EL MUNDO VIVO

Unidad Cuatro. La evolución y la diversidad de la vida

18. Los hongos invaden la tierra

18.9. Funciones ecológicas de los hongos

Descomponedores

Los hongos, junto con las bacterias, son los principales descomponedores de la biosfera. Descomponen los materiales orgánicos y devuelven a la circulación del ecosistema las sustancias que habían quedado encerradas en esas moléculas. Los hongos son prácticamente los únicos organismos capaces de descomponer la lignina, uno de los principales componentes de la madera. Al descomponer esas sustancias, los hongos ponen a disposición de otros organismos el carbono, el nitrógeno y el fósforo de los cuerpos de los organismos muertos.

Al descomponer la materia orgánica, algunos hongos atacan a las plantas y animales vivos como fuente de moléculas orgánicas, mientras que otros atacan a los muertos. Los hongos suelen actuar como organismos causantes de enfermedades tanto para los animales como para las plantas. El hongo Armillaria, mostrado en la figura 18.12, está infectando un rodal de coníferas. El hongo se origina en el centro del área indicada por los círculos y crece hacia el exterior. Los hongos son responsables de miles de millones de dólares en pérdidas agrícolas cada año.

Figura 18.12. El organismo más grande del mundo?

Armillaria, un hongo patógeno que se muestra aquí afectando a tres regiones discretas de bosque de coníferas en Montana, crece desde un foco central como un solo clon. La gran mancha en la parte inferior de la imagen es de casi 8 hectáreas.

Usos comerciales

El mismo metabolismo agresivo que hace que los hongos sean ecológicamente importantes se ha puesto en uso comercial de muchas maneras. La fabricación de pan y cerveza depende de las actividades bioquímicas de las levaduras, hongos unicelulares que producen abundantes cantidades de etanol y dióxido de carbono. El queso y el vino consiguen sus delicados sabores gracias a los procesos metabólicos de ciertos hongos. Vastas industrias dependen de la fabricación bioquímica de sustancias orgánicas, como el ácido cítrico, por parte de los hongos en cultivo. Muchos antibióticos, incluida la penicilina, se derivan de los hongos.

Hongos comestibles y venenosos

Muchos tipos de hongos ascomicetos y basidiomicetos son comestibles (figura 18.13a, b). Se cultivan comercialmente y también pueden recogerse en la naturaleza. El basidiomiceto Agaricus bisporus crece en la naturaleza, pero también es uno de los hongos más cultivados del mundo. Conocido como «seta botón» cuando es pequeña, también se vende como seta portobello cuando es más grande. Otros ejemplos de hongos comestibles son el rebozuelo amarillo (Cantharellus cibarius), las colmenillas (véase la figura 18.7b) y el shiitake (Lentinula edodes). Hay que tener mucho cuidado al seleccionar las setas para su consumo, ya que muchas especies son venenosas debido a las toxinas que contienen. Las setas venenosas (figura 18.13c) provocan una serie de síntomas, desde ligeras reacciones alérgicas y digestivas, hasta alucinaciones, fallos orgánicos y la muerte.

Figura 18.13. Setas comestibles y venenosas.

Las setas comestibles incluyen (a) las setas de botón (Agaricus bisporus) y (b) los rebozuelos amarillos (Cantharellus cibarius). Las setas venenosas incluyen (c) Amanita muscaria.

Asociaciones fúngicas

Los hongos participan en una variedad de asociaciones íntimas con algas y plantas que desempeñan papeles muy importantes en el mundo biológico. Estas asociaciones suelen implicar un intercambio de capacidades entre un heterótrofo (el hongo) y un fotosintetizador (el alga o la planta). El hongo aporta la capacidad de absorber minerales y otros nutrientes del entorno de forma muy eficiente; el fotosintetizador aporta la capacidad de utilizar la luz solar para impulsar la construcción de moléculas orgánicas. Solo, el hongo no tiene ninguna fuente de alimento, el fotosintetizador ninguna fuente de nutrientes. Juntos, cada uno tiene acceso tanto a los alimentos como a los nutrientes, una asociación en la que ambos participantes se benefician.

Micorrizas. Las asociaciones entre los hongos y las raíces de las plantas se denominan micorrizas (en griego myco, hongo, y rhizos, raíces). Las raíces de aproximadamente el 80% de todos los tipos de plantas participan en este tipo de asociaciones. De hecho, se calcula que los hongos representan hasta el 15% del peso total de las raíces de las plantas del mundo. La figura 18.14 muestra lo extensa que puede ser esta relación. Las raíces de la izquierda son raíces de pinos no asociadas a hongos. Las raíces del centro y de la derecha presentan micorrizas. Se puede ver cómo las micorrizas aumentan enormemente la superficie de la raíz. En una micorriza, los filamentos del hongo actúan como pelos radiculares supereficientes, proyectándose desde la epidermis, o capa celular más externa, de las porciones terminales de la raíz. Los filamentos del hongo ayudan a la transferencia directa de fósforo y otros minerales del suelo a las raíces de la planta, mientras que la planta suministra carbono orgánico al hongo simbiótico.

