IDENTIFICACION MORFOLÓGICA DE LOS HONGOS (INFORME)

2004

0. INTRODUCCIÓN

Los hongos no son plantas ni animales, aunque se parezcan en algunas de sus características tanto a las unas como a los otros. A las plantas, por ser organismos sedentarios que se encuentran fijos a un sustrato y, mientras están vivos, no cesan de crecer. A los animales, pues, aunque las células de los hongos poseen pared como las de las plantas, las paredes celulares fúngicas son ricas en quitina, la misma sustancia que hace duro el esqueleto externo de los insectos. En realidad, los organismos que conocemos como hongos tienen diferentes orígenes, en el árbol de la vida, razón por la cual se distribuyen en tres distintos reinos. La mayoría, los más familiares y reconocibles, conforman el reino de los hongos verdaderos (Fungi o Eumycota). Otros se ubican en el mismo reino de las amebas, el llamado Protozoa, como es el caso de los hongos mucilaginosos; y otros más, entre los que se cuentan ciertos mohos acuáticos que parasitan peces, comparten un tercer reino, el denominado Chromista, con las diatomeas, esas particulares algas microscópicas de curiosa simetría. Se estima que existe mas de un millón de especies de hongos en el planeta, pero tan solo unas 70,000 de ellas han sido descritas por los especialistas, lo cual hace evidente la necesidad de contar con más científicos (micólogos) que estudien estos organismos. Mientras tanto, muchas especies de hongos se han extinguido y otras se encuentran amenazadas en todo el mundo. Esto es particularmente cierto en países tropicales ricos en diversidad biológica como Colombia. Los hongos tienen distintos hábitos de vida. Los hongos saprófitos, es decir descomponedores de materia orgánica, cumplen una función ecológica de la mayor relevancia pues garantizan el reciclaje de la materia muerta y, por lo tanto, la recirculación de sustancias nutritivas en los ecosistemas. Los hongos parásitos, que viven sobre o dentro de otros seres vivos, obtienen su alimento de éstos y llegan a producir enfermedad en su hospedero. Los hongos simbiontes que se asocian de manera mutualista con otros organismos constituyen alianzas vivas de beneficio mutuo como por ejemplo los líquenes (asociación de hongo y alga) y las micorrizas (asociación

de hongo y raíz de una planta), simbiosis estas de gran importancia en la naturaleza en procesos de colonización de hábitats y de circulación de nutrientes. Desde la perspectiva económica, los hongos ofrecen múltiples servicios, pues se utilizan como alimentos, levaduras de la masa de pan, fermentadores en la producción de vino y cerveza, en la maduración de quesos y en el control biológico de plagas agrícolas. Además, como fuentes de sustancias que por su actividad biológica pueden ser de enorme utilidad en medicina y en la bioindustria y como agentes para estimular el desarrollo de las plantas (hongos formadores de micorriza). Sin embargo, también son dañinos cuando actúan como parásitos de plantas y animales o cuando estropean estructuras de madera, alimentos almacenados, libros y hasta obras de arte, amén de ser peligrosos si, por desconocimiento, se consumen aquellos que tienen principios tóxicos o alucinógenos

1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVOS GENERALES  Identificar morfológicamente hongos a partir de muestras de laboratorio. 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Identificar estructuras de los mohos mediante un montaje con azul de lactofenol.  Observar las características microscópicas de los mohos y levaduras.

2. TEORÍA RELACIONADA

El reino biológico de los fungi (hongos) está compuesto por aproximadamente 50.000 especies caracterizadas por marcadas diferencias en la estructura, la fisiología y la forma de reproducción. Menos de 300 especies de hongos han sido implicadas directamente como agentes causales de enfermedades humanas o animales y menos de una docena de estas especies causan alrededor del 90% de todas las micosis. Sin embargo, las infecciones causadas por hongos poco habituales a menudo son difíciles de identificar y manejar. El estudio de los hongos se denomina micología, que deriva de la palabra griega micos, que quiere decir hongos. Dado que todos los hongos son microorganismos eucarióticos, cada célula micótica tiene por lo menos un núcleo y membrana nuclear, retículo endoplasmático y mitocondrias. Los hongos sintetizan lisina a partir de ácido α-aminoadípico. Las células micóticas se parecen a las de las plantas y los animales superiores y son microorganismos bastantes avanzados. La mayor parte de las células micóticas poseen una pared celular rígida y muchas especies producen células flageladas móviles. Algunos de los hongos superiores presentan una diferenciación mas

