Elasombrosomundodeloshongos

8/4/2019 Elasombrosomundodeloshongos

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275Avance y Perspectiva vol. 20

El asombroso reino

de los hongosJ os Ruiz Herrera

Hongos y taxonoma

El primer problema que se encuentra al introducirse en el

estudio de los hongos es la definicin del propio material

de estudio: qu es un hongo? Para apreciar la naturaleza

de este problema, ba ste citar algunos casos extremos. En

el clsico libro de micologa de C. J . Alexopoulus,Intro-

ductory Mycology1, se dice que los hongos son organismos

con ncleo que se reproducen por esporas, carecen de

clorofila (por lo tanto no son fotosintticos), se reproducen

sexual o asexualmente y tienen estructuras somticas

filamentosas y ramificadas rodeadas por una pared celular

hecha de celulosa, quitina o a mbas. Una definicin que

intenta ser exhaustiva 2 seala que son organismos

heterotrficos (incapaces de usar el bixido de carbono

como nica fuente de carbono), e ingieren su a limento

por absorcin. Su talo es variable desde ameboide y

unicelular, ha sta tubular rodeado por una pared celular.

Puede ser nico multicelular (septado) y hallarse sobre o

dentro del substrato. Su pared est hecha de un po-

lisacrido llamado qu itina, pero tambin puede contener

celulosa. No son organismos mviles, pero en algunos

casos sus esporas s lo son; pueden ser haploides, ho-mocariticos, he terocariticos, dicariticos o d iploides,

etc. En contraste, una definicin concisa es la siguiente:

lo que define a los hongos es su capacidad de formar

largas clulas tubulares llamadas hifas por un proce-

dimiento de crecimiento apical3. Esta definicin es

aceptable con la nica limitacin de que existen otros

organismos, que ahora se han separado de los hongos, y

que adquirieron el mismo hbito de crecimiento porEl Dr. Jos Ruz Herrera es investigador titular del Departamento de

Ingeniera Gentica de la Unidad Irapuato del Cinvestav.


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276 Septiembre-octubre de 2001

evolucin paralela. Examinar sus diferencias finas con

los hongos sera demasiado largo y de escasa importancia

para los no-especialistas.

Para entender las razones de esta confusin, debemos

recordar que ya avanzado el siglo XX se consideraba la

existencia de dos reinos de organismos vivos en la

naturaleza: el vegetal y el animal. La diferencia funda-

mental en esta clasificacion radicaba en el concepto de

movilidad : las plantas son ssiles y los animales mviles.

En esos dos reinos se incorporaban organismos extra-

ordinariamente variados, con la nica condicin de que

cumpliesen con el criterio mencionado, lo cual condujo a

numerosos conflictos taxonmicos.

Cuando Linneo intent clasificar a las bacterias

descubiertas por Leeuwenhoek en el siglo XVII, se

encontr con tan severos problemas que decidi

introducirlas en un grupo que llam Chaos infusorium.

Este nombre indica el estado de confusin en la taxonoma

de la poca . Ya en el siglo XIX, y con ms visin, Cohn

coloc a las bacterias den tro de los hongos, en un grupo

llamado hongos anormales o Schizomycetes. Dado que

era imposible aplicar la definicin de especie (aquellos

organismos que pueden cruzarse produciendo descen-

dencia frtil) a las ba cterias, y siguiendo el modelo bino-

mial linneano, Cohn las clasific en especies de acuerdo

con un sistema inventado para los hongos (y las especies

extintas): una especie corresponda a un prototipo

morfolgico. Para entonces ya los hongos se clasificaba n

dentro de las plantas, por su incapacidad de movimiento

y sus semejanzas anatmicas: si las plantas tienen races,

un tallo, y estructuras areas donde se forman las semillas,

los hongos tienen unas estructuras ramificadas que se

introducen en el substrato para extraer nutrientes, poseen

un talo areo que emerge de dicho substrato y estructuras

tambin areas, algunas de ellas muy complicadas y

multicolores, como son las setas que vemos en el campo,

y en las cuales se forman las esporas.