Figura 18.14. Micorrizas en las raíces de los pinos.

De izquierda a derecha están las raíces de los pinos no asociadas a un hongo, las micorrizas blancas formadas por Rhizopogon, y las micorrizas amarillas-marrones formadas por Pisolithus.

Las primeras plantas fósiles suelen tener raíces micorrizadas, que se cree que jugaron un papel importante en la invasión de la tierra por las plantas. Los suelos de aquella época carecían por completo de materia orgánica, y las plantas micorrizadas tienen especial éxito en esos suelos infértiles. Las plantas vasculares más primitivas que sobreviven en la actualidad siguen dependiendo en gran medida de las micorrizas.

Licenos Un liquen es una asociación entre un hongo y un socio fotosintético. Los ascomicetos son los socios fúngicos en todas las 15.000 especies diferentes de líquenes que se han caracterizado, excepto en 20. La mayor parte del cuerpo visible de un liquen consiste en su hongo, pero entre las capas de hifas dentro del hongo hay cianobacterias, algas verdes, o a veces ambas. Las capas translúcidas de las hifas reciben suficiente luz para hacer la fotosíntesis. Las hifas fúngicas especializadas envuelven y a veces penetran en las células fotosintéticas, sirviendo de autopistas para recoger y transferir al cuerpo fúngico los azúcares y otras moléculas orgánicas fabricadas por las células fotosintéticas. El hongo transmite señales bioquímicas especiales que dirigen a las cianobacterias o algas verdes para que produzcan sustancias metabólicas que no producirían si crecieran independientemente del hongo. De hecho, el hongo no es capaz de crecer o sobrevivir sin su socio fotosintético. Muchos biólogos caracterizan esta particular relación simbiótica como una relación de esclavitud más que de cooperación, un parasitismo controlado del organismo fotosintético por parte del huésped fúngico.

La construcción duradera del hongo, combinada con las capacidades fotosintéticas de su socio, ha permitido a los líquenes invadir los hábitats más duros, desde las cimas de las montañas hasta las caras de las rocas secas y desnudas del desierto. La sustancia naranja que crece en las rocas de la figura 18.15 es un liquen. En estas zonas tan duras y expuestas, los líquenes suelen ser los primeros colonos, rompiendo las rocas y preparando el terreno para la invasión de otros organismos.

Figura 18.15. Líquenes creciendo en una roca.

Los líquenes son extremadamente sensibles a los contaminantes de la atmósfera porque absorben fácilmente las sustancias disueltas en la lluvia y el rocío. Por ello, los líquenes suelen estar ausentes en las ciudades y sus alrededores: son muy sensibles al dióxido de azufre producido por el tráfico de automóviles y la actividad industrial. Tales contaminantes destruyen sus moléculas de clorofila y, por lo tanto, disminuyen la fotosíntesis y alteran el equilibrio fisiológico entre los hongos y las algas o cianobacterias.

Resultado clave de aprendizaje 18.9. Los hongos son descomponedores clave y desempeñan muchas otras funciones ecológicas y comerciales importantes. Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre hongos y raíces de plantas. Los líquenes son asociaciones simbióticas entre un hongo y un socio fotosintético (una cianobacteria o un alga).

Investigación &Análisis

¿Los quítridos están matando a las ranas?

Como ha aprendido anteriormente en este capítulo, se cree que los hongos quítridos están desempeñando un papel importante en una ola mundial de extinción de anfibios, que se discute con mucho más detalle en el capítulo 38 (página 799). La concienciación sobre el posible papel de los quítridos comenzó en Queensland (la parte noreste de Australia) en 1993, cuando se informó de una mortandad masiva de ranas. Todos los tipos de ranas parecían estar afectados, y poblaciones enteras fueron aniquiladas. En los bosques tropicales del norte de Queensland, las poblaciones de la rana de torrente de nariz afilada (Taudactylus acutirostris) se vieron tan afectadas que estaban en peligro de extinción. Se crearon colonias en cautividad en la Universidad James Cook y en los zoológicos de Melbourne y Taronga en un intento de preservar la especie. Por desgracia, la preservación de la especie fracasó. Todas las ranas de las colonias murieron.

¿Qué estaba matando a las ranas? La respuesta a esta pregunta llegó en 1998, cuando los investigadores examinaron el epitelio (piel) de las ranas enfermas bajo el microscopio electrónico de barrido y vieron lo que se puede ver en las fotomicrografías de la derecha. El epitelio de las ranas moribundas, que normalmente es una superficie relativamente lisa, estaba rugoso, con cuerpos esféricos que sobresalían de la superficie.