que rudimentaria en tejidos

y estructuras

especializadas. A diferencia de los miembros del reino vegetal, los hongos carecen de la propiedad de la fotosíntesis. Los hábitats naturales de muchos hongos son el agua, los suelos y los restos orgánicos en descomposición. Casi todos los hongos son aerobios obligados o facultativos. Son microorganismos quimiotrópicos y obtienen sus nutrientes de sustancias químicas halladas en la naturaleza. Los hongos sobreviven por medio de la secreción de enzimas que degradan una amplia variedad de sustratos orgánicos a nutrientes solubles, que luego son absorbidos de forma pasiva o captados hacia la células por medio de sistema de transporte activos.

2.1 MORFOLOGÍA 2.1.1

Formas de proliferación

a. Levaduras Los hongos proliferan en dos formas morfológicas básicas, como levaduras o como mohos. La morfología de las levaduras refleja la proliferación unicelulares de los hongos. Las levaduras en general son células esféricas a elipsoides cuy diámetro varia de 3 a15μm. Si bien unas pocas se dividen por fisión binaria, casi todas las levaduras se reproducen

por brotación, la cual también puede denominarse formación de

blastoconidios. El proceso de brotación es iniciado por la lisis localizada de la pared celular en un punto específico. La presión interna en esta área de la pared celular se abombe hacia fuera. Esta parte tumefacta aumenta de tamaño, el núcleo se divide por mitosis y un núcleo hijo migra hacia el brote neoformado. El brote naciente puede continuar aumentando de tamaño. La pared celular crece en el punto estrechado de adherencia. Finalmente el brote se separa de la célula madre y el ciclo de multiplicación está determinado y listo para repetirse. Las levaduras conservan una cicatriz característica sobre la pared celular donde alguna vez estuvo adherido un brote. En su forma típica algunas especies de levaduras producen múltiples brotes antes de que ocurra el desprendimiento. Si los brotes no se separan, se forma cadenas de levaduras esféricas. Algunas especies producen brotes que de manera característica no se desprenden y se vuelven largos; la continuación del proceso de brotación produce una cadena de células elongadas que se parecen a las hifas y que se denominan seudohifas. Las células que componen un conjunto de seudohifas tienen una constricción característica e el sitio donde se adhiere entre sí. Después de la proliferación en un medio con agar durante 1 a 3 días las levaduras producen colonias pálidas y opacas y en general alcanzan un diámetro de 0,5 a3mm. Unas pocas especies tienen pigmentos característicos, pero la mayoria de color crema. En cuanto a la morfología microscópica y de las colonias, la mayor parte de las especies de levadura se diferencian muy poco y son necesarias pruebas fisiológicas para reconocer las distintas especies.

b. Mohos La forma de moho de proliferación se refiere a la producción de colonias filamentosas multicelulares. Estas colonias consisten básicamente en túbulos cilíndricos ramificados cuyo diámetro varia de 2 a 10μm y se denominan hifas. El ancho de la hifa de una especie dada permanece relativamente constante durante la proliferación. El crecimiento de las hifas se produce por elongación apical (es decir, por extensión de la longitud desde el extremo del filamento o hifa). Los extremos de la hifa contienen vesículas rodeadas por membranas densamente envueltas, muchas de las cuales se fusionan con la membrana celular durante la proliferación activa en la forma de moho se denomina micelio. Algunas hifas están divididas en células por tabiques, que típicamente se forman con intervalos regulares durante la proliferación filamentosa. Otras especies de mohos están compuestas por hifas no tabicadas o escasamente tabicadas. Dado que los tabiques de las hifas están perforados, la continuidad citoplasmática se mantiene tanto en los micelios no tabicados como en los tabicados. Los mohos tienden a proliferar muy bien en la superficie de los sus tratos naturales o los medios de laboratorio. En estas situaciones las hifas que penetran en el medio de sostén y absorben los nutrientes se denominan hifas vegetativas o de sustratos. Estas hifas también sirven para anclar el micelio a su sustrato natural o al medio de laboratorio con agar. Otros filamentos de las hifas se proyectan por encima de la superficie del micelio hacia el aire y este micelio aéreo en general posee las estructuras reproductoras del hongo. Los mohos habitualmente se identifican por la observación de su morfología. El examen macroscópico de un moho debe incluir la observación de características como la velocidad de proliferación, la topografía (p. Ej., lisa, verrugosa), la textura de la superficie (p. Ej., aterciopelada, algodonosa, pulverulenta) y la pigmentación (en el anverso, en el reverso o difusible hacia el medio). En el examen microscópico los tipos de esporas u otras estructuras reproductoras (pigmento, tamaño, forma, medio de adherencia) y su ontogenia son característicos de cada especie. c. Dimorfismo Muchas especies de hongos proliferan solo como levaduras o mohos, pero algunas especies son dimórficas y capaces de proliferaren mas de una forma en diferentes condiciones ambientales. Algunos de los hongos patógenos

