La micología es la ciencia que estudia a los hongos. Existen más de 100.000 especies reconocidas, pero puede haber desde 1 millón hasta 1,5 millones.

Los hongos pueden ser:

Fisiología y hábitat

La mayoría son aerobios, hay pocos anaerobios estrictos, y muchas levaduras anaerobias facultativas.

Son quimioheterótrofos con necesidades nutricionales sencillas. Liberan exoenzimas hidrolíticos y absorben los nutrientes del medio. Descomponen materia orgánica (como celulosa o lignina; de alimentos, papel, cuero, pintura, combustible).

Viven en ambientes acuáticos y terrestres; a veces, extremos. Pueden estar libres (saprófitos), en simbiosis con plantas (micorrizas), con cianobacterias o algas verdes (líquenes), o pueden ser parásitos.

Pueden estar en el rumen de los ganados. La mayoría son saprófitos; utilizan los nutrientes de la materia orgánica en descomposición, cumplen una función esencial en la descomposición de los bosques leñosos. Pueden crecer en los combustibles de los aviones provocando atascos en los conductos. Son abundantes en abonos. Se desarrollan en cualquier ambiente (con altas concentraciones de sales, azúcares, ácidos, a bajas temperaturas, pero no soportan las altas temperaturas).

La dispersión de las esporas resulta contaminante de alimentos y cultivos. Contaminan medios libres de nutrientes, utilizando compuestos orgánicos del aire y provocando su desarrollo. Se encuentran en simbiosis con algas. La mayoría de los causantes de enfermedades, micosis, son saprófitos que viven en la piel y al causarse heridas provocan el daño.

Forman hifas que constituyen micelios, compuestos por quitina y N-acetilglucosamina. Los hongos inferiores tienen en sus hifas más de un núcleo (cenocíticos) mientras que los superiores tienen hifas tabicadas. Algunas partes del micelio están especializadas en la absorción de nutrientes conteniendo gran cantidad de citoplasma (micelio vegetativo). Otra parte, puede estar especializada en la producción de esporas (micelio reproductor).

Morfología

Son unicelulares (el caso de las levaduras). Tienen un micelio constituido por hifas (de celulosa y/o quitina), que puede ser cenocítico (hongos inferiores) o septado (hongos superiores).

Micelio cenocítico y tabicado
Micelio cenocítico (B) y tabicado (A). La diferencia más notable es la compartimentalización en los micelios tabicados, o septados, propios de hongos superiores. Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings. All Rights Reserved.

Se clasifican en 3 grupos, fundamentalmente por su tamaño y forma:

Reproducción

Reproducción asexual

Pueden reproducirse de distinta manera:

Reproducción sexual

Mediante esporas sexuales que pueden producirse por la fusión de 3 grupos: gametos n unicelulares, cuerpos productores de gametos (gametangios) e hifas.

Las especies pueden ser de 2 tipos:

A veces, se fusionan de forma inmediata el citoplasma y el núcleo; pero lo más común es que no se produzca la fusión a la vez del citoplasma y del núcleo: hay una fase dicariota (n + n). En este momento, tienen 2 núcleos haploides, 1 de cada progenitor. Después, se produce la meiosis que dará lugar a las esporas.

El cigoto se puede transformar en:

Las esporas sexuales son más resistentes que las esporas asexuales, pero no más que las endosporas bacterianas, lo que les permite sobrevivir en condiciones adversas. La dispersión por el aire se realiza por su pequeño tamaño y también se dispersan adheridos a animales. El color de la colonia es debido a las hifas y a las esporas. Entonces, podemos decir que las esporas también permiten la clasificación de especies (color, textura, tamaño, forma y número).

Clasificación filogenética

Hongos inferiores

Su característica más destacada es la presencia de un micelio cenocítico.

Quitridiomicetos

Es el linaje más antiguo. Forman masas blanquecinas. Dan lugar a zoosporas, móviles con un flagelo polar. Tienen movilidad escasa en los superiores, que se pierde con el tiempo. Son unicelulares, otras forman colonias; también hay formas parásitas de animales, plantas o protistas. Causan la muerte de anfibios por todo el mundo. El aumento de la temperatura ambiental favorece su germinación. Son mohos acuáticos.

Destaca Allomyces, género que habita en lagunas y arroyos tropicales.

