Reproducción de los hongos, sexual y asexual, divisiones más importantes

Los hongos son un conjunto de organismos que se incluyen dentro del llamado reino Fungi. Este grupo ha sido escasamente estudiado, por lo cual aún se desconocen muchos aspectos fisiológicos y ecológicos, así como su verdadera diversidad. Sin embargo, la biodiversidad dentro del reino Fungi es tan amplia, que no se puede describir una sola forma de reproducción de los hongos, ya que esta puede ocurrir de varias maneras, según el grupo que se esté evaluando.

En general, la reproducción de los hongos es un proceso sencillo; sin embargo, en muchos grupos existe una notable complejidad. Algunas estimaciones indican que pueden existir millones de especies en todo el mundo, ocupando una gran variedad de hábitats. Los hongos presentan características contrastantes con respecto a otros reinos.

Esto último, se debe principalmente a que son organismos heterótrofos como los animales y presentan pared celular de quitina, de forma análoga a la pared celular en organismos vegetales, la cual se encuentra compuesta de celulosa. Estos organismos no poseen células móviles en ninguna etapa de su ciclo de vida.

Los hongos son tan abundantes en la biosfera, que algunas estimaciones en zonas tropicales, señalan que pueden existir hasta 5 toneladas de estos organismos en los primeros 20 centímetros del suelo, en una extensión de una hectárea. Junto con las bacterias heterótrofas, los hongos forman un conjunto biótico muy importante en la degradación de biomasa y el ciclado de los nutrientes.

En muchos casos, la reproducción de los hongos puede ocasionar importantes pérdidas económicas para el hombre, tanto para las actividades agrícolas como en otras industrias. Los hongos poseen un arsenal de enzimas que pueden degradar muchos compuestos orgánicos para su alimentación e incluso pueden degradar sustancias inorgánicas.

Por otro lado, la reproducción de los hongos también se puede dar en ambientes con condiciones extremas, soportando temperaturas bajo cero y tan altas como los 60 °C. A pesar de esto, muchos hongos también son utilizados por el hombre, en diversas actividades industriales de relevancia alimenticia y médica. También son importantes en el establecimiento de relaciones simbióticas con otros organismos como los árboles, con los cuales conforman estructuras llamadas micorrizas y, entre hongos y algas, para formar los líquenes.

Estructuras reproductoras de los hongos

Varios grupos de hongos son organismos unicelulares, sin embargo, la mayoría son filamentosos y aquellos como las setas están conformados por muchas de estas estructuras filamentosas unidas estrechamente. Dichos filamentos son conocidos como hifas y la masa o aglomeración de las mismas se conoce como micelio.

La reproducción de los hongos puede ocurrir por vía asexual (ver los tipos de reproducción asexual) y sexual. En ambos procesos, las esporas son las estructuras responsables de la dispersión de estos organismos. Las estructuras reproductoras de estos organismos se encuentran separadas de las hifas por septos completos.

En la reproducción de los hongos, las estructuras reproductivas son conocidas como gametangios, si estas estructuras producen directamente gametos (reproducción sexual) o esporangios si están implicadas en la producción de esporas asexuales.

En general, los hongos que son filamentosos constan de una parte no reproductiva o vegetativa y una parte reproductiva. La región no reproductiva siempre es haploide mientras que la porción vegetativa es diploide. En las levaduras, que son unicelulares, no existe esta regionalización.

Tipos de reproducción en los hongos

Se pueden mencionar dos tipos generales de reproducción de los hongos, que son el tipo sexual y el asexual. La reproducción sexual, permite que se establezcan variaciones genéticas dentro de las poblaciones de hongos y se genera comúnmente cuando las condiciones ambientales son adversas. Dentro de esta forma de reproducción de los hongos existen dos tipos de gametos (masculinos y femeninos). Si ambas formas se encuentran sobre un mismo micelio, este se reconoce como micelio homotálico o autofértil, mientras que los micelios heterotálicos poseen solo un tipo de gameto, de forma que se requieren dos micelios diferentes y compatibles para llevar a cabo la reproducción sexual.

La reproducción sexual de los hongos cuenta con tres etapas principales. En la primera etapa, conocida como plasmogamia, se combinan dos células haploides para generar una etapa dicariótica, con dos núcleos coexistiendo dentro de una célula. En la segunda etapa, denominada cariogamia, los núcleos se combinan, dando lugar a un núcleo diploide. Finalmente, en la tercera etapa ocurre la meiosis en los órganos gametangios, en los cuales se forman los distintos gametos y se diseminan finalmente las esporas en el ambiente.

