MICOLOGIAlezione 1

Alcune caratteristiche dei funghi

• Origine sul pianeta terra (ambiente acquatico): tardo Precambriano (570 milioni di anni fa).

• Hanno iniziato a colonizzare le terre emerse nel Siluriano (140 milioni di anni più tardi).

• Privi di pigmenti clorofilliani• Nutrizione

– Saprofiti– Simbionti (micorrize, licheni)– Parassiti

• I rapporti dell’uomo con i funghi risalgono a tempi remoti (cibo, medicamenti, specie velenose: Carlo VI di Francia, Papa Clemente VII de’ Medici, lo zar Alessandro III di Russia)

• Interesse biotecnologico: l’alcol etilico, proteine per l’alimentazione di animali domestici, enzimi, vitamine, acidi organici.

• Interesse farmacologico: antibiotici (penicilline, cefalosporine), funghi antitumorali.

• A scopo alimentare alcune specie sono coltivate su larga scala: Prataiolo, Pleuroto, Flammulina, Schii-Ta-Ke e altri.

• Numerose sono le specie fungine che danneggiano le derrate alimentari, le coltivazioni e le piante forestali con perdite annuali incalcolabili e con investimenti di enormi capitali e tecnologie di avanguardia per difendersi da questi parassiti; altrettanto importanti sono le specie che attaccano gli animali e l’uomo con produzione di malattie dovute spesso a tossine estremamente velenose.

Micetismo Micotossicosi

Miceti e patologie nell’uomo

Micosi

MICETISMOPatologia causata dall’ingestione di funghi velenosi

Amanita virosa Amanita verna Amanita phalloides

- amanitina, falloidina

Micotossicosi

• Sono patologie causate principalmente dall’ingestione di alimenti contaminati da tossine fungine (micotossine).

• Sono responsabili di intossicazioni acute a carico del fegato (epatiti), rene, SNC.

• Molte muffe possono produrre tossine: varie specie del genere Aspergillus, Penicillium, Fusarium.

• A. flavus aflatossina

• A. ochraceus ocratossina

• Sono delle patologie infettive dovute alla penetrazione e proliferazione del fungo nell’ospite.

• I funghi che possono causare micosi sono sia lieviti, sia funghi filamentosi (muffa).

• Vengono distinte in due grandi gruppi: micosi viscerali o sistemiche e micosi superficiali o dermatomicosi.

Micosi

Degrado beni culturali

• Non esiste materiale che non possa essere danneggiato dai funghi.

• Numerose specie sono saprofite con grandi capacità degradative per i materiali organici quali polisaccaridi e proteine

• Capacità adattative a diverse condizioni ambientali gli ambienti deputati alla conservazione dei manufatti di interesse storico-artistico, quali ipogei, chiese, musei, biblioteche ed archivi, possano costituire un habitat ideale per il loro sviluppo.

MICELIO

Apparato vegetativo

• Insieme di filamenti molto sottili detti ife. Il loro intreccio prende il nome di micelio

IFE

Lieviti

Processo di gemmazione in una cellula di lievito

• Corpo vegetativo unicellulare.

• Cellule allungate, ovali, sferiche, apiculate.

• Si riproducono per gemmazione.

• Saprofiti, parassiti facoltativi o obbligati.

Ramificazione delle ife

• Ramificazione monopodiale

• Ramificazione dicotomica

• Ramificazione simpodiale

• Anastomosi ifale e contatto ifale

monopodiale dicotomica simpodiale

Organuli cellulari

• Le cellule fungine sono eucariotiche e, ad eccezione dei cloroplasti, contengono molti degli organiti, comuni a questo tipo di organismi.

• Nei funghi con micelio pigmentato la parete cellulare contiene melanine (chinoni+idrochinoni) protezione verso agenti

chimici e fisici

favoriscono la penetrazione nei mat. lapidei.

I setti nella cellula fungina• Presenza o assenza di setti• Negli asco o basidiomiceti le ife si presentano

settate• Negli zigomiceti il micelio è polienergide o

cenocitico.

A=Ifa non settata (cenocitica)

B=Ifa settata con cellule uninucleate

B=Ifa settata concellule multinucleate

• A - setto intero con micropori• B - setto perforato con un poro semplice come in

molti Ascomiceti• C - setto a doliporo, come in molti Basidiomiceti

A C

Diversi tipi di struttura del setto di un’ifa in sezione trasversale

B

Aggregati miceliari

• Il micelio va soggetto a molteplici trasformazioni e adattamenti che portano alla costituzione di organi e strutture con particolari funzioni.

• Plectenchimi: quando l’unione miceliare diviene più stretta e più intimo il contatto tra i suoi componenti, che a sua volta si distinguono in:

prosenchimi pseudoparenchimi

Cordoni miceliari

• Aggregati di ife parallele indifferenziare

Agaricus bisporus

Serpula lacrimans

• Agente della carie del legno.

Rizomorfe

• Cordoni miceliari dall’aspetto di radice che tendono ad accumulare riserve.

Sclerozi

• Sono strutture pseudo-istologiche di aggregati di ife che svolgono principalmente una funzione di sopravvivenza in condizioni di avversità ambientale per il microrganismo e si trovano per lo più nel ciclo biologico di funghi patogeni.

Sclerozi ed apoteci di Sclerotina sclerotorium

Claviceps purpurea

Rhizoctonia solani

• Pseudosclerozi - talora di grosse dimensioni; sono formati da un intenso intreccio di micelio che trattiene frammenti di materiale organico come l’humus dei boschi. In condizioni favorevoli germinano producendo strutture riproduttive. Sclerozio di Polyporus tuberaster

• I carpofori degli Asco e Basidiomiceti sono anch’essi aggregati miceliari formati da pseudotessuti costituiti da ife intrecciate in diversi modi che caratterizzano le strutture dei diversi gruppi di funghi.