presentan dimorfismo

térmico: crecen como levaduras a 37ºC y como mohos a temperaturas mas bajas, como por ejemplo 25 o 30ºC. La morfogénesis de otros hongos dimórficos está regulada por ciertos nutrientes, la presencia de dióxido de carbono, la densidad celular, la edad del cultivo o combinaciones de estos factores. 2.1.2

Estructura subcelular

La fina estructura de todos los hongos incluye una pared celular única, una membrana celular y el citoplasma que contiene el retículo endoplasmático, los núcleos, los nucleolos , las vacuolas de deposito, las mitocondrias y otras organelas. a. Cápsula algunos hongos producen una cobertura externa de mucus o una cápsula mas compacta. La cápsula o capa de mucus está compuesta de forma predominante por polisacáridos amorfos que pueden ser mucilaginoso y provocar que las células se adhieran entre sí. La cantidad, la composición química, la antigenicidad y propiedades físicas como

la

viscosidad y la solubilidad de polisacáridos capsulares de las diferentes especies varían. La cápsula no parece afectar la permeabilidad u otras funciones de la pared y la membrana celulares. Sin embargo, debido a su naturaleza gelatinosa, el material de la cápsula puede influir en la proliferación del hongo al impedir la disociación de los brotes de las levaduras o las dispersión de las levaduras en el aire o el agua. b. Pared celular la pared celular es un componente esencial y constituye aproximadamente del 15 al 30% del peso seco de un hongo. La pared celular proporciona rigidez y fuerza y protege a la membrana celular del shock osmótico. Determina la forma de cualquier hongo, el proceso de la morfogénesis micótica involucra cambios en la pared celular. en general esta es mas gruesa en las levaduras que en los mohos, en ambos casos es una estructura con múltiples capas que es altamente retráctil con el microscopio óptico. El 80% o mas de la pared celular consiste en hidratos de carbono. Quizás el 10% de la pared celular micótica consiste en proteínas y glicoproteínas. Estas proteínas incluyen enzimas involucradas en el crecimiento de la pared, ciertas enzimas extracelulares y las

proteínas estructurales que unen de forma cruzada las cadenas de polisacáridos. La concentración de las proteínas de la pared es mas alta cerca de la membrana celular. los enlaces disulfuros son más prevalentes en la pared de las hifas que en la pared de las levaduras. Dos funciones de la pared celular muy útiles son el reactivo de ácido peryorico Schiff y la tinción con metianina de plata. Estas son verdaderas tinciones de la pared; no tiñen e contenido interno ni el material capsular. El blanco de calcoflúor es una tinción fluorescente muy sensible que se une con la celulosa y la quitina. Los hongos pueden ser fácilmente reconocidos en las muestras de tejidos o líquidos. La tinción de gram en general no se aplica a los hongos porque no ayuda a su identificación y puede oscurecer estructuras internas. Sin embargo, la tinción de gram es útil para el examen de frotis en busca de especies del genero Candida y bacterias. c. Membrana celular los hongos tienen una membrana en dos capas con una estructura y una composición similares a las de las membranas celulares de los eucariotas superiores. Protege al citoplasma, regula la captación y la secreción de solutos y facilita la síntesis del material de la pared celular y la cápsula. Contiene diversos fosfolípidos y su cantidad relativa varia con las diferentes especies. La membrana celular micótica contiene esteroles, los esteroles son esenciales para la viabilidad de casi todos los hongos. Los principales esteroles micóticos son el ergosterol y el cimosterol. d. Contenido citoplasmático las células micóticas, tanto las levaduras como los mohos, a menudo contienen varios núcleos. Todas las hifas pueden considerarse multinucleares, ya que la continuidad citoplasmática se mantiene. Los filamentos de las hifas con tabiques tienen poros, que pueden ser perforaciones simples o dispositivos complejos. Los poros de los tabiques de los hongos superiores son capaces de abrirse y cerrarse para permitir el flujo del contenido citoplasmático a través de las hifas y la migración regulada de las organelas incluidos los núcleos, entre las células.

