FUNGHI DEL REGNO: CARATTERISTICHE, CLASSIFICAZIONE, RIPRODUZIONE, ALIMENTAZIONE - BIOLOGIA - 2024

Il regno dei funghi è la classificazione in cui sono raggruppati i funghi. Ciò include organismi come pane e lieviti di birra, fuliggine, muffe di frutta e funghi, molti dei quali con forme e funzioni che ci sono familiari in quanto esseri umani.

Si tratta di un gruppo di organismi molto ampio: inizialmente si pensava che ci fossero più di 100.000 specie in questo gruppo e oggi supera il milione e cinquecentomila. Pertanto, i funghi, almeno in termini di numero di specie, rappresentano il secondo gruppo più numeroso dopo gli insetti.

Fotografia del fungo appartenente alla divisione Basidiomycota, Amanita muscaria (Image by Image PublicDomainPictures at www.pixabay.com)

È importante notare che i membri di questo regno comprendono oltre il 90% della biomassa terrestre aggiunta da organismi procarioti e invertebrati, il che li rende il gruppo di organismi più abbondante sulla terra in termini di biomassa del suolo.

Pertanto, i funghi sono ampiamente distribuiti nella biosfera:

- I funghi possono essere trovati nel ghiaccio antartico, sulle spiagge e nelle foreste tropicali, nei paesaggi nordici e alle medie latitudini.

- Vivono sul terreno, nell'acqua, sulla superficie delle montagne rocciose e persino nell'acqua di mare.

- Possono essere parassiti di piante, pesci, insetti e grandi animali vertebrati come i mammiferi, cioè in tutti gli organismi viventi.

Caratteristiche del regno dei funghi

I funghi costituiscono un complesso gruppo di organismi che, nonostante le molte differenze che possono avere tra di loro, condividono alcune caratteristiche notevoli:

- Sono organismi eucarioti

A differenza dei batteri e degli archei, ma proprio come gli animali e le piante, i funghi sono eucarioti, cioè hanno un nucleo e sistemi membranosi che definiscono altri organelli all'interno delle loro cellule.

Sebbene siano classificate in un gruppo diverso, molti autori concordano sul fatto che le cellule dei funghi sono più simili a quelle degli animali che a quelle delle piante, soprattutto per quanto riguarda le caratteristiche dei loro organelli interni.

- Hanno una parete cellulare

Il motivo per cui i funghi sono stati classificati insieme alle piante ha a che fare con il fatto che le loro cellule, sebbene non abbiano clorofilla, sono circondate da un muro che le protegge, così come le cellule vegetali.

Tuttavia, le differenze nella composizione di questo muro sono ciò che le separa dal gruppo delle piante: le piante hanno pareti cellulari costituite da un composto chimico chiamato cellulosa ei funghi hanno pareti cellulari costituite da un composto diverso noto come chitina.

Va ricordato che questo composto, la chitina, è lo stesso materiale da cui sono realizzati gli esoscheletri di molti insetti e crostacei (artropodi, animali invertebrati).

Fotografia di un fungo (immagine di 272447 su www.pixabay.com)

- Sono organismi sessili e multicellulari

Con alcune eccezioni, la maggior parte dei funghi sono organismi multicellulari, cioè sono costituiti da diverse cellule che sono in qualche modo “collegate” tra loro.

Inoltre sono organismi sessili, cioè, proprio come le piante, non possono muoversi e si trovano sempre nello stesso luogo in cui “mettono radici”.

- Sono eterotrofi

Le piante sono organismi autotrofi (producono il proprio cibo) e gli animali sono organismi eterotrofi (si nutrono di altri organismi).

I funghi sono anche eterotrofi e molti di loro ottengono l'energia di cui hanno bisogno per vivere dalla materia organica in decomposizione o dai rifiuti di altri organismi piuttosto che da altri organismi viventi.

- Hanno ife e miceli

Ife e micelio. Tratto e modificato da es.winner.wikia.com

Tutti gli organismi classificati all'interno del gruppo dei funghi, cioè nel regno dei Fungi, hanno una forma di crescita vegetativa molto curiosa: crescono dalle estremità di filamenti chiamati ife, che possono essere raggruppati per formare un "corpo" , noto come micelio.

