Unidad 5. Diversidad del Mundo microbiano Objetivos Conocer Los microorganismos más importantes y sus características Las diferentes aplicaciones de la microbiología Asimilar -Los microorganismos evolucionan, los mutantes mejor adaptados a un medio son seleccionados. Frecuentemente esta evolución no supone una alteración de las capacidades de los microorganismos pero permite clasificarlos filogenéticamente Comprender y discutir -La diversidad microbiana y su cambiante clasificación
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Unidad 5. Diversidad del Mundo microbiano
Objetivos
ConocerLos microorganismos más importantes y sus características
Las diferentes aplicaciones de la microbiología
Asimilar-Los microorganismos evolucionan, los mutantes mejor adaptados a un medio son
seleccionados. Frecuentemente esta evolución no supone una alteración de las capacidades de los microorganismos pero permite clasificarlos filogenéticamente
Comprender y discutir-La diversidad microbiana y su cambiante clasificación
UNIDAD V.- Diversidad del Mundo microbiano
Tema 17.- Microorganismos eucariotas: hongos, mohos mucosos, mohos acuáticos, algas y protozoos
Lynn Margulis
Árbol evolutivo de los eucariotas (en revisión)
Keeling et al. 2005. The tree of eukaryotes. Trends in Ecology and Evolution. 20 (12) 670-676
Resultado de la endosimbiosis primaria
Resultado de la endosimbiosis secundaria
Hongos verdaderos
• fungus (pl., fungi)– eucariotas– portadores de esporas– quimiorganotrofos con nutrición por
absorción – reproducción sexual y asexual– pertenecen al reino Fungi (Eumycota)
del dominio Eucarya
Mohos mucosos y mohos acuáticos
• tienen algún parecido con los hongos• son filogenéticamente distintos
Hongos
Distribución• principalmente terrestre (algunas pocas especies acuáticas)
• algunos son patógenos de plantas o animales • algunos forman asociaciones
– micorrizas – asociaciones con raices de plantas
– líquenes – asociaciones con algas y cianobacterias
Importancia• impacto beneficioso (descomponedor, industria de la fermentación)
• bebidas y comidas fermentadas• producen esteroides, antibióticos y otros fármacos
– Investigación (organismos modelo eucariotas)• impacto negativo (principal causa de enfermedades en plantas y numerosas
enfermedades en animales incluidos los humanos)
Estructura
• Talo (thallus)– cuerpo o estructura vegetativa de un hongo– pared celular compuesta comúnmente de quitina
• polisacárido compuesto de residuos de N-acetil glucosaminaForma• Levaduras• Mohos
Hongos
Levaduras• hongos unicelulares• reproducción asexual, frecuentemente por
gemación• reproducción sexual por formación de
esporas Mohos• hongos filamentosos
– Hifa [hyphae (s., hypha)]• filamento de un moho• puede ser cenocítico (sin
paredes transversales) o septado (con paredes transversales)
– mycelium (pl. mycelia)
• masa enredada o agregado análogo a un tejido
Hifa cenocítica
Hifa septada
Dimorfismo• algunos hongos cambian de la forma levadura (Y) a la de moho (M) (transformación YM)• en animales, Y en el huésped y M fuera del huésped• en plantas, M en el huésped e Y fuera del huésped
Hongos
Reproducción• reproducción asexual
– fisión transversal– gemación– producción de esporas
• reproducción sexual– implica la formación de núcleos
compatibles seguido de la formación de esporas sexuales (zigosporas, ascosporas o basidiosporas)
Hongos
Nutrición y metabolismos
• la mayoría son saprófitos– obtienen los nutrientes de materia orgánica muerta– secretan enzimas hidrolíticos
• quimioorganoheterótrofos
• glucógeno como principal reserva de polisacáridos
• la mayoría son aeróbicos– algunos son anaeróbicos facultativos y obtienen la energía por fermentación– hongos anaerobios estrictos en el rumen de los rumiantes
ClasificaciónDesde 1994 y hasta hace poco se han dividido en 4 Phyla:
AscomycotaBasidiomycotaChytridiomycotaZygomycota
A estos se han sumado dos grupos que están todavía sujetos a revisión el Phylum Glomeromycota (que en general forman micorrizas) y el Phylum Microsporidia(que agrupa a numerosos hongos parásitos). Además hay numerosos hongos Fungi incertae sedis, es decir, de clasificación incierta.