Las mitocondrias de los hongos se asemejan a las de las células vegetales y animales. El numero de mitocondrias por cada célula varia de forma considerables y se correlaciona con el nivel de actividad respiratoria. La germinación de las esporas se acompaña de un aumento de la actividad respiratoria. En diversas especies la germinación se ha correlacionado con el aumento de consumo de energía, un mayor numero de mitocondrias y relaciones mas altas entre el DNA mitocondrial y el DNA celular. Las células de muchas especies de hongos tienen vacuolas características que son organelas complejas. Las vacuolas pueden contener una variedad de enzimas hidrolíticas. Sirven para almacenar iones y metabolitos, como aminoácidos, polifosfatos y otros compuestos. Se han caracterizado muy bien el aparato excretor y los mecanismos de transporte de las levaduras. También se han descrito plásmidos, virus que son principalmente virus de RNA bicatenario y otros sistemas genéticos extracromosómicos.

3. PROCEDIMIENTO 3.1 Montaje en fresco con azul de lactofenol Portaobjetos Azul de lactofenol Colocar muestra Mezclar Cubrir Observar al microscopio Tomar varias muestras. Observar 3.2 Identificación macroscópica

mohos y levadura características macroscópicas

hasta disgregar

4. RESULTADOS E INTERPRETACIÓN 4.1 Montaje en fresco con azul de lactofenol . Se tomaron varias muestras de diferentes cajas petri, observándose las siguientes estructuras:

Fig. 1-1. Se observaron hifas septadas polinucleadas.

Fig. 1-2. Se observaron hifas cenocíticas.

Fig. 1-3. Se observaron esporas

Fig. 1-4. Se observaron esporangiosporas.

4.2 Identificación macroscópica.

Se tomaron varias cajas petri que contenían levaduras y mohos, de los cuales se observó lo siguiente: Fig. 2-1. Levaduras. Las levaduras existentes en el medio producen colonias esféricas, pálidas y opacas de color amarillo y crema, de aspecto gelatinoso y de mayor tamaño que las bacterias.

Fig. 2-2. Mohos. Los mohos existentes en el medio se observaron de dos formas: la primera como un aspecto algodonoso, blanco y filamentoso. También de color verde formando islotes, pulvurientos, poco compacto.

Fig. 2-2. Mohos. Los mohos son blancos esponjosos con esporas de color negro, micelio elevado poco compacto, otros presentaban forma algodonosa blanca formando islotes, muy compacto.

Fig. 2-2. Mohos. Los mohos existentes en el medio se observaron de color café, con un aspecto un poco algodonosa y compacta, también se observaron algunos de color verde con apariencia parecida a las ya mencionadas anteriormente.

5. INVESTIGACIÓN 5.1 Fundamento de las técnicas usadas para los montajes.

5.2 Cuáles son las principales diferencias macroscópicas entre mohos y levaduras.

Las levaduras producen colonias pálidas y opacas, en general alcanzan un diámetro de 0.5 a 3mm. Unas pocas especies tienen pigmentos característicos, pero la mayoría de color crema. Los mohos pueden presentar una topografía lisa o verrugosa; textura de superficie aterciopelada, algodonosa o pulverulenta. La pigmentación se da tanto en el anverso como en el reverso y ésta varía según la especie.

CONCLUSIONES  Los hongos son seres vivos que se encuentran clasificados dentro del reino Fungi. Están formados por una parte vegetativa (micelio) que se encuentra en el interior del substrato del que se alimentan, produciendo fructificaciones que conocemos con el nombre de hongos o setas. 

BIBLIOGRAFÍA

 JOKLIK, Wolfgang K. Zinsser Microbiología, 20a. edición. Editorial médica panamericana. Argentina,1998.

 http://www.banrep.gov.co/blaavirtual/letra- f/fen/texto/hongos/hongos1.htm