I miceli sono, quindi, le strutture che hanno il compito di assorbire la materia organica (cibo, che è stato digerito esternamente) dall'ambiente che li circonda.

Le ife che compongono questi miceli assomigliano a fili filamentosi. Sono composti da "strisce" di cellule che sono in contatto tra loro in modo tale che i nutrienti assorbiti possano fluire dall'uno all'altro senza molti ostacoli.

Il micelio di un fungo, a seconda della specie, gli consente di crescere sia sul terreno, in acqua, su tessuti in decomposizione, su tessuti viventi, ecc.

Classificazione

I funghi sono un gruppo monofiletico, cioè i loro membri hanno lo stesso antenato comune. Questo gruppo è composto da 7 phyla: Chytridiomycota, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota, Microsporidia, Glomeromycota, Ascomycota e Basidiomycota.

- Phylum Chytridiomycota

In questo phylum sono raggruppati organismi saprofiti e parassiti che possono anche essere unicellulari o filamentosi. Possono formare miceli e riprodursi asessualmente formando spore asessuali. Ha due classi: Chytridiomycetes e Monoblepharidomycetes.

- Phylum Blastocladiomycota

È composto da funghi parassiti di piante e animali e da alcuni funghi saprofiti. Comprende organismi acquatici e terrestri, i cui cicli di vita mostrano l'alternanza di generazioni tra le fasi aploide e diploide. Contiene solo una classe: Blastocladiomycetes.

- Phylum Neocallimastigomycota

A questo gruppo appartengono gli organismi presenti nel tratto digerente di molti animali erbivori, quindi molti di loro sono anaerobici (vivono in assenza di ossigeno, O2). Molti producono spore asessuali con uno o due flagelli.

Le tue cellule, invece di avere i mitocondri, hanno idrogensomi, organelli responsabili della formazione di energia sotto forma di ATP. Costituiscono anche un'unica classe: i neocallimastigomiceti.

- Phylum Microsporidia

Questo phylum include funghi parassiti di animali e organismi protisti. Poiché le relazioni filogenetiche di questo gruppo non sono state completamente chiarite, questo phylum non è suddiviso in classi.

- Phylum Glomeromycota

Questi funghi sono funghi simbionti mutualistici obbligati. Le specie appartenenti a questo phylum sono associate alle radici di molte piante e stabiliscono con esse relazioni simbiotiche. È diviso in tre classi: archeosporomiceti, glomeromiceti e paraglomeromiceti e in quattro sottofili:

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

- Ascomycota Blade

Conosciuti anche come "sac funghi", gli organismi appartenenti a questo phylum possono essere simbionti nei licheni, possono essere parassiti di piante o animali o saprofiti e possono essere unicellulari o filamentosi.

Si riproducono asessualmente per fissione, germogliamento, frammentazione o spore. La loro riproduzione sessuale avviene attraverso meiospore formate in "sacche" chiamate asci, che possono riunirsi in strutture o corpi (chiusi o aperti) chiamati ascocarpo.

A questo gruppo appartengono alcuni "funghi coppa", "funghi sella" e tartufi. È suddiviso nei sottofili:

1. taphrinomycotina
2. Saccharomycotina (dove si trovano i lieviti)
3. Pexixomycotina (molti funghi che formano licheni)

- Phylum Basidiomycota

Questi funghi hanno anche diverse forme di vita e alimentazione: nel gruppo sono presenti parassiti di piante e insetti e anche saprofiti.

Molti di questi sono funghi filamentosi e possono produrre due tipi di miceli: uno con cellule noninucleate (con un singolo nucleo) e altri con cellule dikaryotic (con due nuclei). Si riproducono asessualmente per frammentazione o sporulazione.

La loro riproduzione sessuale può avvenire per fusione di ife o per fusione di due strutture riproduttive, una maschile e l'altra femminile.

È uno dei gruppi più grandi e comprende i funghi contenenti ruggine, ruggine, funghi gelatinosi, funghi, funghi globulari, funghi puzzolenti e funghi "nido d'uccello", ecc.

