PENICILLIUM: CARACTERÍSTIQUES, TAXONOMIA, MORFOLOGIA, HÀBITAT - BIOLOGIA - 2025

Penicillium és un gènere de bacteris que se situa en el phyllum Ascomycota. Va ser descrit per primera vegada pel micòleg alemany Heinrich Link en 1809 i la seva taxonomia ha estat complexa.

En principi va ser situat en els deuteromicets (fongs imperfectes), ja que només es coneixia el seu estat anamorf (asexual). Posteriorment es va comprovar que Penicillium es corresponia als estats Teleomorf (sexuals) dels gèneres Eupenicillium i Talaromyces dels Ascomicetos.

Conidióforo de Penicillium sp. By AJC1, via Wikimedia Commons.

L'estat anamorf de Penicillium es caracteritza per presentar hifes hialines (incolores) septades. Quan es col·loquen en mitjans de cultiu en laboratori, les colònies es tornen des blaus, verd blavoses, fins rosades.

L'etimologia de Penicillium ve de raspall, ja que els conidióforos (estructures que produeixen les espores asexuals) són ramificats.

Penicillium al costat d'altres gèneres de fongs són coneguts com floridures, a causa que creixen sobre diferents productes orgànics formant una capa de coloració diversa. Aquest gènere és sapròfit i pot créixer en diversos ambients.

Moltes espècies de l'gènere són de gran importància per a l'ésser humà. La penicil·lina (primer antibiòtic usat en la medicina) es va obtenir a partir de P. chrysogenum. D'altra banda, els anomenats formatges blaus obtenen les seves característiques per l'activitat lipolítica i proteolítica d'espècies de Penicillium.

Algunes espècies són nocives per a la salut. Aquestes produeixen diverses toxines com les ocratoxines que danyen el sistema renal. Altres espècies produeixen danys en diversos aliments com el pa i els cítrics. Alguns són patògens d'animals i de l'ésser humà.

Característiques generals

El grup es caracteritza per presentar hifes septades i els micelis formen filaments. Quan és conreat en laboratori produeix colònies amb un miceli compacte i els marges ben definits.

Les colònies són de ràpid creixement i tenen aspecte llanós o cotonós. En principi són blanques i després es tornen verd blavoses, verdoses groguenques o rosades.

Les espores sexuals (ascospores) es produeixen en fàstics (cossos fructífers) que poden ser llenyosos o de textura més suau segons el grup.

La característica més resaltante de l'gènere és el desenvolupament de conidióforos ramificats en forma de raspall. Els diferents tipus de ramificació de l'conidióforo permeten diferenciar les espècies.

El conidióforo està ben estructurat i presenta un eix a partir de el qual es formen ramificacions (metúlas). Sobre les metúlas es formen les fiálides (cèl·lules en forma d'ampolla que produeixen els conidis). Aquest és el caràcter més important per diferenciar les espècies d'el gènere.

Tipus de conidióforos

Simples: les fiálides es presenten solitàries.

Monoverticilados: un grup de fiálides es presenten en l'àpex de l'eix de l'conidióforo.

Divicariados: les metúlas es ramifiquen a diferents altures i sobre aquestes es presenten grups de fiálides.

Biverticilados: a la punta de l'eix es formen tres o més metúlas, cadascuna amb un grup de fiálides a l'àpex.

Terverticilados: presenten una sèrie de ramificacions intermèdies entre les metúlas i fiálides.

Producció de micotoxines

Espècies de Penicillium produeixen substàncies tòxiques que contaminen els aliments, que són conegudes com micotoxines. Les més freqüents són les ocratoxines i les patulinas.

Les ocratoxines poden contaminar cereals i formatges, així com acumular-se en el greix d'animals consumits per l'ésser humà. Aquestes toxines afecten el sistema renal.

