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Hifas y micelios
Función de las hifas y del micelio
ResumenEn este trabajo se presenta una nueva categoría de materiales compuestos naturales, fibrosos y autocrecientes, con propiedades físicas controladas, que pueden producirse en grandes cantidades y en amplias zonas, basados en el micelio, el cuerpo principal de los hongos. Los micelios de dos tipos de hongos comestibles y medicinales, el Ganoderma lucidum y el Pleurotus ostreatus, se han cultivado cuidadosamente, siendo alimentados por dos biosustratos: celulosa y celulosa/potato-dextrosa, siendo el segundo más fácil de digerir por el micelio debido a la presencia de azúcares simples en su composición. Tras unos tiempos de crecimiento determinados, los micelios son procesados para detener su crecimiento. Dependiendo de su sustrato de alimentación, las estructuras fibrosas finales mostraron diferentes concentraciones relativas en polisacáridos, lípidos, proteínas y quitina. Tales diferencias se reflejan como alteraciones en la morfología y las propiedades mecánicas. Los materiales cultivados sobre celulosa contenían más quitina y mostraban un módulo de Young más elevado y una menor elongación que los cultivados sobre sustratos que contenían dextrosa, lo que indica que los materiales del micelio se vuelven más rígidos cuando su sustrato de alimentación es más difícil de digerir. Todos los materiales fibrosos desarrollados eran hidrofóbicos, con ángulos de contacto con el agua superiores a 120°. La posibilidad de adaptar las propiedades de los materiales de micelio eligiendo adecuadamente sus sustratos nutritivos allana el camino para su uso en diversas aplicaciones a escala.
Diagrama de hifas y micelio
El ser humano lleva miles de años aprovechando el poder de las levaduras. Estos hongos permiten la fermentación, el proceso molecular por el que las células vivas suelen transformar el azúcar o el almidón en moléculas o sustancias químicas más complejas. Descubierta hace 10.000 años, la tecnología de la fermentación líquida -desde el hidromiel hasta la cerveza y los licores- y la fermentación en estado sólido -pan y queso- ayudaron a la humanidad a acelerar su evolución y avance.
Avancemos 9.950 años. Hace unas tres décadas, los humanos aplicaron el potencial de la fermentación líquida para crear medicamentos. En 1978, Arthur Riggs y Keiichi Itakura produjeron la primera insulina biosintética utilizando E. coli como planta de fabricación unicelular. La epifanía de que las bacterias unicelulares y las levaduras son microfábricas alimentadas por azúcares que pueden utilizarse para sintetizar nuevos compuestos es uno de los descubrimientos más impactantes de los últimos 100 años.
Desde que se produjo este revolucionario descubrimiento, la ciencia se ha dedicado a comprender, cultivar y, en última instancia, reprogramar organismos unicelulares como la levadura, las bacterias y las algas, y hemos utilizado el proceso para fabricar más medicamentos que salvan vidas, combustibles de base biológica como el etanol de maíz, fragancias y un conjunto cada vez mayor de pequeñas moléculas biológicas. La fermentación líquida es ahora una industria de 150.000 millones de dólares que crece rápidamente: muchos de los productos que utilizamos hoy en día están pasando de las fábricas químicas a los fermentadores biológicos.
Productos de micelio
Lentinula edodes (Berk.) Pegler es un basidiomiceto tetrapolar y una de las principales setas comestibles de Asia. Tradicionalmente, el ciclo de vida de L. edodes es similar al de la mayoría de los hongos basidiomicetos. Cada basidio produce cuatro basidiosporas que se desinuclean a través de la meiosis (Hasebe et al., 1991; Shimomura et al., 2011), tras lo cual las basidiosporas germinan para crecer en un micelio monocariótico que contiene un único núcleo haploide en cada compartimento celular, con la célula separada por un tabique. El dikarión de L. edodes se distingue típicamente por las siguientes características morfológicas: distribución regular de dos núcleos haploides y formación de una conexión de pinza en cada célula hifal (Byeongsuk et al., 2017). La condición dikariótica suele permanecer extremadamente estable durante el crecimiento vegetativo (Fukumasa-Nakai et al., 1994).
Aquí, describimos el número nuclear, el tamaño y las variaciones de forma en los micelios homocarióticos y heterocarióticos de L. edodes durante diferentes períodos de cultivo. En este estudio, analizamos los procesos implicados en varios comportamientos nucleares y sus respectivos factores de influencia utilizando la microscopía electrónica. Nuestros hallazgos permiten una comprensión más profunda del ciclo de vida de los basidiomicetos superiores y aclaran la variedad del comportamiento nuclear durante la etapa de crecimiento vegetativo del micelio de L. edodes.
Levadura
El micelio es la parte vegetativa de un hongo o de una colonia bacteriana parecida a un hongo, que consiste en una masa de hifas ramificadas, parecidas a hilos. La masa de hifas se denomina a veces shiro, especialmente en los hongos de anillo de hadas. Las colonias de hongos compuestas por micelio se encuentran en el suelo y en muchos otros sustratos. Una sola espora típica germina en un micelio monocariótico, que no puede reproducirse sexualmente; cuando dos micelios monocarióticos compatibles se unen y forman un micelio dicariótico, ese micelio puede formar cuerpos fructíferos como las setas. Un micelio puede ser diminuto, formando una colonia demasiado pequeña para ser vista, o puede crecer hasta abarcar miles de hectáreas como en Armillaria.
A través del micelio, un hongo absorbe los nutrientes de su entorno. Lo hace en un proceso de dos etapas. En primer lugar, las hifas segregan enzimas en la fuente de alimento, que descomponen los polímeros biológicos en unidades más pequeñas, como los monómeros. A continuación, estos monómeros son absorbidos por el micelio mediante difusión facilitada y transporte activo.