Questo phylum è suddiviso in altri tre sottofili:

1. Pucciniomycotina
2. Ustilaginomycotina
3. Agaricomycotina

Riproduzione nel regno dei funghi

Il modo in cui i funghi si riproducono è notevolmente variabile e dipende molto da ciascuna specie considerata.

Alcuni possono riprodursi formando nuove colonie da frammenti delle loro ife e altri, invece, sono in grado di produrre corpi fruttiferi (come funghi o funghi) che formano spore.

Per capirlo meglio, teniamo presente che nel regno dei funghi c'è sia riproduzione asessuata che riproduzione sessuale.

Fotografia di un fungo (Immagine di enriquelopezgarre su www.pixabay.com)

Riproduzione asessuata nel regno dei funghi

Nei funghi si potrebbe parlare di una riproduzione sessuale "semplice" e di un'altra un po 'più "complessa". La riproduzione asessuata più "semplice" ha a che fare con i processi di fissione, germogliamento e frammentazione.

- La frammentazione si verifica in alcuni gruppi e ha a che fare, come abbiamo detto, con la moltiplicazione delle colonie da frammenti delle ife che formano i loro miceli.

- Il germogliamento è un'altra forma di riproduzione asessuata attraverso la quale, in una cellula, nasce una sorta di "papilla" che si allarga e poi si separa, formando un'entità indipendente (ma identica, cioè un clone).

- La fissione è caratteristica di alcuni funghi unicellulari, come ad esempio alcuni lieviti. Consiste nella formazione di una nuova cellula da un'altra che si divide a metà.

Microscopia di Saccharomyces cerevisiae, il lievito di pane e birra, un fungo unicellulare che si riproduce per gemmazione (Fonte: Mogana Das Murtey e Patchamuthu Ramasamy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) tramite Wikimedia Commons)

Altre forme più "complesse" di riproduzione asessuata comportano la formazione di spore asessuate, cioè spore che si sono formate da divisioni mitotiche o meiotiche (rispettivamente mitosi o meiosi) e non dalla fusione di due cellule o gameti sessuali.

Si dice che siano più "complessi" perché i funghi che formano queste spore (mobili o immobili) generalmente sviluppano strutture più elaborate per questo.

Riproduzione sessuale nel regno dei funghi

Quasi tutte le specie che rientrano in questo regno possono riprodursi sessualmente.

Una differenza importante nella riproduzione sessuale dei funghi da quella di altri organismi è che la membrana nucleare delle loro cellule rimane intatta durante tutto il processo (in altri organismi si "dissolve" e si forma di nuovo).

Plasmogamia, cariogamia e meiosi

Nei funghi, la riproduzione sessuale si verifica in tre eventi sequenziali. Inizialmente, i cromosomi diploidi (2n) vengono separati in due cellule figlie, formando uno stadio aploide (n).

La plasmogamia consiste, quindi, nella fusione di due protoplasti che contengono nuclei “compatibili”. Chiamiamo protoplasto tutto ciò che è contenuto all'interno della parete cellulare: membrana plasmatica e citosol con tutti i suoi organelli.

Questa fase produce una cellula con due nuclei aploidi che non si sono fusi, un evento che si verifica in seguito ed è noto come cariogamia. La cariogamia dà origine a un nucleo diploide, geneticamente diverso dai due precedenti, all'interno di una cellula che ora viene chiamata zigote.

Ci sono molti funghi che sono sempre aploidi e, quindi, lo zigote è l'unica cellula diploide in tutto il suo ciclo vitale. Inoltre, altri funghi possono rimanere a lungo con le cellule dikaryotic (con due nuclei).

Dopo la cariogamia segue la meiosi, ovvero il processo di divisione cellulare mediante il quale si riduce il carico genetico o il numero di cromosomi per cellula, ristabilendo così la “fase” aploide. I nuclei aploidi si trovano solitamente nelle cellule che si sviluppano in spore, meiospore.