Zigomicetos

Pueden completar su ciclo de vida fuera del agua; son cigóticos y hongos terrestres. Descomponen alimentos. Poseen esporangios que se dispersan por el aire (fecundación asexual). En la fecundación sexual los gametos de los gametangios se fusionan formando el cigoto que tras la meiosis da lugar a zigosporas, que es una forma muy resistente. Los gametos tienen distinto sexo, los sexos contrarios son los que se fusionan.

Destaca Rhizopus, que produce zigomicosis que afecta a los inmunodeficientes. Dentro de este género, R. stolonifer es el moho del pan rancio.

Glomeromicetos

Forman endomicorrizas (micorrizas arbusculares). Ayudan a la planta a obtener minerales al aumentar la superficie; se forma la simbiosis con raíces de plantas herbáceas o leñosas. No se pueden cultivar separados de la planta. Tienen una reproducción asexual con micelio cenocítico; solo reproducción asexual.

Hongos superiores

Cuentan con un micelio septado (diferente entre grupos). Hay deuteromicetos, no sexuales pero con conidios. Las esporas son siempre conidios, no forman esporangios; los gametos son inmóviles.

Ascomicetos

Forman ascas. Tienen 2 núcleos haploides de diferente tipo sexual que se fusionan formando un núcleo diploide y, tras ello, por meiosis forman esporas haploides, las ascosporas. En algunos, las ascas se forman en un cuerpo fructificante, el ascocarpo. Se reproducen asexualmente. Los conidios (esporas asexuales) se forman en los conidióforos. Son de ambientes terrestres y húmedos. Se encargan de la descomposición material orgánica (saprófitos). Forman ectomicorrizas. Se encuentran en simbiosis con algas verdes o cianobacterias. Pueden ser parásitos de plantas o animales.

Entre los ascomicetos más relevantes destacan:

Basidiomicetos

En el extremo de la hifa forma un basidio, donde se encuentran las basidiosporas. El conjunto de basidios se denomina basidiocarpo. Algunos parasitan plantas y animales.

Cryptococcus neoformans produce la criptococosis, enfermedad que afecta a los pulmones y al sistema nervioso central.

Levaduras

Son hongos no filamentosos unicelulares con morfología redondeada, ovalada o alargada. La mayoría son ascomicetos, unos pocos son basidiomicetos y menos aún son zigomicetos. Se incluyen aerobios y anaerobios facultativos. Abundan en lugares con disponibilidad de azúcares (hojas, néctar, jamón, microbiota normal y suelo). Se multiplican por gemación. Unas pocas lo realizan por escisión binaria. Algunos parasitan animales y plantas.

Por ejemplo, Saccharomyces cerevisiae es gemante, mientras que Schizosaccharomyces pombe se reproduce por bipartición.

Saccharomyces cerevisiae

Es anaerobia facultativa, produce CO₂ y etanol por la fermentación de azúcares. Existen muchas cepas para esta misma especie. Se encuentra en frutas y jugos.

Cuenta con alternancia de células haploides (16cr) y diploides (32cr). Se divide por mitosis en abundancia de azúcares. Forma yemas que, al alcanzar un determinado tamaño, se separan de cuerpo de la madre. Al escindirse la hija se forma una cicatriz en la pared, pero cuando ya no tiene pared sin cicatrices muere.

Con limitación de nutrientes, las células experimentan meiosis formando 4 ascosporas englobadas en el asca. Hay 2 tipos sexuales: a y b. Al añadir nutrientes, entran en contacto ambos tipos y se forma el zigoto que dará lugar a un individuo diploide.

Saccharomyces cerevisiae
Visión de células de Saccharomyces cerevisiae (probablemente el hongo más representativo en el panorama microbiológico) en el microscopio de contraste de interferencia diferencial. Fuente: Masur, Public domain, via Wikimedia Commons

¿Qué sabemos sobre el "hongo negro" o mucormicosis?

El hongo negro o mucormicosis ha cogido relevancia en las últimas semanas a nivel mundial, especialmente en India y América Latina. Pero ¿que sabemos sobre esta enfermedad? Vamos a responder las preguntas más comunes que se están haciendo sobre este patógeno.

¿Qué es el "hongo negro"?

En este caso, nos referiremos a la enfermedad causada por hongos patógenos, que provocan la mucormicosis. Y es que también hay otro hongo negro, llamado Boletus aereus, inocuo y comestible, del que hablaremos en otro artículo.