Les patulinas es troben en cereals i nous. Pot afeblir el sistema immunològic i atacar el sistema nerviós.

nutrició

Les espècies de Penicillium són sapròfits. Tenen una alta capacitat per degradar la matèria orgànica a causa que produeixen gran quantitat d'enzims hidrolítics. Aquests enzims tenen la capacitat d'accelerar el procés de descomposició.

Aquests fongs són coneguts com floridures i les seves espores són els principals contaminants de l'aire en moltes construccions tancades. A més, es comporten com patògens de diferents cultius tant en camp com en post-collita.

Molts poden produir toxines que causen danys a l'ésser humà. Altres afavoreixen la fermentació d'alguns aliments i també són capaços de produir antibiòtics.

Filogenia i taxonomia

La taxonomia de Penicillium és força complexa, pel fet que en molts grups de fongs era freqüent que els estats anamorfos i Teleomorf van ser considerats taxons diferents.

Al principi el gènere es va situar en el grup artificial Deuteromycetes (fongs imperfectes) perquè no es coneixien les seves formes sexuals. Els Teleomorf estan ubicats en el tall Ascomycota dins l'ordre Eurotiales

El gènere va ser separat en quatre sub-gèneres: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium i Biverticillium, que es diferencien pel tipus de conidióforo. Posteriorment Biverticillatum va ser associat a l'gènere teleomorf Talaromyces i els altres tres sub-gèneres a Eupenicillium.

Més endavant, en una revisió de Penicillium consens stricto (sense incloure a Talaromyces), el teleomorf Eupenicillium va passar a ser considerat un sinònim, ja que el nom Penicillium és més antic.

gènere

Es caracteritza per presentar fàstics formats per una xarxa d'hifes amb parets suaus. Els fàstics maduren en unes poques setmanes en els medi de cultiu. Es formen 8 ascospores que són unicel·lulars. El anamorf (sub-gènere Biverticillatum) presenta fiálides estretes.

Estudis moleculars van determinar que aquest és un grup monofilètic i actualment està ubicat a la família Tricocomàcia. Es reconeixen aproximadament 110 espècies, agrupades en set seccions.

Entre les espècies d'interès destaca T. marneffei, patogen que provoca micosis sistèmica en pacients amb VIH.

gènere

Actualment en el gènere s'inclouen totes les espècies de Eupenicillium, així com dels gèneres Eladia, Torulomyces, Chromocleista i Hemicarpenteles.

Les espècies presenten fàstics amb cèl·lules isodiamétricas (de costats iguals), amb parets molt dures (esclerotitzades). Els fàstics triguen a madurar mesos i en alguns casos, les ascospores no arriben a madurar.

L'estat asexual es caracteritza per presentar fiálides amples ampul·loses o en forma d'ampolla.

El gènere està ubicat a la família Aspergillaceae i s'ha sub-dividit en dos sub-gèneres (Aspergilloides i Penicillium) i 25 seccions.

hàbitat

Les espècies de Penicillium poden desenvolupar-se en diversos ambients i tenen una distribució cosmopolita. Aquests són capaços d'habitar en condicions extremes de temperatura, salinitat, pH o estrès hídric.

S'ha assenyalat la presència de Penicillium sobre més de 400 espècies de plantes. S'han trobat en zones molt fredes com el sub-àrtic i la tundra.

En ambients salins, s'ha assenyalat la presència d'espècies de Penicillium com endòfits de pastures marins o creixent en sòls d'alta salinitat.

Altres espècies són capaços de desenvolupar-se en sòls molt acidificats de forma natural o per activitats humanes, com ara efluents de mineria i aigües residuals industrials.

reproducció

Les espècies de Penicillium i Talaromyces es reprodueixen asexual i sexualment.

reproducció asexual

Pot ocórrer per fragmentació de micelis que posteriorment es segueixen dividint. En altres casos es pot formar un esclerotio (miceli de parets gruixudes) que pot resistir condicions adverses i després començar a dividir-se.