A mediados del siglo XX sobrevino la primera

revolucin taxonmica cuando diversos autores

concluyeron que se podan distinguir dos tipos de

organizacin celular en todos los organismos. La ca-

racterstica ms notable era la presencia de un ncleo

verdadero, rodeado por una membrana. Para su con-

firmacin se requirieron, por supuesto, notables avances

en las tcnicas de observacin microscpica, y even-

tualmente la invencin del microscopio e lectrnico. Con

ello los organismos se reclasificaron en procariotes,

aqullos cuyas clulas carecan de un verdadero ncleo,

y eucariotes con ncleo verdadero. Las diferencias, sin

embargo, no se reducan al ncleo: slo los eucariotes

posean un sistema endomembranal y organelos como

mitocondrias y cloroplastos, entre las ms notables;

aunque cabe decir que la lista de diferencias es extensa.

Esta divisin sepa r a las bacterias de los hongos, ya

que las primeras son procariotes y los hongos son


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eucariotes, pero stos siguieron siendo considerados como

vegetales. Ms adelante los hongos fueron elevados al

notable reconocimiento de reino, al ser considerados

diferentes de las plantas: por su incapacidad para usar la

luz como fuente de energa (fotosntesis), por la

composicin qumica de su pared celular; y an m s, lo

que originalmente se haba considerado como semejanzas

anatmicas, ahora se vea como diferencias infran-

queables. En esta nueva taxonoma se reconocan cinco

reinos: hongos, bacterias y protozoarios, adems de

plantas y animales. Esta taxonoma no se considera vlidaactualmente.

Dominios

Cul es la filosofa y cules son los mtodos de que se

han valido los investigadores para revoluciona r an ms

la taxonoma? En primer trmino se considera que son

ms importantes las relaciones filogenticas que los

caracteres morfolgicos secundarios para clasificar los

organismos. En segundo lugar, se han tratado decomparar las caractersticas bioqumicas, y los cambios

lentos que han ocurrido en algunas macromolculas du-

rante su evolucin, principalmente asociados a diferentes

DNA y protenas. Esta metodologa ha llevado a considerar

la existencia de tres super-reinos o dominios: bacterias

y rquea s, que son procariotes, y los eucariotes. Entre

stos se distinguen cinco reinos: plantas, animales,

alveolados, stramenopiles y hongos. Como consecuencia

de estos cambios taxonmicos, los hongos han ido

perdiendo grandes grupos que antes se clasificaban dentro

de su dominio.

Cul ha sido la importancia de los hongos en el

contexto evolutivo? Baste decir que la mayora de los

expertos considera que los hongos fueron los inventores

de la pluricelularidad: un carcter fundamental que

permiti el desarrollo de tejidos y rganos que constituyen

a las plantas y animales. Adems de ello, existen datos

que indican que los hongos fueron los primeros organismos

eucariticos que salieron de las aguas donde naci la

vida para conquistar la tierra firme. No slo eso, sino que

los hongos permitieron tambin el estableciminento

terrestre de las plantas, y con ello indirectamente de los

animales que se nutren de ellas, mediante la formacin

de micorrizas, como se indicar ms adelante. La salidade las aguas la reproducen actualmente los hongos para

llevar a cabo su reproduccin. Los hongos crecen su-

mergidos en una capa acuosa, independientemente si el

medio es acutico o terrestre. Los nutrientes pasan a travs

de toda la superfice de sus hifas (cuyo conjunto se llama

micelio). Para ello, esa superfice debe tener a finidad con

el agua, es decir, ser hidroflica. Pero al formarse las

estructuras reproductivas, stas deben orientarse hacia e l

aire y abandona r el medio acuoso. Para llevar a cabo la

hazaa mecnica de romper la tensin superficial, los

hongos forman unas substancias hidrofbicas (que repelen

al agua), las hidrofobinas, que recubren la superficie delas h ifas y les permiten salir del agua secas y escurridas.

Relaciones simbiticas

El impacto de los hongos en la evolucin terrestre de las

plantas se bas en su capacidad para desarrollar relaciones

simbiticas con las races, desde las ms simples y

primitivas hasta las ms complicadas, as como con las

algas para formar los lquenes. Esta relacin simbitica,

que se inici hace cerca de 500 millones de aos, esttan extendida que se calcula que el 95% de las plantas

vasculares poseen micorrizas. Los hongos en las micorrizas

obtienen de la planta material hidrocarbonado para su

nutricin, y ellos a su vez sirven de pe los radiculares a las

plantas, lo que les permite absorber material nitrogenado

y minerales del suelo. Sin los hongos, las plantas o no

creceran, o lo haran muy ineficientemente. Sin los

hongos micorrzicos, la invasin de la tierra por los


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vegetales, y con ello toda evolucin de la vida como la

