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Ecología de hongos[editar]

Patrones de diversidad de hongos[editar]

Los hongos presentan un alto nivel de diversidad biológica. Actualmente, la diversidad del grupo se ha estimado hasta 2017 entre 2.2 a 3.8 millones de especies.[1]​

Un primer patrón es una alta diversidad alfa, beta y gama en la los diferentes hábitats, esto fue detectado por los avances en la secuenciación masiva o de alto rendimiento (high throughput sequencing), de la región del Internal transcribed spacer (ITS por sus siglas en inglés) de los hongos. Principalmente, antes de la era molecular el patrón de alta diversidad alfa y baja diversidad beta y gamma, no obstante, el consenso indica que hay más diversidad de la estimada.[2]​

El siguiente patrón es que la diversidad de especies de hongos saprótrofos aumenta hacia el ecuador terrestre y disminuye hacia los polos; no obstante los hongos que habitan y degradan los materiales del interior de las casas, aumentan en número y cantidad de especies hacia los polos. De forma interesante, los hongos ectomicorrizógenos tienen una diversidad monotonal, en donde hay poca diversidad cerca del ecuador, aumenta hacia las latitudes medias (40º N o S) y después vuelve a disminuir.[2]​ [3]​

Asimismo, también existe diferencias a nivel horizontal en el suelo. En el mantillo viven los hongos saprótrofos descomponedores de materia orgánica tanto de Ascomycota como de Basidiomycota. Conforme aumentamos la profundidad, el número de especies de hongos ectomicorrizógenos aumenta, y si continuamos más profundo en el suelo aumentan en abundancia las especies de la clase Ascomycetes asociados con las raíces así como las levaduras y los mohos.[4]​

Impacto de los hongos en los ciclos biogeoquímicos[editar]

Los hongos intervienen en la dinámica del Carbono (C), Nitrógeno (N) y Fósforo (P)[5]​. El suelo almacena 500–3000 Pg de carbono, y su reciclaje depende de organismos del suelo. [6]​Respecto al Carbono, las plantas alocan (trasladan hacia) el Carbono de la productividad primaria neta (NPP) hacia los hongos ectomicorrizógenos y puede ser del 8 al 17% en los ecosistemas árticos, del 27 al 35% en ecosistemas templados mixtos de coníferas y latifolidas, y del 4 al 35% en ecosistemas monodominantes templados.[7]​ Esto genera que haya un mayor ingreso de Carbono al suelo en forma de biomasa de hongo o de compuestos producidos por este, constituyendo el suelo un sumidero de Carbono. También los hongos liberan compuestos simples de carbono que ayudan a que los hongos saprótrofos puedan mineralizar la materia orgánica y este efecto se conoce en inglés como priming effect.[8]​[6]​ Los hongos saprótrofos asimilan estos compuestos y les permite producir sus propias enzimas para degradar la materia orgánica.

En el suelo, la necromasa microbiana es un componente muy grande de la materia orgánica y contiene compuestos similares estructuralmente a la celulosa y a la lignina. Para degradar estos compuestos, los hognos saprotrofos producen celulasas, celobiohidrolasas, hemicelulasa y β-1,4-glucosidasa (Vease pudrición café). Para degradar la lignina son necesarias las peroxidasas y las fenol-oxidasas. Algunos hongos saprotrofós tienen el paquete completo de enzimas, minetras que otros solo pueden degradar o celulosa o lignina. Los hongos Saprogrofos buscan moléculas de Carbono simples y de Nitrógeno, por lo que utilizan estas enzimas para "cortar" los compuestos complejos como la celulosa y la lignina. Esto se le conoce como descomposición que es diferente a la degradación de la materia orgánica.[7]​ Los hongos saprótrofos afectan la dinámica de la materia orgánica del suelo, porque alteran la materia orgánica del suelo al exudar enzimas oxidativas e hidrolíticas y al producir otras reacciones no enzimáticas (como la reacción Fenton). [7]​ La reacción Fenton produce radicales OH con alto poder oxidativo en la siguiente reacción: [9]​ Este radical libera directamente el amonio de los aminoácidos y los péptidos, y es asimilado rápidamente por los hongos.

Los hongos ectomicorrizógenos inhiben la descomposición de la materia orgánica del suelo cuando el mantillo es de baja calidad y esto se conoce como efecto Gadgil[10]​[11]​. En los experimentos donde se excluye experimentalmente a los hongos ecotmicorrizógenos, mediante una zanja que daña a las raíces y les quita su suministro de carbono, está asociado con un aumento en la degradación de la materia orgánica, disminución de la acumulación de materia orgánica, aumento en la mineralización del Carbono y Nitrógeno, y un aumento en la actividad de las enzimas que degradan materia orgánica del suelo.[7]​ Principalmente, los hongos ectomicorrizógenos degradan la materia orgánica para buscar los compuestos con Nitrógeno inmovilizado en compuestos polifenólicos (como proteinas, inositol fosfato, fosfolipidos, ácidos nucleicos) dejando libre las moléculas de carbono. Las enzimas extracelulares liberadas son: glicosil hidrolasa, la peroxidasa clase II, glioxal oxidasa y fenol oxidasa.[8]​[6]​