Por otro lado, la reproducción de los hongos de tipo asexual consiste en la fragmentación, brotación o producción de esporas vegetativas. Mediante la fragmentación de las hifas se pueden generar nuevas colonias, mientras que los fragmentos miceliales conforman nuevos micelios. Por su parte, en la reproducción de los hongos considerados levaduras, las células somáticas pueden formar yemas mediante mitosis.

Asimismo, las esporas vegetativas o asexuales se generan de manera mitótica a partir de un solo progenitor, y son capaces de esparcirse en el aire con el fin de ampliar su distribución, al colonizar nuevos ambientes. Las esporas pueden ser liberadas desde los extremos distales de las hifas o encontrarse dentro de un esporangio. Existen distintos tipos de esporas asexuales, que se clasifican según el lugar y la forma en la que son liberadas, así tenemos las conidiosporas (artroconidios, clamidoconidios, etc.) que se liberan desde el extremo o laterales de las hifas y las esporangiosporas, que se producen y desprenden desde el esporangio.

Reproducción de los hongos en las divisiones más importantes

La reproducción de los hongos varía según el grupo de estos organismos. Muchas especies son poco conocidas debido a su pequeño tamaño y a sus hábitos edáficos. Por su parte, las formas que fructifican en setas observables, coloridas y llamativas son más conocidas.

A continuación se mencionan algunas formas de reproducción de los hongos, según los grandes grupos y las estructuras asociadas a cada uno de estos:

División Zygomycota

Estos hongos viven principalmente en el suelo sobre materia orgánica en descomposición, tanto de origen vegetal como animal. Algunas especies son parásitas de insectos y plantas, mientras otras pueden causar enfermedades en el hombre y animales domésticos.

Dentro de este grupo, la reproducción de los hongos se define por la producción de una estructura sexual de reposo muy característica denominada zigosporangios. Estas son producidas a partir de la fusión de dos gametangios multinucleados. Dentro del zigosporangio, los gametos que consisten en núcleos sencillos se fusionan para formar núcleos diploides o cigotos. Los zigosporangios también son llamados zigosporas, sin embargo, el zigosporangio contiene varios cigotos y es preferible este término.

La reproducción de los hongos de esta división también tiene una forma asexual, a través de esporas haploides. Estas esporas son producidas en esporangios situados en las hifas. Los esporangios se ubican en la porción distal de una rama erecta conocida como esporangióforos. El esporangio contiene varios núcleos que por meiosis, durante el proceso de germinación del zigosporangio, se convierten en esporas haploides que pueden germinar y formar nuevos micelios.

División Ascomycota

Esta agrupación incluye más de 30000 especies y contiene algunos de los hongos más conocidos y de importancia económica, por los daños que ocasionan. Algunas especies dañinas son Endothia parasítica, que ocasiona la enfermedad del cancro del castaño. Asimismo, la enfermedad del olmo es producida por el hongo ascomicete Ceratocystis ulmi. Las levaduras también forman parte de este grupo, así como las trufas y colmenillas comestibles.

En general, los ascomicetes, con excepción de las levaduras unicelulares, son filamentosos durante el periodo de crecimiento, con hifas septadas o divididas por paredes transversales perforadas, que permiten el flujo de citoplasma.

En la reproducción de los hongos ascomicetos se incluyen especies homotálicas, que tienen la capacidad de autofecundarse, produciendo estructuras sexuales a partir de una cepa genética. Por otro lado, existen especies heterotálicas, que necesitan la combinación de dos individuos o cepas + y-.

La reproducción de los hongos de esta división, de tipo asexual, se produce mediante esporas especializadas llamadas conidios, las cuales son plurinucleadas y se generan a partir de las células conidiógenas, las cuales se separan de los extremos de hifas modificadas llamadas conidióforos.

Asimismo, la reproducción de los hongos ascomicetos que se da de manera sexual implica la formación de ascos, las cuales son estructuras en forma de saco, que contienen ascosporas con carga haploide. Estas estructuras sexuales distinguen a los ascomicetes de todos los demás hongos. Los ascos se forman a partir del mismo micelio, donde se generan los conidios. Este proceso de formación de ascos está precedido por la formación de los gametangios masculinos y femeninos llamados anteridios y ascogonios, respectivamente.

Los núcleos masculinos pasan al ascogonio a través del tricógino, ocurriendo el proceso de plasmogamia entre los núcleos, sin que haya fusión de los mismos. A partir del ascogonio, se producen un conjunto de hifas ascógenas, cuyas células presentan dos núcleos después de la división celular. Posterior al proceso de cariogamia se forma un zigoto que, tras dos divisiones meióticas produce las ascosporas.