conocemos, hubiese sido imposible. Otros hongos tambin

establecen relaciones mutualistas con animales. Un

ejemplo es la relacin que han establecido con hormigas

que los cultivan y utilizan como alimento. Al mudarse de

hormiguero, las hormigas llevan consigo esporas de sus

hongos para cultivarlos en su nuevo domicilio. Otras

asociaciones son las que han establecido con los herbvoros

para digerir la celulosa, con larvas de insectos acuticos

y crustceos marinos, y con d iversos insectos, adems de

las hormigas. De hecho, cada d a se descubren ms de

estas insospechadas asociaciones.

Colonizadores

En medios naturales, las caractersticas de crecimientode los hongos los convierten en los colonizadores ms

eficientes. Los hongos son organismos modulares. A partir

de un propgulo inicial forman una colonia por el

continuo crecimiento de las hifas, las cuales tienen un

dimetro microscpico diez a cien veces menor a un

milmetro. Este crecimiento es apical, es decir, ocurre

radialmente, pero est restringido a la punta de las hifas.

Las hifas se ramifican e invaden toda la superficie. Si los

nutrientes se agotan, la colonia enva hifas exploradoras

hasta encontrar nuevas fuentes nutritivas. Se sabe que

hongos parsitos, que slo crecen sobre rboles vivos,

pueden enviar hifas de ese tipo hasta localizar nuevas

presas situadas a decenas de metros de d istancia. Para

ello deben poder guiarse por seales especficas y bombear

los nutrientes desde el rbol colonizado que sirve de base

de la exploracin hasta el extremo de las hifas.

A ciertos intervalos, y en repuesta a varios estmulos,

las colonias de los hongos producen e sporas, que son el

equivalente de la semilla, y que permiten su d ispersin y

preservacin. Las esporas germinarn en condiciones

adecuadas para formar nuevas colonias. Las colonias

circulares de los hongos pueden ser vistas en alimentos ofrutos contaminados, en la superficie de la piel en las

micosis cutneas, o en el campo, en los llamados corros

de brujas que son crculos de setas (cuerpos fructferos)

de colonias subterrneas que miden hasta 200 m de

dimetro! y pueden tener cerca de 500 aos de

antigedad. En el estado de Washington, EUA, se

describi una colonia de un hongo que cubra 1500 acres

y cuya edad se calcul en cerca de 1000 aos, y an

sigue creciendo! Y todava nos asombramos del tamao

y longevidad de ballenas y secuoyas!

Villanos y hroes

Los hongos son los destructores ms implacables de

materia orgnica que existen en la naturaleza. Esta

actividad puede ser considerada indeseable si se desea

preservar el material que es atacado por ellos. Pero en los

ciclos de la naturaleza, en donde lo que muere debe ser

degradado para que los ciclos de la vida continen, su

papel es vital. Baste slo sealar que los hongos son los

nicos organismos capaces de degrada r a la lignina que

constituye un componente fundamental de la madera,

junto con la celulosa. Dramatizando el impacto de la

accin fngica en el mantenimiento de los ciclos vitalesdel planeta, Dodge seal que a la muerte del ltimo

vegetal o animal en la Tierra, siempre habra un hongo

encargado de descomponer su materia orgnica.

Desde una visin antropocntrica, los hongos pueden

ser villanos o hroes. Su capacidad patognica hacia

todos los vegetales, cultivados y silvestres, provoca graves

prdidas en el campo, al igual que su actividad degradativa

durante el almacenamiento. En los animales, incluido el

hombre, los hongos producen micosis superficiales o

profundas, las cuales se consideraban hasta hace poco

de mediana morbilidad, ba ja mortalidad y exclusivas de

las clases pobres de los pases tropicales. Este concepto

ha cambiado, ya que las micosis han proliferado en los

pases ricos, sobre todo en enfermos sujetos a largos

tratamientos con antibiticos o drogas inmunosupresoras,

o con enfermedades crnicas como la diabetes, o virales,

particularmente el SIDA. Son adems las infecciones

intrahospitalarias de ms rpido incremento. El problema

se agrava por la carencia de antimicticos eficientes.

