16.5E: Relaciones mutualistas con hongos y fungivores

Los miembros del Reino Los hongos forman relaciones mutualistas ecológicamente beneficiosas con cianobateria, plantas y animales.

Objetivos de aprendizaje

• Describir las relaciones mutualistas con los hongos

Puntos Clave

• Las relaciones mutualistas son aquellas en las que ambos miembros de una asociación se benefician; los hongos forman este tipo de relaciones con varios otros Reinos de la vida.
• La micorriza, formada a partir de una asociación entre raíces de plantas y hongos primitivos, ayuda a aumentar la absorción de nutrientes de una planta; a cambio, la planta suministra a los hongos productos de fotosíntesis para su uso metabólico.
• En los líquenes, los hongos viven muy cerca de la cianobateria fotosintética; las algas proporcionan a los hongos carbono y energía mientras que los hongos suministran minerales y protección a las algas.
• Las relaciones mutualistas entre hongos y animales involucran numerosos insectos; los artrópodos dependen de los hongos para su protección, mientras que los hongos reciben nutrientes a cambio y aseguran una forma de difundir las esporas a nuevos ambientes.

Términos Clave

• micorriza: una asociación simbiótica entre un hongo y las raíces de una planta vascular
• liquen: cualquiera de los muchos organismos simbióticos, siendo asociaciones de hongos y algas; a menudo se encuentran como manchas blancas o amarillas en paredes viejas, etc.
• talo: cuerpo vegetativo de un hongo

Relaciones mutualistas

La simbiosis es la interacción ecológica entre dos organismos que conviven. Sin embargo, la definición no describe la calidad de la interacción. Cuando ambos miembros de la asociación se benefician, la relación simbiótica se llama mutualista. Los hongos forman asociaciones mutualistas con muchos tipos de organismos, incluyendo cianobacterias, plantas y animales.

Hongos y Mutualismo Vegetal

Micorriza, que proviene de las palabras griegas “myco” que significa hongo y “rhizo” que significa raíz, se refiere a la asociación entre las raíces vasculares de las plantas y sus hongos simbióticos. Alrededor del 90 por ciento de todas las especies de plantas tienen parejas micorrízicas. En una asociación micorrízica, los micelios fúngicos utilizan su extensa red de hifas y gran superficie en contacto con el suelo para canalizar el agua y los minerales del suelo hacia la planta, aumentando así la absorción de nutrientes de la planta. A cambio, la planta suministra los productos de la fotosíntesis para alimentar el metabolismo del hongo.

Las micorrizas presentan muchas características de hongos primitivos: producen esporas simples, muestran poca diversificación, no tienen un ciclo reproductivo sexual y no pueden vivir fuera de una asociación micorrízica. Existen varios tipos de micorrizas. Las ectomicorrizas (micorrizas “externas”) dependen de hongos que envuelven las raíces en una vaina (llamada manto) y una red Hartig de hifas que se extiende hacia las raíces entre las células. El compañero fúngico puede pertenecer a Ascomycota, Basidiomycota o Zygomycota. En un segundo tipo, los hongos Glomeromicetos forman interacciones vesiculares-arbusculares con micorrizas arbusculares (a veces llamadas endomicorrizas). En estas micorrizas, los hongos forman arbusculos que penetran en las células radiculares y son el sitio de los intercambios metabólicos entre el hongo y la planta huésped. Los arbusculos (del latín para “arbolitos”) tienen una apariencia arbustiva. Las orquídeas dependen de un tercer tipo de micorriza. Las orquídeas son epífitas que forman pequeñas semillas sin mucho almacenamiento para sostener la germinación y el crecimiento. Sus semillas no germinarán sin un compañero micorrícico (generalmente un Basidiomiceto). Después de que se agotan los nutrientes en la semilla, los simbiontes fúngicos apoyan el crecimiento de la orquídea al proporcionar los carbohidratos y minerales necesarios. Algunas orquídeas siguen siendo micorrízicas a lo largo de su ciclo de vida.

