REGNE FUNGI: CARACTERÍSTIQUES, CLASSIFICACIÓ, REPRODUCCIÓ, NUTRICIÓ - BIOLOGIA - 2025

El regne Fungi és la classificació on s'agrupen els fongs. En aquest s'inclouen organismes com els llevats de el pa i la cervesa, els tions, les floridures de les fruites i els xampinyons, molts d'ells amb formes i funcions que ens són familiars com a éssers humans.

Es tracta d'un grup molt nombrós d'organismes: inicialment es pensava que en aquest havia més de 100 mil espècies i avui dia supera el milió cinc-centes mil. Amb el que els fongs, a el menys respecte a l'nombre d'espècies, representen el segon grup més gran després del dels insectes.

Fotografia de l'fong que pertany a la divisió Basidiomycota, Amanita muscaria (Imatge de Image PublicDomainPictures a www.pixabay.com)

És important destacar que els membres d'aquest regne comprenen més de l'90% de la biomassa terrestre sumada pels organismes procariotes i invertebrats, el que els fa el grup d'organismes més abundant sobre la terra en termes de biomassa de terra.

Així, els fongs estan àmpliament distribuïts a la biosfera:

- Poden trobar fongs en el gel antàrtic, a les platges i els boscos tropicals, en els paisatges nòrdics i en latituds mitjanes.

- Viuen a terra, a l'aigua, en la superfície de muntanyes rocoses i fins i tot en aigua de mar.

- Poden ser paràsits de plantes, de peixos, d'insectes i de grans animals vertebrats com els mamífers, és a dir, en tots els organismes vius.

Característiques de el regne Fungi

Els fongs conformen un complex grup d'organismes que, tot i les moltes diferències que puguin tenir entre si, comparteixen algunes característiques destacables:

- Són organismes eucariotes

A diferència dels bacteris i els arqueobacteris, però tal com els animals i les plantes, els fongs són eucariotes, és a dir, tenen un nucli i sistemes membranosos que defineixen altres orgànuls a l'interior de les seves cèl·lules.

Tot i que es classifiquen en un grup diferent, molts autors estan d'acord amb que les cèl·lules dels fongs són més semblants a les dels animals que a les de les plantes, especialment pel que fa a les característiques dels seus orgànuls interns.

- Tenen paret cel·lular

La raó per la qual els fongs es classificaven juntament amb les plantes té a veure amb el fet que les seves cèl·lules, encara que no posseeixen clorofil·la, estan envoltades per una paret que les protegeix, així com les cèl·lules vegetals.

No obstant això, les diferències en la composició d'aquesta paret són les que els separen del grup de les plantes: les plantes tenen parets cel·lulars formades per un compost químic anomenat cel·lulosa i els fongs tenen parets cel·lulars formades per altres compost diferent conegut com quitina.

Cal recordar que aquest compost, la quitina, és el mateix material de el qual estan fets els exosquelets de molts insectes i marisc (artròpodes, animals invertebrats).

Fotografia d'un fong (Imatge de 272.447 a www.pixabay.com)

- Són organismes sèssils i multicel·lulars

Amb algunes excepcions, la major part dels fongs són organismes multicel·lulars, és a dir, estan formats per diverses cèl·lules que d'alguna manera estan "connectades" entre si.

A més, són organismes sèssils, és a dir, que tal com les plantes, aquests no es poden moure i estan sempre al mateix lloc on "arrelen".

- Són heteròtrofs

Les plantes són organismes autòtrofs (produeixen el seu propi aliment) i els animals són organismes heteròtrofs (s'alimenten d'altres organismes).

Els fongs també són heteròtrofs, i molts d'ells obtenen l'energia que necessiten per viure de matèria orgànica en descomposició o de deixalles d'altres organismes i no d'altres organismes vius.

- Tenen hifes i micelis

Hifa i miceli. Presa i editada de es.winner.wikia.com

Tots els organismes classificats dins el grup dels fongs, és a dir, en el regne Fungi, tenen una forma molt curiosa de creixement vegetatiu: creixen a partir dels extrems d'uns filaments anomenats hifes, les quals poden agrupar-se per formar un "cos", conegut com miceli.