La mucormicosis es una infección causada por hongos; de manera local, más coloquial, es conocida como hongo negro. La mucormicosis es un tipo de zigomicosis (o cigomicosis). Las zigomicosis son infecciones provocadas por hongos filamentosos presentes en muchos ambientes; concretamente, de la clase Zigomicetos. Dentro de esta clase aparece el órden Mucorales; como ya habrás podido deducir, las infecciones causadas por las especies de este órden se llaman mucormicosis. Así sería la etimología (origen) de esta palabra:

mucor (orden Mucorales) + mico (hongo) + osis (enfermedad, patología)

Dentro del orden Mucorales, aparecen diversas especies que, en las condiciones apropiadas, pueden ser patógenas. Los géneros Mucor, Absidia y Rhizopus (entre otros) entran en el orden Mucorales, y pueden provocar mucormicosis. En la siguiente imagen se puede observar a la especie Rhyzopus oryzae.

Rhyzopus oryzae - Mucormicosis (hongo negro)
Rhyzopus oryzae, agente patógeno oportunista causante de la mucormicosis u hongo negro. Fuente: Dr. Libero Ajello (CDC)

¿A quién afecta? Causas de la mucormicosis

El hongo negro es causado por hongos mucorales que son patógenos oportunistas. Esto quiere decir que solo infectarán a pacientes con el sistema inmune debilitado o comprometido. Han aparecido casos donde la mucormicosis ha afectado a enfermos con diabetes o COVID-19, como veremos más adelante. Entonces, si no tienes ninguna enfermedad o síndrome, puedes tranquilizarte, el hongo negro no te puede afectar. Lo mejor que puedes hacer es mantener correctamente tu sistema inmune, ya que genera una buena respuesta frente a estos hongos en condiciones normales.

Por cierto, la mucormicosis no es contagiosa; solo afecta a quienes reunen las condiciones para ser infectados. Ahora bien, estos hongos aparecen en muchos ambientes, también en el aire, por lo que sí que deben tener más cuidado aquellas personas susceptibles de ser afectadas por esta infección. En especial, hay que llevar cuidado en ambientes con materia orgánica o estiércol, además de limpiar bien cualquier herida abierta, ya que puede ser una puerta de entrada al organismo para estos hongos.

El hongo negro y COVID-19

En este último año han aparecido muchos casos de mucormicosis. Lo que tenían en común los pacientes es el haber pasado el COVID-19 recientemente, así parece que hay una asociación entre la mucormicosis y el COVID-19.

Uno de los factores de riesgo para la micormicosis es la falta de células fagocíticas; en otras palabras, mal funcionamiento del sistema inmune. Esto puede ocurrir por diversas razones, pero en el caso de COVID-19, parece ser que en países como India se ha tratado a esta infección vírica con esteroides. Además, también hay que tener en cuenta que la India tiene la segunda tasa de diabetes más alta del mundo.

Los esteroides alteran el comportamiento de las células fagocíticas. En concreto se usaban corticosteroides para el tratamiento de COVID-19, que tienen efectos inmunosupresores. Esto puede afectar al comportamiento de los macrófagos y neutrófilos, las células fagocíticas, a su capacidad de fagocitar hongos (valga la redundancia). Así se cumpliría el requisito principal que hemos dicho para sufrir esta infección, tener el sistema inmune debilitado.

La diabetes tiene un comportamiento similar, ya que provoca un descenso de la actividad fagocítica, según el estudio llevado a cabo por Lecube et al., 2011. Otra cosa a tener en cuenta es lo mostrado por un estudio de la Universidad de Warwick. El sistema inmune detecta a los patógenos por medio de agentes especializados que reconocen ciertos azúcares (como la fructosa o la manosa) de los antígenos; aparecen en su superficie. Ahora bien, este mecanismo de detección de antígenos queda inhabilitado en caso de que los niveles de ázucar sean muy altos. De esta forma, las personas que sufren de diabetes tienen mayor predisposición a sufrir infecciones.

Síntomas del hongo negro

La mucormicosis puede afectar a varias zonas del cuerpo humano, así que los síntomas varían en función de la parte del cuerpo dañada. Así las mucormicosis se pueden clasificar en:

Aparte de estas, pueden aparecer otros tipos de mucormicosis, como gastrointestinal o diseminada, pero son menos comunes.