Figura: Hongos micorrícicos: (a) La ectomicorriza y (b) la micorriza arbuscular tienen diferentes mecanismos para interactuar con las raíces de las plantas.

Líquenes

Los líquenes muestran una gama de colores y texturas. Pueden sobrevivir en los hábitats más inusuales y hostiles. Cubren rocas, láminas, corteza de árboles y el suelo en la tundra donde las raíces de las plantas no pueden penetrar. Los líquenes pueden sobrevivir a largos períodos de sequía: se desecan completamente y luego se vuelven activos rápidamente una vez que el agua está disponible nuevamente. Los líquenes cumplen muchos roles ecológicos, entre ellos actuar como especies indicadoras, que permiten a los científicos rastrear la salud de un hábitat debido a su sensibilidad a la contaminación del aire.

Figura: Liquen: hongos y cianobateria: Los líquenes tienen muchas formas. Pueden ser (a) como costras, (b) parecidas a pelos o (c) parecidas a hojas.

Los líquenes no son un solo organismo, sino, más bien, un ejemplo de un mutualismo en el que un hongo (generalmente un miembro del filo Ascomycota o Basidiomycota) vive en estrecho contacto con un organismo fotosintético (una alga eucariota o una cianobacteria procariota). Generalmente, ni el hongo ni el organismo fotosintético pueden sobrevivir solos fuera de la relación simbiótica. El cuerpo de un liquen, denominado talo, está formado por hifas envueltas alrededor de la pareja fotosintética. El organismo fotosintético aporta carbono y energía en forma de carbohidratos. Algunas cianobacterias fijan nitrógeno de la atmósfera, aportando compuestos nitrogenados a la asociación. A cambio, el hongo suministra minerales y protección contra la sequedad y la luz excesiva al envolver las algas en su micelio. El hongo también une el organismo simbiótico al sustrato.

Figura: Talo de líquenes: Esta sección transversal de un tallo de liquen muestra la (a) corteza superior de las hifas fúngicas, que brinda protección; la (b) zona algal donde ocurre la fotosíntesis, la (c) médula de hifas fúngicas, y la (d) corteza inferior, que también brinda protección y puede tener (e) rizinas para anclar el talo al sustrato.

El talo de los líquenes crece muy lentamente, expandiendo su diámetro unos milímetros al año. Tanto el hongo como el alga participan en la formación de unidades de dispersión para la reproducción. Los líquenes producen sóredios, racimos de células de algas rodeadas de micelios. Los soredios son dispersados por el viento y el agua y forman nuevos líquenes.

Hongos y Mutualismo Animal

Los hongos han evolucionado mutualismos con numerosos insectos. Los artrópodos (invertebrados articulados, patas, como los insectos) dependen del hongo para protegerse de depredadores y patógenos, mientras que el hongo obtiene nutrientes y una forma de difundir esporas a nuevos ambientes. La asociación entre especies de Basidiomycota e insectos escamosos es un ejemplo. El micelio fúngico cubre y protege las colonias de insectos. Los insectos escamosos fomentan un flujo de nutrientes desde la planta parasitada hasta el hongo. En un segundo ejemplo, las hormigas cortadoras de hojas de América Central y del Sur literalmente cultivan hongos. Cortan discos de hojas de las plantas y las apilan en jardines. Los hongos se cultivan en estos huertos de discos, digiriendo la celulosa en las hojas que las hormigas no pueden descomponer. Una vez que los hongos producen y consumen moléculas de azúcar más pequeñas, los hongos a su vez se convierten en una comida para las hormigas. Los insectos también patrullan su jardín, aprovechándose de hongos competidores. Tanto las hormigas como los hongos se benefician de la asociación. El hongo recibe un suministro constante de hojas y libre de competencia, mientras que las hormigas se alimentan de los hongos que cultivan.