Els micelis són, per tant, les estructures que s'encarreguen d'absorbir la matèria orgànica (l'aliment, que ha estat digerit externament) des del mitjà que els envolta.

Les hifes que formen aquests micelis s'assemblen a uns brins filamentoses. Les mateixes estan compostes per "tires" de cèl·lules que estan en contacte entre si d'una manera que els nutrients absorbits poden fluir d'una cap a una altra sense molts obstacles.

El miceli d'un fong, depenent de l'espècie, li permet créixer bé sigui sobre el sòl, a l'aigua, sobre teixits en descomposició, sobre teixits vius, etc.

classificació

Els fongs són un grup monofilètic, és a dir, que els seus membres tenen un mateix ancestre comú. Aquest grup està compost per 7 talls: Chytridiomycota, blastocladiomicot, neocal·limastigomicet, Microsporidia, Glomeromycota, Ascomycota i Basidiomycota.

- Tall Chytridiomycota

En aquest tall s'agrupen organismes sapròfits i paràsits que poden, a més, ser unicel·lulars o filamentosos. Poden formar micelis i es reprodueixen asexualment formant espores asexuals. Té dues classes: Chytridiomycetes i Monoblepharidomycetes.

- Tall blastocladiomicot

Està compost per fongs que són paràsits de plantes i d'animals i per alguns fongs sapròfits. Inclou organismes aquàtics i terrestres, els cicles de vida presenten alternança de generacions entre la fase haploide i la diploide. Només conté una classe: Blastocladiomycetes.

- Tall neocal·limastigomicet

A aquest grup pertanyen organismes que es troben en el tracte digestiu de molts animals herbívors, de manera que molts d'ells són anaerobis (viuen en absència d'oxigen, O2). Molts produeixen espores asexuals amb un o dos flagels.

Les seves cèl·lules, en comptes de tenir mitocòndries, tenen hidrogenosomes, uns orgànuls que s'encarreguen de la formació d'energia en forma d'ATP. També conformen una sola classe: Neocallimastigomycetes.

- Tall Microsporidia

En aquest tall s'inclouen fongs paràsits d'animals i d'organismes protistes. Ja que les relacions filogenètiques d'aquest grup no han estat completament esclarides, aquest tall no està subdividit en classes.

- Tall Glomeromycota

Aquests fongs són fongs simbionts mutualistes obligats. Les espècies pertanyents a aquest tall s'associen amb les arrels de moltes plantes i estableixen relacions simbiòtiques amb elles. Es divideix en tres classes: Archaeosporomycetes, Glomeromycetes i Paraglomeromycetes i en quatre subfilos:

1. mucoromycotina
2. Entomophthoromycotina
3. Zoopagomycotina
4. Kickxellomycotina

- Tall Ascomycota

També coneguts com els "fongs de sac", els organismes que pertanyen a aquest tall poden ser simbionts en líquens, poden ser paràsits o sapròfits vegetals o animals i poden ser unicel·lulars o filamentosos.

Es reprodueixen asexualment per fissió, gemmació, fragmentació o per espores. La seva reproducció sexual ocorre per mitjà de meiòspores formades en uns "sacs" anomenats fàstics, els quals poden acoblar-se en estructures o cossos (tancats o oberts) anomenats ascocarps.

A aquest grup pertanyen alguns "fongs de copa", "fongs de cadira" i tòfones. Està dividit en els subfilos:

1. taphrinomycotina
2. Saccharomycotina (on estan els llevats)
3. Pexixomycotina (molts fongs formadors de líquens)

- Tall Basidiomycota

Aquests fongs també tenen diferents formes de vida i nutrició: en el grup hi ha paràsits de plantes i insectes i també sapròfits.

Molts d'aquests són fongs filamentosos i poden produir dos tipus de micelis: un de cèl·lules uninucleadas (amb un sol nucli) i altres amb cèl·lules dicarióticas (amb dos nuclis). Es reprodueixen asexualment per fragmentació o esporulació.

La seva reproducció sexual pot donar-se per fusió d'hifes o per fusió de dues estructures reproductives, una masculina i una altra femenina.