También, los hongos están involucrados en el metabolismo del Fósforo (P) presente en los fosfolípidos. Los hongos ecotmicorrizógenos y arbusculares (principalmente estos) movilizan las formas minerales y orgánicas del fósforo en el suelo y esto afecta la recaptura por parte de las plantas. Un mecanismo es por la liberación de ácidos orgánicos (oxalato, citrato y malato), fosfomonoesterasas (fosfatasas ácidas y alcalinas), fosfodiesterasas y fitasas que actúan en los compuestos orgánicos de fósforo en el suelo; lo que aumenta su solubilidad y absorción por parte de los hongos. Posteriormente este fosfato inorgánico (Pi) es empaquetado en vacuolas y transportado hacia las raíces de las plantas.[8]​

Referencias[editar]

  1. ↑ Hawksworth, David L.; Lücking, Robert (14 de julio de 2017). «Fungal Diversity Revisited: 2.2 to 3.8 Million Species». Microbiology Spectrum. doi:10.1128/microbiolspec.FUNK-0052-2016. 
  2. ↑ a b Peay, Kabir G.; Kennedy, Peter G.; Talbot, Jennifer M. (2016-07). «Dimensions of biodiversity in the Earth mycobiome». Nature Reviews Microbiology (en inglés) 14 (7): 434-447. ISSN 1740-1534. doi:10.1038/nrmicro.2016.59. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  3. ↑ Tedersoo, Leho; Bahram, Mohammad; Põlme, Sergei; Kõljalg, Urmas; Yorou, Nourou S.; Wijesundera, Ravi; Ruiz, Luis Villarreal; Vasco-Palacios, Aída M. et al. (28 de noviembre de 2014). «Global diversity and geography of soil fungi». Science (en inglés) 346 (6213): 1256688. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1256688. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  4. ↑ Sterkenburg, Erica; Clemmensen, Karina E.; Ekblad, Alf; Finlay, Roger D.; Lindahl, Björn D. (2018-09). «Contrasting effects of ectomycorrhizal fungi on early and late stage decomposition in a boreal forest». The ISME Journal (en inglés) 12 (9): 2187-2197. ISSN 1751-7370. PMC 6092328. PMID 29880913. doi:10.1038/s41396-018-0181-2. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  5. ↑ Smith, S. E., & Read, D. J. (2008). Mycorrhizal symbiosis. Academic press. 
  6. ↑ a b c Soudzilovskaia, Nadejda A.; Heijden, Marcel G. A. van der; Cornelissen, Johannes H. C.; Makarov, Mikhail I.; Onipchenko, Vladimir G.; Maslov, Mikhail N.; Akhmetzhanova, Asem A.; Bodegom, Peter M. van (2015). «Quantitative assessment of the differential impacts of arbuscular and ectomycorrhiza on soil carbon cycling». New Phytologist (en inglés) 208 (1): 280-293. ISSN 1469-8137. doi:10.1111/nph.13447. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  7. ↑ a b c d Frey, Serita D. (2 de noviembre de 2019). «Mycorrhizal Fungi as Mediators of Soil Organic Matter Dynamics». Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 50 (1): 237-259. ISSN 1543-592X. doi:10.1146/annurev-ecolsys-110617-062331. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  8. ↑ a b c Liu, Yanjiao; Li, Xiangzhen; Kou, Yongping (17 de abril de 2020). «Ectomycorrhizal Fungi: Participation in Nutrient Turnover and Community Assembly Pattern in Forest Ecosystems». Forests (en inglés) 11 (4): 453. ISSN 1999-4907. doi:10.3390/f11040453. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  9. ↑ Op De Beeck, Michiel; Troein, Carl; Peterson, Carsten; Persson, Per; Tunlid, Anders (3 de enero de 2018). «Fenton reaction facilitates organic nitrogen acquisition by an ectomycorrhizal fungus». New Phytologist 218 (1): 335-343. ISSN 0028-646X. doi:10.1111/nph.14971. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  10. ↑ Fernandez, Christopher W.; Kennedy, Peter G. (2016). «Revisiting the ‘Gadgil effect’: do interguild fungal interactions control carbon cycling in forest soils?». New Phytologist (en inglés) 209 (4): 1382-1394. ISSN 1469-8137. doi:10.1111/nph.13648. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
  11. ↑ Sietiö, Outi-Maaria; Santalahti, Minna; Putkinen, Anuliina; Adamczyk, Sylwia; Sun, Hui; Heinonsalo, Jussi (23 de agosto de 2019). «Restriction of plant roots in boreal forest organic soils affects the microbial community but does not change the dominance from ectomycorrhizal to saprotrophic fungi». FEMS Microbiology Ecology 95 (9). ISSN 1574-6941. doi:10.1093/femsec/fiz133. Consultado el 4 de diciembre de 2020. 
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