Quizs, el hecho de que las micosis fueran consideradas

enfermedades de pa ses pobres no estimul su estudio

por las grandes compaas farmacuticas, algo queempiezan a lamentar ahora.

Diversas caractersticas de los hongos los convierten

en a gresivos patgenos: su capacidad de penetrar la p iel

sana , de destruir los tejidos superficiales e integumentos

mediante enzimas casi exclusivas de ellos como la

queratinasa; su capacidad de crecer en forma de micelio,

con un avance tipo blitzkrieg sobre las defensas del


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husped; su escasa capacidad antignica, que impide

montar defensas inmunolgicas, y por el contrario s

inducir cuadros alrgicos; su capa cidad de crecer dentrode clulas inmunitarias del husped sin ser destruidos; su

capacidad de cambiar de forma de crecimiento de micelio

a levadura. Otros hongos no son en s patgenos, pero

producen peligrosas toxinas, de las cua les las aflatoxinas

son las ms problemticas. Schachter ha descrito algunas

caractersticas sobre la patognesis de los hongos que

rayan en los lmites de la ciencia ficcin. Describe as un

hongo fitopatgeno que induce cambios en la planta

invadida, cuyas hojas adquieren la organizacin y color

de las flores y en cuya superficie dulce y pegajosa crece el

hongo formando esporas. Estas seudo-flores atraen

insectos que a l libar la miel, en vez de po len transportan

las esporas del hongo a otras plantas, que son as

invadidas. Ms extrao an es el caso de hongos que

atacan insectos que normalmente viven enterrados en el

suelo. Los insectos infectados cambian su conducta de

forma sorprendente. Abandonan sus tradiciona les ma-

drigueras que les sirven de refugio, y suben a los rboles

donde se fijan hasta morir, cubiertos literalmente por

millones de esporas, que pueden ser as dispersadas por

el viento y el agua . Existen entre los hongos an logos de

las plantas carnvoras. Estos hongos del suelo atrapan apequeos gusanos llamados nemtodos por medio de

trampas muy ingeniosas. Algunas tienen forma de bas-

tones pega josos que se unen tenazmente a la superficie

de los nemtodos impidiendo que escapen. Los

desesperados movimientos del animal slo conducen a

que se peguen a un nmero mayor de trampas. Otros

hongos forman lazos hechos de tres clulas. Al tocar a

dos o tres de ellas, el nemtodo dispara un mecanismo

de hinchamiento de las clulas, lo que cierra el lazo y

estrangula al nemtodo que queda imposibilitado de

escapa r. En ste, y en e l caso anterior, el hongo crece en

el interior del animal, que le sirve de a limento.

Si ste es el papel de villano, el de hroe lo juegan los

hongos mediante la produccin de antibiticos. Debemos

recordar que la penicilina, el primero y el ms perfecto

antibitico conocido, que ha salvado millones de vidas

humanas, se obtiene a partir de hongos, al igual que

toda la familia de sus derivados. Pero no son slo


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antibiticos; los hongos producen tambin una inmensa

variedad de productos tiles en la m edicina y la indus-

tria: vitaminas, sustitutos de plasma, anticancergenos,aceleradores de la cicatrizacin, metabolitos secundarios,

enzimas, mltiples protenas heterlogas, polisacridos,

cidos orgnicos, y un largo etctera. Por otro lado, es

importante tomar en cuenta que lo que podra ser

considerado en ciertas circunstancias como una pro-

piedad nociva de los hongos, como lo es su capacidad

patognica, bajo o tras adquiere caractersticas utilitarias.

Los hongos que infectan insectos o atrapan nem todos

pueden ser empleados en programas de control biolgico

de d iversas plagas, reduciendo con ello el uso masivo de

fungicidas, con los consiguientes beneficios ecolgicos.

Se dice que perro no come carne de perro, pero loshongos no respetan esta mxima, y pueden atacar a otros

hongos. Si las presas son hongos fitopa tgenos, salta a

la vista que los primeros pueden usarse tambin en el

desarrollo de programas de control biolgico contra los

segundos.