És un dels grups més grans i inclou als fongs que contenen les roseguis, els tions, els fongs gelatinosos, els xampinyons, els fongs globulars, els fongs pudents i els fongs "niu d'ocell", etc.

Aquest tall es subdivideix en tres subfilos:

1. Pucciniomycotina
2. Ustilaginomycotina
3. Agaricomycotina

Reproducció en el regne Fungi

La forma en què es reprodueixen els fongs és considerablement variable i depèn molt de cada espècie que es consideri.

Alguns poden reproduir-se formant noves colònies a partir de fragments de les seves hifes i altres, en canvi, són capaços de produir cossos fructífers (com els xampinyons o bolets) que formen espores.

Per entendre-ho millor, tinguem en ment que en el regne Fungi existeix tant la reproducció asexual com la reproducció sexual.

Fotografia d'un fong (Imatge de enriquelopezgarre a www.pixabay.com)

Reproducció asexual en el regne Fungi

En els fongs podríem parlar d'una reproducció sexual "simple" i una altra una mica més "complexa". La reproducció asexual més "simple" té a veure amb processos de fissió, gemmació i fragmentació.

- La fragmentació ocorre en alguns grups i té a veure, com vam comentar, amb la multiplicació de colònies a partir de fragments de les hifes que formen els seus micelis.

- La gemmació és una altra forma de reproducció asexual a través de la qual, en una cèl·lula sorgeix una mena de "papil" que s'engrandeix i després se separa, formant una entitat independent (però idèntica, és a dir, un clon).

- La fissió és característica d'alguns fongs unicel·lulars, com certes els llevats, per exemple. Consisteix en la formació d'una cèl·lula nova a partir d'una altra que es divideix a la meitat.

Microscòpia de Saccharomyces cerevisiae, el llevat de el pa i la cervesa, un fong unicel·lular que es reprodueix per gemmació (Font: Mogana Das Murtey and Patchamuthu Ramasamy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) via Wikimedia Commons)

Altres formes de reproducció asexual més "complexes" impliquen la formació d'espores asexuals, és a dir, espores que han estat formades per divisions mitòtiques o meiòtiques (per mitosi o meiosi, respectivament) i no per la fusió de dues cèl·lules o gàmetes sexuals.

Es diu que són més "complexes" perquè els fongs que formen aquestes espores (mòbils o immòbils) generalment desenvolupen unes estructures més elaborades per a això.

Reproducció sexual en el regne Fungi

Gairebé totes les espècies que s'emmarquen en aquest regne poden reproduir-se sexualment.

Una diferència important de la reproducció sexual dels fongs respecte a la d'altres organismes és que la membrana nuclear de les seves cèl·lules roman intacta al llarg de el procés (en els altres organismes es "dissol" i torna a formar-se).

Plasmogamia, cariogamia i meiosi

En els fongs la reproducció sexual ocorre en tres esdeveniments seqüencials. Inicialment, els cromosomes diploides (2n) són separats en dues cèl·lules filles, formant un estadi haploide (n).

La plasmogamia consisteix, llavors, en la fusió de dos protoplasts que contenen nuclis "compatibles". Anomenem protoplast a tot el que està contingut a l'interior de la paret cel·lular: membrana plasmàtica i citosol amb tots els seus orgànuls.

Aquesta fase produeix una cèl·lula amb dos nuclis haploides que no s'han fusionat, esdeveniment que ocorre posteriorment i que es coneix com cariogamia. La cariogamia dóna lloc a un nucli diploide, genèticament diferent als dos anteriors, dins d'una cèl·lula que ara s'anomena zigot.

Hi ha molts fongs que són sempre haploides i, per això, el zigot és l'única cèl·lula diploide de tot el seu cicle de vida. Altres fongs, a més, poden estar molt de temps amb cèl·lules dicarióticas (amb dos nuclis).

Després de la cariogamia segueix la meiosi, que és el procés de divisió cel·lular pel qual es redueix la càrrega genètica o el nombre de cromosomes per cèl·lula, de manera que es restableix la "fase" haploide. Els nuclis haploides usualment estan en cèl·lules que es converteixen en espores, meiòspores.