Las imágenes de pacientes con estas mucormicosis no son muy agradables. No obstante, si tienes mucho interés, puedes ver la siguiente imagen del CDC de una paciente con mucormicosis rinocerebral o la de la mucormicosis de este paciente (Manual MSD). Ya advierto que no son muy agradables de ver, pero tu decides si verlas o no. 😉

Diagnóstico y tratamiento de la mucormicosis

Dependiendo de la zona afectada, el tratamiento puede ser solo con fármacos, o incluso puede hacer falta cirugía.

En cualquier caso, lo más importante es el diagnóstico temprano de la enfermedad, lo que permitirá generar un tratamiento adecuado rapidamente, evitando males mayores.

Para el diagnóstico se puede hacer una siembra del tejido infectado buscando presencia fúngica. En concreto, se intenta encontrar hifas anchas no septadas, características de especies causantes de mucormicosis. Se puede coger una muestra para su visión al microscopio, aunque también se puede notar la presencia de hongos en el mismo cultivo.

Hifas anchas no septadas
Hifas anchas no septadas de un hongo cuya especie es desconocida. Muestra encontrada en un paciente con mucormicosis. Fuente: Dr. Lucille K. Georg (CDC)

Respecto al tratamiento, el principal fármaco usado en estos casos es un antimicótico (antifúngico), la anfotericina B, aunque también se puede usar isavuconazol. Además, también hay que controlar la enfermedad subyacente en caso de aquellos pacientes que mostraban una patología previa.

En caso de que haya tejido infectado (ni que decir si hay tejido necrótico, muerto) éste debe ser retirado inmediatamente. Esto se hace mediante una intervención quirúrgica. De ahí la importancia de un diagnóstico temprano, ya que así se puede evitar posibles desfiguraciones en la cara o el cuerpo, o incluso la muerte.

Conclusiones

Diversidad microbiana en Eucariotas

Filogenia de eucariotas

El dominio Eukarya (eucariotas) tiene una historia evolutiva compleja y se ha establecido a partir de diversos métodos para analizar la sistemática microbiana: estudios de la SSU del RNAr 18s en eucariotas, la comparación de secuencias del RNA de la polimerasa, la comparación de proteínas, aminoácidos, etc. Con estos estudios y otras informaciones se ha extraído que:

Filogenia de los seres vivos
Filogenia de los seres vivos, desde el procariota ancestral hasta los reinos actuales.

Clasificación

Dentro del dominio Eukarya aparecen los siguientes reinos:

Dentro de los eucariotas, aparecen reinos muy conocidos como Animalia, Plantae y Fungi. No obstante, también aparece el reino Protista, formado por los superfilos HeterokontophytaRhodophyta. En la página de protistas, formado por protozoos y algas microscópicas, puedes ver mejor sus características, especies destacadas y clasificación.

Dentro del reino Fungi hay hongos microscópicos que también son de interés para la microbiología, a los que también se les ha dedicado una página. Allí podremos ver los tipos de hongos que hay, además de su fisiología y metabolismo.

La taxonomía es la ciencia (dentro de la biología) que se encarga de ordenar a los seres vivos usando elementos clasificatorios llamados taxones. Vamos a ver como están organizados, además de la forma científica de nombrar a las especies (hay diferencias en función de si es animal, vegetal, bacteria, etc).

Categorías taxonómicas

El orden taxonómico actual, de mayor a menor, es el que aparece en la siguiente imagen.

taxones
Clasificación taxonómica actual.

Cada grupo que aparece aquí (dominio, reino, etc) es un taxón. Son grupos de clasificación para los seres vivos que se organizan en función de sus semejanzas físicas y genéticas. Vamos a hablar de las categorías actuales. Y sí, la taxonomía es una ciencia en constante cambio. Sin ir más lejos, hasta hace unos años, tanto Bacteria como Archaea estaban dentro del antiguo reino Monera. No obstante, ahora mismo la organización taxonómica es la siguiente:

Mas adelante veremos varios ejemplos para entender mejor esta clasificación.

Taxones

Dentro de cada taxón pueden haber categorías intermedias (subreinos en un reino, agrupación de familias formando una superfamilia, etc). Estas categorías intermedias son opcionales, y se usan para que la clasificación este mejor organizada y sea más fácil encontrar el taxón de interés en el caso de que haya muchos elementos dentro de un grupo. Esta sería la clasificación taxonómica usando dichas categorias intermedias:

Códigos de nomenclatura

Pueden variar en función de si son animales, plantas o bacterias; de hecho, hay códigos de nomenclatura cada uno de éstos. Actualmente, tenemos estos códigos de nomenclatura:

Ahora bien, también hay clasificaciones en función de su forma de vida, de su metabolismo, etc. Por ejemplo, se pueden clasificar a los seres vivos en función de su fuente de energía, poder reductor y carbono.

