Myco-curiosità
 
 


I Funghi... cosa e quanti sono?


Sulla base di studi genetici e dalla comparazione delle strutture cellulari i Funghi sono stati inclusi nel sottodominio degli Opistokonta, insieme agli Animali...

Sistema: Naturae

  Superdominio: Biota (Vitae)

    Dominio: Eucytota (Eukarya) (Karyonta)

        Sottodominio: Ophistokonta

            Regno: Mycota (Fungi) (Mycetes)

                 Phylum: Myxomycota (Myxomycetes)

                 Phylum: Eumycota (Eumycetes) 




Animali e  Funghi sembrano essersi evoluti da un progenitore comune circa 1 bilione di anni fa (Berbee and Taylor, 2010), a conferma del fatto che la cellula fungina è più simile ad una cellula animale munita di parete cellulare (costituita da chitina, una proteina animale e non da cellulosa, come nelle piante) che ad una cellula vegetale, priva di clorofilla.

In uno studio del 1991 Hawksworth, facendo riferimento al rapporto fra specie vegetali e fungine esistente in ambienti considerati ben conosciuti, aveva ipotizzato l’esistenza di 1.5 milioni di specie di funghi nel mondo.

Negli anni successivi l’applicazione di analisi genetiche a campioni ambientali ed il fatto che molti potenziali habitat fungini non sono ancora ben conosciuti, hanno portato molti studiosi ad aumentare notevolmente tale numero, arrivando a stimare da 3.5 a 5.1 milioni le specie fungine esistenti sulla Terra (O’Brien et al., 2005; Taylor et al., 2010)

I funghi sono in grado di svilupparsi nella maggior parte degli ambienti terrestri e sono superati in questo solo dai batteri. Come per gli altri organismi viventi si pensa che gli ambienti caratterizzati dalla maggiore biodiversità fungina siano quelli tropicali, ma le scarse conoscenze relative ad alcuni habitat “estremi” non consente di fare esatte previsioni.

Oltre ai conosciuti macrofunghi ci sono microfunghi che parassitano insetti e artropodi vivi (biotrofici) e specie necrotrofiche, che si sviluppano su quelli morti; ci sono lieviti che vivono nella saliva degli insetti, fornendo ai loro ospiti enzimi digestivi e vitamine. Tristemente famosi i funghi di “interesse agronomico”, che parassitano le piante (anche endofiti), mentre ignoti ai più sono i Chytridi, funghi acquatici responsabili dell’estinzione di molte specie di anfibi...per non parlare dei licheni e dei funghi lichenicoli.

Poco si conosce anche riguardo ai funghi, in gran parte ascomiceti, che vivono nell’ambiente acquatico (sia di acqua dolce che marina), molti saprofiti su piante, ma anche utili conviventi di molluschi e invertebrati.... insomma, ampio spazio allo studio ed alla ricerca in questo vastissimo Regno che riserverà certamente ancora molte sorprese!


Funghi carnivori, “The dark side of mushrooms”

Più di duecento specie fungine, incluse nei deuteromiceti, basidiomiceti, chytridiomiceti e zygomiceti, hanno sviluppato meccanismi nematocidi.

In alcuni casi si tratta di “tecniche” di difesa dall’attacco di piccoli predatori, in altri casi l’attività diventa più complessa, implicando sia la cattura che l’ endoparassitismo del nematode adulto o di uova e cisti.

Le immagini al microscopio elettronico a lato mostrano alcune delle strutture specializzate per la cattura: nella prima foto dall’alto una rete tridimensionale adesiva (Arthrobotrys oligospora); nelle foto centrali, rigonfiamenti che protrudono direttamente dall’ifa principale o all’apice di ife erette, rivestiti da una mucillagine, che fungono da “trappole collanti”. Una volta intercettata la preda da queste cellule adesive si sviluppano ife assimilative che penetrano all’interno dell’ospite, ne digeriscono il contenuto e trasportano il materiale che viene utilizzato per lo sviluppo fungino (Dactylellina candida)

Alcuni funghi possiedono inoltre anelli stringenti o fissi (foto in basso) che facilitano l’immobilizzazione del nematode.








Peniophorella praetermissa è un basidiomicete resupinato, lignicolo, che possiede delle strutture bicellulari intercalate lungo le ife vegetative,  chiamate stephanocisti e che con l’ausilio di anelli non stringenti intrappola nematodi che vanno così ad integrare la sua dieta...














Fra gli ascomiceti sono note molte specie che utilizzano tali tecniche di cattura, mentre fra i basidiomiceti solo dieci specie di funghi a lamelle che degradano il legno, incluso Pleurotus ostreatus e Agaricus brunnescens, hanno mostrato la capacità di attaccare e “digerire” nematodi.

Sembra che il basso livello di azoto presente nel legno ne renda necessario un ulteriore apporto attraverso un meccanismo di questo tipo, molto simile a quello adottate dalle piante superiori carnivore (Thorn and Barron 1983). Alla luce di queste osservazioni sarebbe quindi più corretto definire  questi funghi non saprofiti ma di parassiti facoltativi.

Pleurotus ostreatus produce l’ostreatina, una nemato-tossina che paralizza il nematode, dopodichè le ife del fungo, grazie a segnali chimici, individuano la bocca del nematode e lo parassitano dall’interno, digerendolo. Le “Ife predatorie” sono in grado di individuare anche colonie batteriche, penetrarle, dissolverle e digerirle.






















 

Ife predatorie che attaccano un nematode...

Lepista nuda è in grado di “nutrirsi” di batteri del suolo, inclusi gli azoto-fissatori attaccando le colonie batteriche con le sue ife assimilative.