Esquema «ràpid» de la reproducció sexual d'un fong amb cos fructífer (Font: Fungi_sessuate_reproduction.png: M.violante 10:22, 24 May 2006 (UTC) derivative work: DZadventiste / CC BY-SA (http: // creativecommons. org / licenses / by-sa / 3.0 /) via Wikimedia Commons, modificat per Raquel Parada)

Com es troben els nuclis haploides compatibles?

La plasmogamia pot ser aconseguida mitjançant la producció de cèl·lules sexuals especialitzades o gàmetes, que poden ser produïdes per òrgans sexuals anomenats gametangis.

Alguns fongs posen en contacte els seus gametangios, permetent que els nuclis d'un (el masculí) passin a l'altre (el femení), però no produeixen cèl·lules sexuals. Altres fongs fusionen les seves gametangios per poder dur a terme la plasmogamia.

Els fongs més avançats, d'altra banda, no produeixen gametangios, sinó que les hifes vegetatives exerceixen funcions sexuals i es fusionen, intercanviant nuclis.

nutrició

Anteriorment hem esmentat que els fongs són organismes heteròtrofs. D'això s'entén que, a diferència de les plantes, aquests éssers vius són incapaços de sintetitzar el seu propi aliment a partir de la llum solar i el diòxid de carboni (CO2) present a l'atmosfera.

La font preferida d'energia i carboni dels fongs són els carbohidrats (encara que obtenen nitrogen a partir de la degradació de proteïnes) i els fongs són capaços d'absorbir i metabolitzar diferents carbohidrats solubles, entre ells glucosa, xilosa, fructosa, sacarosa, etc.

A més, altres carbohidrats "insolubles" més complexos, com la cel·lulosa i l'hemicel·lulosa, la lignina o el midó, també poden ser descompostos per la bateria d'enzims digestius que els fongs poden produir.

Com organismes heteròtrofs, els fongs poden classificar-se d'acord amb la "forma" que tenen per alimentar-se:

- Alguns són sapròfits o descomponedors. La saprotrofia consisteix en la digestió externa de matèria orgànica en descomposició (a través de la secreció d'enzims digestius) i després absorbir-la a través del "cos" format per les hifes.

Fotografia de les hifes d'un fong sapròfit entre les fulles caigudes d'un arbre (Font: Sten / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

- Altres fongs són paràsits, de manera que obtenen el seu aliment a partir dels teixits de l'organisme de què són hostes, el que moltes vegades pot ser perjudicial per a la salut d'aquest.

- Altres fongs són simbionts i coexisteixen en un mateix "organisme" amb una alga, formant el que es coneix com un liquen. L'alga és fotosintètica (autòtrofa) i el fong és heteròtrof, de manera que el parell té una manera d'alimentació que podríem considerar "mixt".

Fotografia d'un liquen (font: Norbert Nagel, Mörfelden-Walldorf, Germany / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

- Alguns formen unes estructures anomenades micorizes, que també són part d'una relació simbiòtica entre les arrels d'una planta i un fong. Aquests intercanvien nutrients amb el seu company fotosintètic i li aporten certs beneficis.

Esquema de la relació mutualista d'un fong micorízic i una planta (Font: Nefronus / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons, modificat per Raquel Parada)

referències

1. Choi, J., & Kim, SH (2017). A genome tree of life for the fungi kingdom. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114 (35), 9391-9396.
2. Encyclopaedia Britannica. (2020). Retrieved April 16, 2020 from www.britannica.com/science/fungus
3. Feofilova, EP (2001). The kingdom fungi: Heterogeneity of Physiological and biochemical properties and relationships with plants, animals, and Prokaryotes. Applied Biochemistry and Microbiology, 37 (2), 124-137.
4. Mentzer, AP «Characteristics of Kingdom Fungi Organisms» Sciencing.com, www.sciencing.com/characteristics-kingdom-fungi-organisms-8425182.html. 17 April 2020.
5. Moore, D. (2001). Slayers, Saviors, Servants, and Sex: an exposé of kingdom Fungi. Springer Science & Business Mitjana.
6. Stephenson, SL (2010). The Biology of Mushrooms, molds, and Lichens.