetes.

Tipos de micorrizas

Su función de las micorrizas en el ecosistema

Las micorrizas cumplen una función esencial en el ecosistema terrestre, desempeñando funciones esenciales para la salud de muchas plantas y cultivos. Y es que la función del hongo es colonizar biotróficamente la corteza de una raíz determinada, sin causarle daño alguno, sino que se integra llegando a formar parte de ella. A su vez, el hongo también coloniza el suelo que rodea la raíz mediante su micelio externo, de manera que ayuda al huésped a adquirir nutrientes minerales y agua. Por su parte, la planta proporciona al hongo compuestos carbonados que proceden de la fotosíntesis. Por este motivo, las micorrizas desarrollan un papel fundamental en el desarrollo y mantenimiento de muchos ecosistemas, por lo que se pueden encontrar en todos los suelos y en todos los climas terrestres. Debido a la función que ejercen las micorrizas, como protectoras de los cultivos, es posible reducir los fertilizantes y los fitofármacos en aquellas plantas que las posean.

Otra función de gran importancia de las micorrizas es la ayuda al establecimiento y protección de aquellas plantas que se encuentra en suelos poco productivos, como los afectados por la desertificación, la contaminación por metales pesados o la salinización. Así, proporciona numerosos beneficios a los cultivos y permite obtener alimentos sanos. De este modo, las micorrizas arbusculares permiten frenar la erosión del terreno y la desertificación, sobre todo, en los ecosistemas del mediterráneo.

Por su parte, en suelos afectados por los efectos negativos de los metales pesados (Zn, Cu, K, Mg, Ca), se ha comprobado que las plantas micorrizadas poseen mayor resistencia, gracias a la capacidad que obtiene para inmovilizar los metales en la raíz, impidiendo que éstos pasen a la parte aérea de la planta. Por último, en cuanto a la salinización hay que señalar que en la actualidad se están llevando a cabo estudios que indicarán que tipo de hongos son más apropiados para este factor.

¿Cómo puedo preparar una micorriza?

Durante mi investigación estuve averiguando si era posible realizar de manera casera una micorriza. Los datos que fui encontrando fueron que se pueden obtener de diversas formas. Una de esas formas es mediante un producto llamado “Mycoplant” el cual no contiene ningún fertilizante para la planta, sino es un producto a base de hongos, las endomicorrizas, que van a crear una simbiosis en las raíces y contribuir a un mejor desarrollo de la planta. Y ofrece a las plantas el mejor comienzo posible ayudando al vegetal durante su periodo crítico.

Este producto puede ser utilizado en cultivos como viñas, arboles frutales, horticolas, flores, céspedes y para reforestación. Su funcionamiento consiste en instalar el hongo micorriza en las raíces y desarrollar sus filamentos en el suelo. La planta utiliza el hongo para regular su alimentación en minerales, en oligo-elementos y en agua. Las proporciones que se utilizan varían: en un árbol se coloca 1g y en una hectárea de césped entre 4 y 5 kg.

Los beneficios que Mycoplant provee son:

  • Las micorrizas mejoran y equilibran la nutrición mineral.
  • Las raíces micorrizadas explotan óptimamente los recursos en agua de suelos, permitiendo luchar contra el estrés hídrico y la sequía.
  • La actividad biológica y microbiológica del suelo se ve favorecida por las micorrizas.
  • La red micélica de las micorrizas mejora tanto la constitución de los agregados como la estructura del suelo.
  • Otra de las opciones que encontré para realizar micorrizas es la siguiente:
  • Cortar un trozo de raíz y ponerlo en agua con hipoclorito sódico (lavandina) al 3% durante 10 minutos. Esto esterilizará el exterior de la planta. Se sigue con 3 lavados, cada uno de diez minutos en agua estéril. La raíz se siembra en un medio de cultivo LB o YPD o específico para hongos.
  • A la semana, del interior del trozo de raíz saldrá un micelio que en teoría es el hongo micorriza. Se toma un poco de micelio y se siembra en un medio selectivo, como el extracto de malta.

También encontré que estas opciones son muy utilizadas para el cultivo casero de marihuana, ya que le da grandes beneficios a la planta y aumenta su productividad.

 

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