Los hongos son tambin a limento. Han permitido la

elaboracin del pan y se consumen ma sivamente como

los championes, en alimentos tradicionales como el pozol,

en antojitos, o como delicatessen , entre los cuales las

trufas constituyen el smmum. Y los hongos han brindado

al ser humano e l placer de acompaar el pan d iario con

la bebida, permitiendo la elaboracion de los vinos y

licores, la cerveza, y toda la inmensa variedad de bebidas

fermentadas tradicionales de cada pueblo. Como alimento

espiritual, los brujos de diversas culturas mesoamericanas

utilizaban a los hongos alucingenos para la cura de

ciertas dolencias y problemas mentales. No debe extraar

que los hongos fuesen venerados, y que su uso estuviese

regido por una deidad, teo-nanacatl, que en tiempos

modernos se convirti en e l santo Nanacatl de la zona

mixteca (figura 1).

El estudio de los hongos ha sido realizado por

cientficos de los campos ms diversos. Los natura listas

han sido fascinados por la inmensa variedad de forma y

color de los cuerpos fructferos, que han sido colec-

cionados y clasificados mediante incansables excursiones

a todos los rincones del mundo. A los bioqumicos, los

hongos les permitieron demostrar los mecanismos de

Figura 1. Representac in de Teo-nanaca tl y un individuo c onsumiendo hongos alucingenos. Cd ice Magliabecc hian.


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degradacin de las fuentes de carbono, y el metabolismointermediario. Estos estudios sirvieron de base para

establecer el concepto de la unidad bioqumica de todos

los seres vivos. A los genticos les sirvieron para establecer

cul es la funcin bioqumica de los genes, mediante la

demostracin de que cada gen cod ifica la sntesis de una

enzima; y ms recientemente, fue un hongo el organismo

eucaritico del que primero conocimos la secuencia total

de su material hereditario, que constituye el primer

captulo en la bsqueda de la secuencia de nuestro propio

genomio.

Perspectivas

Actualmente se puede decir que el estudio de los hongos

est enfocado desde puntos de vista aplicativos y bsicos.

Los primeros se dirigen tanto para controlar sus aspectos

nocivos, como para explotar sus caractersticas utilitarias.

Los segundos tienen como objetivo su u tilizacin para la

comprensin de los fenmenos bsicos de la biologa de

los animales y las plantas, partiendo de la ba se de que

son los eucariotes ms simples y fciles de manipular en

el laboratorio. A otros cientficos nos fascina adems el

estudio de los hongos por s mismos, y por el gran nmerode propiedades tan particulares de este reino de

organismos; por ejemplo: cmo ocurre el crecimiento

apical, cules son y cmo se establecen las propiedades

fractales de las colonias de hongos, qu factores limitan

su crecimiento y cmo se consumen los nutrientes du-

rante la colonizacin, cmo se forman sus estructuras

caractersticas, por ejemplo la pared celular, qu regula

las alteraciones que inducen en e l desarrollo y conducta

de o tros organismos, e incluso cmo se regula su propiocomportamiento. En este ltimo sentido no puedo resistir

la ten tacin de comentar a lgo sobre el comportamiento

del esporforo (la hifa que sostienen a las esporas) de

algunos hongos. Esta estructura muestra reacciones

conductuales extraordinarias: puede orientarse hacia un

rayo de luz tan dbil como el de una estrella o en contra

de suaves corrientes de aire, puede a lejarse de l campo

gravitacional de la tierra o evitar objetos cercanos,

independientemente de su naturaleza y en la total

obscuridad. Este fascinante ejemplo muestra que el origen

de la conducta es bastante ms primitivo de lo supuesto.

No cabe duda que el reino de los hongos es

asombroso, y siendo real, ofrece un mayor nmero de

sorpresas que las que tuvo Alicia en el imaginario pas de

las maravillas. Seguramente que muchos de sus secretos

se revelarn en el futuro p rximo a los cientficos que los

estudiamos, para beneficio de la ciencia y sus aplicaciones

tecnolgicas; pero otros ms seguirn ocultos para atraer

a un nmero creciente de jvenes que respondan al

llamado de la ciencia por s misma.

Notas

1. C.J. Alexopoulus, Introductory Microbiology (Wiley,

Nueva York, 1962).

2. M. Ulloa ,Diccionario Ilustrado de Micologa (UNAM,

1991).

3. S. Bartnicki, en A Century of Micology (Cambridge

Univ. Press, Cambridge, 1996).

Figura 2. Esporangiforos y esporangios de l hongo Phycomyces

blakesleeanus. Microscopa electrnica de barrido. Figura 3. Estructura sub-celular del hongo Mucor rouxii.

Microscopa electrnica de transmisin.

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