Durante la reproducción de los hongos, los ascos se forman en regiones de hifas especializadas muy finas llamadas ascocarpos, los cuales poseen diversas formas: esféricos o cleistotecio, en forma de tasa o apotecio, también en forma de botella con un poro apical, a través del cual salen las esporas o peritecio. Los ascos están ubicados en la superficie interior del ascocarpo y toda la capa de ascos, que a menudo son numerosos, recibe el nombre de himenio. Los ascos explotan por turgencia y expulsan las esporas lejos del ascocarpo.

Tras la germinación de ascosporas, inicia la producción de micelio y, simultáneamente, la formación de conidióforos. Los conidios serían los responsables de la propagación inicial del hongo.

Levaduras

La reproducción de los hongos ascomicetes unicelulares, donde se incluyen las levaduras unicelulares, se produce a través del proceso de gemación o escisión, antes del proceso de generación de esporas. Estos hongos presentan varias fases en su ciclo biológico, con una fase unicelular persistente en todas las especies. Existen, además, formas de levaduras que poseen fases unicelulares y fases miceliares.

En la fase sexual, la reproducción de los hongos considerados como levaduras ocurre cuando dos células o dos ascósporas se unen y forman un zigoto. Dicho zigoto puede formar células diploides o se fusionan como un asco, es decir, sufren meiosis para formar cuatro células haploides y luego sufrir una división mitótica. En el interior del zigoto (ya trasformado en un asco) se forma una pared alrededor de cada ascospora, para dar lugar a ocho en total. Las ascosporas son liberadas una vez que se rompe el asco.

Con posterioridad puede ocurrir un proceso de gemación de las ascosporas (reproducción asexual) o fusionarse con otra célula para repetir los procesos sexuales. Las levaduras son muy importantes en los procesos de fermentación de hidratos de carbono y degradación de glucosa, para producir alcoholes y dióxido de carbono. Entre las especies de levadura más importantes está Saccharomyces cerevisiae.

Aunque la mayoría de las levaduras son ascomicetes simplificados, también existen varias especies de la división basidiomicetes, entre las cuales se encuentran algunas especies patógenas.

Líquenes

Los líquenes son asociaciones simbióticas entre una cianobacteria o un alga verde, con un hongo ascomicete. El hongo protege a su simbionte de las condiciones ambientales, mientras que las algas producen sustancias alimenticias. El proceso de reproducción de los hongos simbióticos puede darse a través de fragmentos especiales denominados soredios, que se componen de hifas del hongo y algas o cianobacterias. De esta manera, los soredios permiten establecer líquenes en nuevas localidades.

Adicionalmente, los hongos de líquenes también son capaces de formar ascocarpos, similares a los hongos ascomicetes que no forman líquenes. Sin embargo, estos ascocarpos persisten por mucho más tiempo, siendo capaces de producir esporas durante años.

División Basidiomycota

A este grupo pertenecen hongos más conocidos por el hombre, como los champiñones, níscalos, setas venenosas, falos hediondos y hongos fitopatógenos. La reproducción de los hongos de esta división ocurre principalmente a través de basidiosporas, lo cual los distingue del resto de los hongos. Las basidiosporas se sitúan en el interior de unas estructuras claviformes llamadas basidios.

El micelio de los basidiomicetes pasa por dos fases bien diferenciadas en muchas de las especies de esta división. El micelio primario se produce tras la germinación de la basidiospora. Generalmente, este micelio es plurinucleado, pero pronto se generan septos que producen células con un solo núcleo. El micelio secundario se forma a partir de la fusión de hifas primarias provenientes de apareamientos iniciales, en cuyo caso sería heterocariótico, o a partir de hifas no septadas. En cada caso se produce un micelio secundario binucleado, ya que la cariogamia no se produce inmediatamente después de la plasmogamia. A partir de este micelio secundario se produce el basidiocarpo, el cual es un cuerpo carnoso productor de esporas como los champiñones que conocemos.

Las basiosporas pueden quedar expuestas en el basiocarpo o pueden estar encerradas dentro del basidiocarpo como ocurre en los Hymenomycetes y Gasteromycetes, respectivamente. El basidiocarpo es considerado como un micelio terciario.

El proceso de reproducción de los hongos basidiomicetes conocidos como royas, es más complejo debido a que poseen un proceso de reproducción parasexual. Muchos de estos hongos requieren de dos huéspedes para completar su ciclo de vida (heteroicos), mientras que otros solo necesitan un huésped (autoicos). Los hongos con dos huéspedes solo se reproducen de manera asexual en uno de los huéspedes y para que ocurra la reproducción sexual deben cambiar de huésped.

Referencias

1. Cepero de García, M. C. (2012).
2. Fungi Reproduction. (2021, March 6).
3. Kuhar, J. F., Castiglia, V. C., & Papinutti, V. L. (2013).
4. Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (2005).