In alcune specie di Stropharia (tra cui S. rugosoannulata) vengono prodotti acanthociti,

delle formazioni spinose che avrebbero la funzione di proteggere le ife ricche di nutrienti da possibili predatori, fra cui i nematodi.


 

Conocybe albipes (Dunce Cap).   Produce cellule secretorie sulle ife vegetative, che contengono tossine . I nematodi nuotando in mezzo alle cellule secretorie causano la fuoriuscita delle tossine e soccombono.

Probabilmente anche per Pleurotus e Hohembuelia, diventati poi carnivori, inizialmente l’attività nematocida era esclusivamente legata  alla difesa nei confronti di potenziali predatori.

Nella foresta pluviale atlantica del Brasile David Hughes ed i suoi collaboratori della Penn State University hanno scoperto quattro nuove specie di funghi entomoparassiti appartenenti al genere Ophiocordyceps: 
O. camponoti balzani, O. camponoti rufipes, O. camponoti melanotici, O. camponoti novogranadensis, il cui nome specifico è legato alla specie di formica ospite. Ophicordyceps unilateralis, parassita pantropicale di formiche della tribù Camponotine, sembra quindi non essere una singola specie ma un gruppo plurispecifico, con un rapporto parassita-ospite molto stretto per cui ogni specie fungina ha una sola o comunque un numero ristretto di specie ospite. 
Esistono migliaia di funghi entomopatogeni, ognuno dei quali ha adottato particolari strategie atte a favorire la dispersione delle spore e quindi le possibilità di sopravvivenza della specie, ma certamente il meccanismo più “inquietante” è quello adottato dai funghi del genere Ophicordyceps i quali sono in grado di produrre sostanze chimiche che, andando ad interagire con il sistema nervoso dell’insetto ospite, ne influenzano il comportamento, “spingendoli” a raggiungere zone particolari che per posizione e microclima rappresentano postazioni ottimali per lo sviluppo fungino e la diffusione sporale. 
Le spore di questi funghi germinano sull'esoscheletro dell'insetto e successivamente, dopo che il micelio fungino è penetrato all’interno attraverso le aperture dell'apparato respiratorio, si sviluppano nutrendosi dei tessuti molli dell’ospite, risparmiandone,  inizialmente, gli organi vitali. 
Quando il micelio è pronto per sporulare invade anche il cervello dell'animale ed inizia a produrre sostanze che vanno ad interferire con il suo comportamento, alterandone la percezione ai feromoni. L'insetto così si allontana dalla colonia per raggiungere una foglia a circa 20-25 cm di altezza dal suolo, e si ancora con le mandibole nella parte esposta a nord est, in cui generalmente ci sono le condizioni di temperatura e di umidità ottimali per lo sviluppo del parassita fungino.
Raggiunta la “destinazione” l'insetto muore ed il fungo continua il suo sviluppo all'interno dell'ospite; in poco tempo il micelio attacca e digerisce tutto (escluse esoscheletro e mandibole che hanno  ancora una funzione di protezione e ancoraggio), infine il corpo fruttifero fuoriesce dalla testa dell'insetto e disperde le proprie spore per iniziare un nuovo ciclo di infezione.
A seconda della specie e del numero di spore infettanti l'insetto ospite muore in 4-10 giorni.
Descrivendo un fenomeno analogo a questo Richard Dawkins ha coniato l’espressione “fenotipo esteso”, quando proteine sintetizzate da un organismo vivente (in questo caso il parassita) e codificate nel suo genoma vanno ad “interagire” con organi e apparati di un altro organismo vivente (in questo caso l’insetto ospite) influenzandone il comportamento.

de Bekker C., Quevillon L., Smith P. Patterson A.D, Flemming K., Ghosh D. and D.P. Hughes, Species-specific Ant Brain Manipulation by a Specialized Fungal Parasite BMC Evolutionary Biology 14.1 (2014): 166. (PDF)
Hughes D.P., Andersen S., Hywel-Jones N.L., Himaman W., Bilen J. and J.J. Boomsma,  Behavioral mechanisms and morphological symptoms of zombie ants dying from fungal infection BMC Ecology 2011, 11:13doi:10.1186/1472-6785-11-1 (Link) (PDF)              Evans, H.E., Elliot, S.L, and D.P. Hughes (2011) Hidden diversity behind the Zombie-Ant fungus Ophiocordyceps unilateralis: Four new species described from  Carpenter ants in Minas Gerais, Brazil PloS One. 2nd March 2011
Carta di funghi... e funghi di carta

                                                                                                                                                                                                                   




















MYCO IMBALLAGGI E ISOLANTI

Una ditta americana ha brevettato un materiale altamente eco-compatibile, il mycobond, in sostituzione dello stirofoam ottenuto dal polistirene, un derivato del petrolio. Il mycobond non viene fabbricato ma coltivato, su scarti vegetali, al buio ed a temperatura ambiente, quindi con un bassissimo impatto ambientale, inoltre la sua produzione implica:

Riduzione del consumo di petrolio
Minore produzione di rifiuti non degradabili (il mycobond può essere sbriciolato e usato come fertilizzante domestico)
Consumo di energia 8 volte inferiore rispetto agli analoghi sintetici
Emissioni di anidride carbonica 10 volte inferiori
Essendo un ottimo isolante ed un materiale ignifugo trova inoltre ampia applicazione anche nel settore della bio-edilizia.
 


http://ento.psu.edu/publications/2014_-de-bekker-et-al-species-specific-brain-manipulationhttp://www.biomedcentral.com/1472-6785/11/13http://ento.psu.edu/publications/1472-6785-11-13.pdfshapeimage_9_link_0shapeimage_9_link_1shapeimage_9_link_2
Funghi parassiti e insetti zombie