Hongos
División Ascomycota• ascomicetos – también denominados hongos de saco
– durante la reproducción sexual producen ascas ascus (pl., asci) que contienen ascosporas haploides
• muy importantes para el hombre– contaminan alimentos
• muchos de los mohos rojos, pardos y azul verdosos que estropean alimentos son ascomicetos Ej.: Aspergillus
– producen enfermedades en plantas• ej.: mildius pulverulentos que atacan las hojas de las plantas como
la grafiosis
Neurospora crassa (moho rosa del pan)
Asci de Pleospora herbarum
Hongos
– hongos comestibles• ej.: levaduras y trufas
– muchos se emplean en la producción de bebidas, alimentos y fármacos
• los hongos plasmodiales mucosos existen como masas fluidas de protoplasma (plasmodio) de colores durante parte de su ciclo de vida– protoplasma multinucleado– no tiene pared celular– movimiento ameboide
Stemonitis
Physarum pusillum
soro – produce esporas que germinan en mixamebas
Division Acrasiomycota (Moho mucosos acelulares)
Dictyostelium discoideum
Mohos mucosos
• existen en general como células individuales ameboides denominadas mixamebas
• se alimentan de bacterias y levaduras por fagocitosis• en general se dividen por mitosis y citocinesis
• en condiciones de carencia de nutrientes se agregan para formar pseudoplasmodios (similar a una pequeña babosa) móviles
• los pseudoplasmódios se agrupan para formar soros (sorocarpos): cuerpo fructífero maduro
Importante organismo modelo de desarrollo celularLa señalización entre células se realiza empleando cAMP
División Oomycota (Oomicetos o mohos acuáticos)Mohos acuáticos
• son filamentosos como los hongos verdaderos– celulosa en la pared celular en lugar de quitina– crestas mitocondriales tubulares en lugar de lamelares
• reproducción sexual– una célula grande (oogonia) es fecundada por una célula espermática o un anteridio más
pequeño para producir un zigoto – cuando el zigoto germina forma zoosporas asexuales dotadas de flagelos
• en general son saprofitos y habitan en aguas continentales – importantes descomponedores– algunos parasitan plantas y peces (Phytophthora infestans, roya de la patata)– Saprolegnia y Achlya son saprofitos que crecen en masas algodonosas sobre algas
muertas y pequeños animales
Achlya 50 µm Saprolegnia 50 µm
10 µm 10 µm
• El cuerpo del alga se denomina talo y puede ser desde células pequeñas hasta grandes estructuras multicelulares
• La mayoría de las algas se encuentran en medios de agua dulce y marinos; unas pocas crecen en hábitats terrestre.
– Planctónicas (suspendidas en ambientes acuáticos; ej. fitoplancton)
– Bentónicas (ancladas y viviendo en el fondo de una columna de agua)
– Neustónicas (viven en la interfase entre el agua y la atmósfera)
Algas • Grupo de organismos eucariotas que comparten
algunas características morfológicas, reproductoras, ecológicas y bioquímica
– la mayoría son fotoautótrofos• poseen clorofila a• realizan fotosíntesis oxigénica
– algunos son quimiorganoheterotrófos– carecen de un sistema conductor vascular bien
desarrollado y sus estructuras reproductoras son muy simple
– almacenan carbono de diversas formas incluyendo el almidón, aceites y diversos azucares
– tienen reproducción asexual y sexual
Distribución
Características
Estructura
Algas
Algas pétreas
Algas pétreas
ej., género ChlamydomonasImportante organismo modelo en biología vegetal
estigma (Mancha ocular) – permite la respuesta fototáctica
Pirenoide: Síntesis y almacenamiento de almidón
Algas
ej.: género Euglena
• no tiene pared celular•por dentro de la membrana plasmática tiene una membrana denominada película (periplasto) compuesta de bandas proteináceas articuladas
Algas
Afloramientos (blooms) de algas tóxicas
Alexandrium cantenella
Algas – Intoxicación paralítica por moluscos
• provocados por la ingestión de moluscos que se han alimentado de dinoflagelados tóxicos (i.e. Gymnodinium and Gonyaulax). Provocan mareas rojas
– ciguatera• provocados por la ingestión de peces que se
han alimentado de dinoflagelados tóxicos (i.e. Gambierdiscus toxicus)
– Intoxicación amnésica por moluscos• provocados por la ingestión de moluscos
que se han alimentado de dinoflagelados tóxicos y algas pardas tóxicas
Protozoos• unicelular, en general móviles
– no tienen pared celular
• químioorganoheterótrofos• protozoología
– estudio de los protozoos
Distribución• principalmente en hábitats húmedos• la mayoría acuáticos de vida libre• los protozoos terrestres se encuentran en general
en materia orgánica en descomposición y el suelo
• algunos son parásitos de plantas y animalesImportancia• importante unión en las cadenas y redes tróficas
– cadenas tróficas – serie de organismos en el que cada uno se alimenta del precedente
– red trófica – serie de interrelaciones complejas entre cadenas tróficas
– constituyen gran parte del plancton en ambientes acuáticos
• investigación– organismos modelo ya que tienen las mismas rutas
metabólicas que los eucariotas pluricelulares
• causan algunas enfermedades importantes en humanos y otros animales
Protozoos
Toxoplasma gondii: causa la toxoplasmosisPlasmodium falciparum: causante de la malariaLeishmania: causante de LeishmaniasisTrypanosoma brucei: causa la enfermedad del sueñoTrypanosoma cruzy: causa la enfermedad de chagasGiardia lamblia: causa la Giardiasis