Código Internacional de Nomenclatura Zoológica

Se encarga de establecer normas para un correcto nombramiento de los animales, dando así una forma común para todos los zoólogos del mundo. Los nombres se dan en latín. Hay terminaciones específicas para el Reino Animalia que afectan a los taxones inferiores a familia (incluyendo familia).

Los taxones superiores no tienen terminaciones específicas. Así, los filos Porifera o Cnidaria, las clases Calcarea o Hydrozoa, o los órdenes Clathrinida o Lemnomedusae no tienen terminaciones comunes. Pueden aparecer terminaciones comunes dentro de un taxón, pero no todos los filos, clases y órdenes tienen las mismas terminaciones.

Código Internacional de Nomenclatura Botánica

Este código da una forma común de nombrar a los taxones de los reino Plantae, Protista y Fungi. En el siguiente recuadro se pueden ver las terminaciones que aparecen en estos reinos. Como se puede ver, hay terminaciones comunes para determinados taxones.

Categoría taxonómica Plantae Protista Fungi
Filo -phyta -mycota
Subfilo -phytina -mycotina
Clase -opsida -phyceae -mycetes
Subclase -idae -phycidae -mycetidae
Superorden -anae
Orden -ales
Suborden -ineae
Infraorden -aria
Superfamilia -acea
Familia -aceae
Subfamilia -oideae
Tribu -eae, -ae
Subtribu

Código Internacional de Nomenclatura de Bacterias

Las terminaciones del Reino Bacteria son:

La nomenclatura binaria

Este método de nomenclatura se basa en dos nombres, llevando el primero la letra inicial en mayúscula, mientras que el segundo está en minúsculas (Escherichia coli, Canis lupus). Es el científico sueco Carl von Linneo quien comienza a generalizar el uso de esta forma de nomenclatura.

Cada especie tiene un nombre compuesto por dos partes:

También pueden escribirse con 3 palabras; en ese caso estaríamos hablando de nomemclatura trinomial. Se usan para nombrar una subespecie dentro de una especie. Así, por ejemplo, podemos diferenciar al lobo ibérico (Canis lupus signatus) del lobo común (Canis lupus lupus).

Los nombres se escriben en latín y no van acompañados de artículos. Siempre que se escriban deben resaltarse, así que normalmente aparecen en cursiva. Esto es sencillo en documentos web; en caso de escritura a mano se puede subrayar (Canis lupus). Si usamos el nombre común y el científico de una especie a la vez el nombre científico aparece entre paréntesis. Ejemplo: El lince ibérico (Lynx Pardinus) es una especie endémica de la península ibérica.

Además, se debe escribir el nombre completo la primera vez que hablamos de dicha especie; en las siguientes veces siguientes que nos refiramos a dicha especie podemos usar su forma abreviada. Así, ahora sería correcto escribir E. coli o C. lupus, ya que hemos escrito su nombre completo anteriormente.

Ejemplos de clasificación taxónomica

Si estudias biología en la universidad casi que, con total seguridad, vas a tener que aprender usar esta clasificación. Ese examen es conocido como visu (palabra del latín, cuyo significado es "visto directamente"). Este examen suele hacerse en zoología y botánica. En ese examen te pedirán, como máximo, los 8 principales taxones de clasificación, si bien normalmente pedirán los taxones descendentes a partir del filo (6 taxones). No obstante, en alguno de los ejemplos que vamos a ver usaremos también algún taxón intermedio (y así verás que pueden ser bastante útiles). Verás que se suele escribir en forma de lista, y los taxones van en orden descendente. No obstante, el género no se escribe solo; va acompañado del nombre de la especie en cuestión, usando la nomenclatura binaria. Vamos a explicar las características de los taxones que se usen.

Vamos a ver su uso con las siguientes especies: El elefante asiático (Elephas maximus), el búho real (Bubo bubo), el camarón gris (Crangon crangon), el bígaro común (Littorina littorea), La carabela portuguesa (Physalia physalis) y la lavanda común (Lavandula angustifolia).

Las primeras 5 especies entran dentro del reino Animalia, mientras que la lavanda está en el reino Plantae. Ahora viene la lista de dichas especies:

Elephas maximus

Bubo bubo

Crangon crangon

Littorina littorea

Physalia phisalis

Lavandula angustifolia

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