La forma més comuna de reproducció asexual és la producció de conidis (espores sexuals) a partir dels conidióforos. Aquestes es formen a partir de la divisió de el nucli de les fiálides.

reproducció sexual

Les espores sexuals són produïdes en els fàstics. Es genera un anteridio (estructura masculina) i el ascogonio (estructura femenina). Els citoplasmes de les dues estructures es fusionen (plasmogamia) i després s'uneixen els nuclis (cariogamia).

Una vegada que es forma la cèl·lula diploide, ocorre la meiosi. Es formen quatre cèl·lules haploides que pateixen una mitosi, de manera que es produeixen vuit ascospores.

Les ascospores són haploides amb un sol nucli. Poden tenir la superfície llisa o amb ornamentacions i són disseminades pel vent o descarregades per la pluja.

Patògens i malalties

Diverses espècies de Penicillium són agents causals de la deterioració dels aliments particularment quan les condicions són humides i càlides. Les colònies es desenvolupen sobre aquests i els enzims que produeixen els descomponen ràpidament. Generalment les colònies tenen colors verdosos.

També és freqüent la contaminació d'edificacions per les espores de Penicillium i altres gèneres. Els ambients tancats i humits afavoreixen el desenvolupament de l'fong. Hi ha persones que són molt sensibles a les espores, el que els causes diverses patologies respiratòries i al·lèrgies.

T. marneffei (abans Penicillium marneffei) és causant de la peniciliosis, una malaltia endèmica de el sud-est asiàtic. Aquesta afecta només a pacients immunodeprimits, principalment aquells amb VIH. Les conidis infecten l'hospedero per inhalació i després es desenvolupen intracel·lularment, afectant el funcionament d'alguns òrgans.

biotecnologia

Algunes espècies de Penicillium són utilitzades àmpliament en la indústria alimentària i farmacèutica.

En molts productes carnis que són sotmesos a processos de maduració, és comú la presència de colònies de fongs a la superfície. Aquests fongs potencien els aromes i sabors característics causa de la producció de diversos compostos químics.

Espècies de Penicillium constitueixen la flora microbiana superficial en alguns embotits fermentats com el salami. Aquests són antioxidants i eviten la dessecació, a més que la seva capacitat proteolítica contribueix a la curació dels productes i eviten l'atac de patògens.

En el cas dels denominats formatges blaus, P. roqueforti és agregat a la maduració dels mateixos. La seva activitat produeix enzims que degraden compostos químics produint l'aroma i sabor característic d'aquests formatges. Les taques blaves són les colònies de l'fong en el formatge.

Algunes espècies són capaces de produir antibiòtics naturals. Un d'aquests és la penicil·lina que s'obté principalment de P. chrysogenum. La penicil·lina va ser el primer antibiòtic utilitzat en la medicina.

referències

1. Acosta R (2006) Selecció de Penicillium productors de pèptids antifúngics per a la seva utilització en productes carnis. Memòria per optar a l'títol de doctor. Facultat de Veterinària, Universitat d'Extremadura, Espanya. 288 pàg.
2. Cabañes J, MR Bragulat i G Castellà (2010) Ochratoxin a producing species in the genus Penicillium. Toxins 2: 1111-1120.
3. Houbraken i RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium and the Segregation of Tricocomàcia into three families. Studies in Mycology 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga i JC Frisvad (2011) Phylogeny and Nomenclature of the genus Talaromyces and taxa accommodated in Penicillium subgenus Biverticillium. Studies in Mycology 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi i RA Samson (2014) Identification and Nomenclature of the genus Penicillium. Studies in Mycology 78: 343-371.
6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta i AK Saxena (2017) Biodiversity of the genus Penicillium in different habitats. In: KV Gupta i S Rodríguez-Cant (ed). New and future developments in microbial biotechnology and Bioengineering. Penicillium system properties and applications. Elsevier, United Kingdom.