Estas protuberancias son zoosporangios, estructuras reproductivas asexuales de un hongo quítrido. Una de ellas se muestra de cerca (recuadro). Cada zoosporangio es aproximadamente esférico, con uno o más tubos pequeños que sobresalen. En cada zoosporangio se desarrollan millones de pequeñas zoosporas. Cuando el tapón que bloquea la punta de un tubo desaparece, las esporas se descargan en la superficie de las células cutáneas adyacentes o en el agua, donde sus flagelos les permiten nadar hasta encontrar otro huésped. Cuando una de las zoosporas entra en contacto con la piel de otra rana, se adhiere y forma un nuevo zoosporangio en la capa subsuperficial de la piel, renovando el ciclo de infección.

El estudio de los quítridos infectantes reveló que eran miembros de la especie Batrachochytrium dendrobatidis. Esto fue inesperado. Los quítridos suelen encontrarse en el agua y en el suelo, y aunque se sabe que hay varios tipos que infectan a las plantas y a los insectos, nunca se había sabido que un quítrido infectara a un vertebrado.

Estos resultados iniciales de la micrografía electrónica de barrido parecían ser un argumento bastante convincente de que los quítridos habían causado la muerte masiva de ranas en Queensland. Sin embargo, para aportar pruebas más directas, se llevaron a cabo una serie de experimentos en los que se evaluó directamente la capacidad del hongo quitridio para matar a las ranas.

En uno de estos experimentos, típico de muchos, algunas ranas del género Dendrobates fueron expuestas a los quitridios y otras no. Después de tres semanas, se examinaron todas las ranas en busca de piel desprendida, un signo clínico de la enfermedad que mata a las ranas. Los resultados se ven en los gráficos circulares de arriba.

1. Aplicación de conceptos. En este estudio, ¿hay una variable dependiente? Si es así, ¿cuál es?

2. Interpretación de los datos. ¿Cuál es la incidencia de la enfermedad en las ranas no expuestas? ¿En las ranas expuestas?

3. Hacer inferencias. ¿Existe alguna asociación entre la exposición al quítrido B. dendrobatidis y el desarrollo de la infección cutánea que es un signo clínico de enfermedad mortal en las ranas?

4. Sacar conclusiones. ¿Cuál es el impacto de la exposición a los quítridos sobre la probabilidad de desarrollar la enfermedad que mata a las ranas?

5. Análisis adicional

a. Muchos tipos de ranas y salamandras están muriendo en todo el mundo. ¿Sugiere este experimento una forma de determinar cuán general es la susceptibilidad de los anfibios a la infección por quítridos?

b. Aunque se han producido algunas muertes de ranas en el pasado, ninguna ha sido tan grave. ¿Cree que B. dendrobatidis es una nueva especie, o cree que los cambios ambientales, como el calentamiento global o el aumento de la radiación ultravioleta resultante del agotamiento del ozono, podrían ser la causa? Discuta.

Compruebe su comprensión

1. La característica más importante de los organismos multicelulares complejos es

a. la comunicación intercelular.

b. el desarrollo celular.

c. la especialización celular.

d. reproducción celular.

2. ¿Cuál de las siguientes no es una característica del reino de los hongos?

a. heterótrofos

b. paredes celulares de celulosa

c. mitosis nuclear

d. espermatozoides no móviles

3. El cuerpo principal de un hongo es la

a. hifa.

b. septo.

c. hongo.

d. micelio.

4. Los hongos se reproducen

a. tanto sexual como asexualmente.

b. sólo sexualmente.

c. sólo asexualmente.

d. por fragmentación.

5. Las colmenas y las trufas pertenecen al filo de los hongos

a. Zygomycota.

b. Ascomycota.

c. Basidiomycota.

d. Chytridiomycota.

6. Los zigomicetos se diferencian de otros hongos porque no producen

a. micelio.

b. cuerpos fructíferos.

c. un heterocario.

d. un esporangio.

7. Los ascomicetos forman esporas reproductoras en

a. un saco especial llamado ascus.

b. branquias en el basidiocarpo.

c. esporangióforos.

d. el micelio.

8. La meiosis en los basidiomicetos ocurre en las

a. hifas.

b. basidios.

c. micelio.

d. basidiocarpo.

9. Los líquenes son asociaciones mutualistas entre

a. plantas y hongos.

b. algas y hongos.

c. termitas y hongos.

d. corales y hongos.

10. Las micorrizas ayudan a las plantas a obtener

a. agua.

b. oxígeno.

c. dióxido de carbono.

d. minerales.

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