Diagramma "rapido" della riproduzione sessuale di un fungo con un corpo fruttifero (Fonte: Fungi_sessuate_reproduction.png: M.violante 10:22, 24 maggio 2006 (UTC) lavoro derivato: DZadventiste / CC BY-SA (http: // creativecommons. org / License / by-sa / 3.0 /) tramite Wikimedia Commons, modificato da Raquel Parada)

Come si trovano i nuclei aploidi compatibili?

La plasmogamia può essere ottenuta attraverso la produzione di cellule sessuali o gameti specializzati, che possono essere prodotti da organi sessuali chiamati gametangia.

Alcuni funghi mettono in contatto i loro gametangi, permettendo ai nuclei di uno (il maschio) di passare all'altro (la femmina), ma non producono cellule sessuali. Altri funghi fondono i loro gametangi per eseguire la plasmogamia.

I funghi più avanzati, invece, non producono gametangi, ma le ife vegetative esercitano funzioni sessuali e si fondono, scambiandosi i nuclei.

Nutrizione

Abbiamo già detto che i funghi sono organismi eterotrofi. Da ciò si capisce che, a differenza delle piante, questi esseri viventi non sono in grado di sintetizzare il proprio cibo dalla luce solare e dall'anidride carbonica (CO2) presente nell'atmosfera.

La fonte preferita di energia e carbonio per i funghi sono i carboidrati (sebbene ottengano azoto dalla scomposizione delle proteine) ei funghi sono in grado di assorbire e metabolizzare vari carboidrati solubili, tra cui glucosio, xilosio, fruttosio, saccarosio, ecc.

Inoltre, altri carboidrati "insolubili" più complessi, come la cellulosa e l'emicellulosa, la lignina o l'amido, possono essere scomposti anche dalla batteria di enzimi digestivi che i funghi possono produrre.

In quanto organismi eterotrofi, i funghi possono essere classificati in base al "modo" in cui devono nutrirsi:

- Alcuni sono saprofiti o decompositori. La saprotrofia consiste nella digestione esterna della materia organica in decomposizione (attraverso la secrezione di enzimi digestivi) per poi assorbirla attraverso il “corpo” formato dalle ife.

Fotografia delle ife di un fungo saprofitico tra le foglie cadute di un albero (Fonte: Sten / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) tramite Wikimedia Commons)

- Altri funghi sono parassiti, quindi ottengono il loro cibo dai tessuti dell'organismo di cui sono ospiti, il che spesso può essere dannoso per la sua salute.

- Altri funghi sono simbionti e convivono nello stesso "organismo" con un'alga, formando quello che è noto come lichene. L'alga è fotosintetica (autotrofa) e il fungo è eterotrofo, quindi la coppia ha una modalità di alimentazione che potremmo considerare "mista".

Fotografia di un lichene (fonte: Norbert Nagel, Mörfelden-Walldorf, Germania / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) tramite Wikimedia Commons)

- Alcune formano strutture chiamate micorrize, che fanno anche parte di una relazione simbiotica tra le radici di una pianta e un fungo. Questi scambiano sostanze nutritive con il loro partner fotosintetico e gli forniscono alcuni benefici.

Schema della relazione mutualistica tra un fungo micorrizico e una pianta (Fonte: Nefronus / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) tramite Wikimedia Commons, modificato da Raquel Parada)

Riferimenti

1. Choi, J. e Kim, SH (2017). Un genoma albero della vita per il regno dei funghi. Atti della National Academy of Sciences, 114 (35), 9391-9396.
2. Encyclopaedia Britannica. (2020). Estratto il 16 aprile 2020 da www.britannica.com/science/fungus
3. Feofilova, EP (2001). I funghi del regno: eterogeneità delle proprietà fisiologiche e biochimiche e relazioni con piante, animali e procarioti. Biochimica e microbiologia applicata, 37 (2), 124-137.
4. Mentzer, AP "Characteristics of Kingdom Fungi Organisms" Sciencing.com, www.sciencing.com/characteristics-kingdom-fungi-organisms-8425182.html. 17 aprile 2020.
5. Moore, D. (2001). Sventratori, salvatori, servi e sesso: un'esposizione dei funghi del regno. Springer Science & Business Media.
6. Stephenson, SL (2010). La biologia di funghi, muffe e licheni.