La Riproduzione

• La riproduzione è l’insieme dei processi mediante i quali un individuo dà origine ad altri individui.– Agamica– Sessuale– Per sporogonia

Riproduzione agamica• Porzioni del corpo vegetativo si sviluppano in

nuovi individui che presentano le stesse caratteristiche genetiche del genitore.

– Scissione: l’individuo unicellulare singolo o facente parte di una colonia, si scinde in due individui uguali. Ha luogo in qualche lievito (Schizosaccharomyces octosporus).

– Gemmazione: una cellula produce una escrescenza o gemma entro la quale si trasferisce uno dei due nuclei derivati dalla divisione del nucleo della cellula madre; la gemma generalmente si stacca per accrescersi e ripetere il fenomeno. E’ caratteristica dei lieviti ed è presente anche in altri funghi.

Riproduzione agamica

– Frammentazione: il corpo vegetativo dei funghi si frammenta in porzioni non predeterminate, che in condizioni idonee si sviluppano generando altre masse miceliari.

– Riproduzione per conidi: possono essere costituiti da una sola cellula o da gruppi di cellule. La forma, le dimensioni sempre microscopiche e il colore sono estremamente variabili nelle diverse specie. Frequentemente si formano all’esterno di strutture specializzate: ife conidiofore, semplici o variamente ramificate, che terminano con cellule conidiogene capaci di produrre catenelle di conidi.

Fam. Aspergillaceae

• Aspergillus sp.

• Penicillium sp.

Riproduzione agamica

• Le ife conidiofore possono essere libere o riunite in strutture (fruttificazioni conidiche).

• SPORODOCHI, cuscinetto di ife intrecciate tra loro sul quale sono raggruppati i conidiofori.

• ACERVULI, costituiti da strutture a coppa contenenti i conidiofori,

Forma caratteristica di uno sporodochio

Acervulo

Riproduzione agamica

• COREMI o SINNEMI, formati da fasci di conidiofori portanti all’apice le ife conidiogene e i conidi.

• PICNIDI, strutture a forma di fiaschetto con ventre, collo e apertura sommitale, contenenti alla base ife conidiofore.

Sinnema Ophiostoma sp.

Fusicoccum sp.picnidi

Forme di conservazione dei funghi

• Clamidospore - si formano o all’apice di ife vegetative o lungo il loro decorso, hanno la parete abbastanza robusta ed accumulano forti quantitativi di sostanze di riserva.

Trichoderma spp e Absidia spp: esempio di clamidospore terminali e intercalari

La riproduzione sessuale

• Unione di due cellule riproduttrici aploidi.• L’unione dei gameti si realizza in due fasi: la plasmogamia

durante la quale i citoplasmi dei due gameti si rimescolano e la cariogamia che si attua con la fusione dei due nuclei formando un sincarion.

• Negli Ascomiceti filamentosi e nei Basidiomiceti dopo la plasmogamia i due nuclei non si fondono ma si avvicinano tra loro formando una coppia: il dicarion.

• Il prodotto della gamia prende il nome generico di zigoto e da questa cellula diploide (2n) o diaploide (n+n) per mitosi si formerà un nuovo individuo.

AMFIMISSIA• Consiste nella copulazione di due cellule sessuate di non

stretta parentela.

• Gametogamia - E’ l’unione tra due gameti prodotti all’interno di particolari strutture, i gametangi. – Isogamia, Eterogamia, Oogamia.

• Gametangiogamia -i gametangi in vari casi non completano la differenziazione al loro interno delle cellule sessuali e si uniscono tra loro nello stadio in cui contengono numerosi nuclei immersi in un citoplasma comune. Anche qui si ha la fusione dei citoplasmi e la formazione di coppie di nuclei di polarità sessuale opposta, dicarion, che subito o in seguito si fonderanno (cariogamia).– Isogamia, Eterogamia, Oogamia.

AUTOMISSIA

• Quando la linea maschile non si differenzia, i normali processi amfimittici non possono realizzarsi. In questo caso la fecondazione avviene per fusione di due cellule o di due nuclei appartenenti alla linea sessuale femminile.

PSEUDOMISSIA

• Quando negli organismi non si differenziano gli organi sessuali, la gamia può avvenire tra cellule dell’apparato vegetativo purchè contengano nei loro nuclei fattori del sesso complementari.– Presente in alcuni Ascomiceti e in tutti i

Basidiomiceti

RIPRODUZIONE PER SPOROGONIA

• Si attua per mezzo di spore che germinando producono nuovi individui. Il processo di formazione delle spore è preceduto dalla meiosi che si svolge a carico di nuclei diploidi.

• Le spore meiotiche negli Ascomiceti e nei Basidiomiceti si formano con modalità differenti.– Isosporia: quando in una spora sono riuniti i fattori dei

due sessi; eterosporia: se i fattori del sesso sono ripartiti.

Omotallismo ed eterotallismo

• Le isospore producono gametofiti che vedono riunite in sé le due tendenze sessuali (gametofiti omotallici); il fenomeno è detto omotallismo.

• Le eterospore, producono due differenti tipi di gametofiti (g. eterotallici). Questo fenomeno si chiama eterotallismo.

I cicli ontogenetici dei funghi

• Il ciclo ontogenetico è una successione ciclica di eventi nel corso della vita di una specie scanditi da due processi fondamentali: la gamia e la meiosi.

• Con la gamia si ha il raddoppiamento del nr. cromosomico, mentre con la meiosi si ripristina il numero aploide tipico dei gameti e delle spore.

Ciclo aplodicarionte