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TP4: Protistas y Hongos. Biología General Dpto. de C y T, Universidad Nacional de Quilmes

Trabajo Práctico Nº 4: Protistas y Hongos PROTISTAS INTRODUCCIÓN: Este reino contiene a todos los organismos eucariontes que no pueden clasificarse dentro de los otros reinos eucarióticos: Fungi, Animalia o Plantae; por lo tanto los protistas componen un grupo diverso que no tiene un origen en común, es decir, es un grupo polifilético. Dado su origen polifilético, no es fácil establecer un cuadro de características generales; sin embargo presentan varias características en común: 1- Organización celular: células eucariotas unicelulares o multicelulares. No forman tejidos; sin embargo, las algas rojas y algas pardas presentan una complejidad que alcanza un nivel muy próximo al tisular con la existencia de plasmodesmos y, varias algas verdes, pueden formar colonias. Muchos de los protistas multicelulares presentan paredes celulares de variada composición y los unicelulares autótrofos con frecuencia están cubiertos por una teca (ej. las diatomeas) o dotados de escamas. Los unicelulares depredadores (fagotrofos) presentan, en general, células desnudas (sin recubrimiento). 2- Movilidad: Las formas unicelulares se desplazan gracias a la presencia de apéndices como cilios o flagelos, aunque en algunos casos la movilidad es por reptación (pseudópodos). 3- Nutrición: Son autótrofos (por fotosíntesis), heterótrofos (por absorción o por fagocitosis) o ambos. 4- Metabolismo del oxígeno: Generalmente son aerobios. Algunos son secundariamente anaerobios por adaptarse a ambientes pobres en oxígeno. 5- Reproducción y desarrollo: Se reproducen sexualmente, con gametos y cigoto (meiosis y fecundación) o asexualmente (mitosis). Las algas pluricelulares pueden presentar alternancia de generaciones (alternan entre generaciones haploides y diploides durante su ciclo de vida). No existe desarrollo embrionario. 6- Ecología: Son importantes componentes del plancton (viven en suspensión en el agua), del bentos (en el fondo de ecosistemas acuáticos) y del edafón (en el suelo). También existen organismos parásitos (ej. flagelados que intervienen en la digestión de la madera en el intestino de las termitas) y varias asociaciones de mutualismo (algas verdes unicelulares y hongos ascomicetes que en asociación conforman parte de los líquenes). El reino Protista se divide en 3 Superfilos: Algae, Protozoa y Mohos.

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SUPERFILO ALGAE Filo Chlorophyta (Clorófitas): Algas verdes Son organismos unicelulares y multicelulares. Habitan en aguas dulces y saladas, como así también en suelos húmedos. Se encuentran especies móviles e inmóviles. Presentan pared celular de celulosa; cloroplastos con clorofila a y b, betacaroteno y xantofila y almacenan sus nutrientes en forma de almidón. Se reproducen asexualmente por mitosis o por la formación de esporas; cuando ocurre reproducción sexual se produce la unión de gametos. Las uniones pueden ser de 3 tipos uniones: isogamia (cuando las gametas son igualmente móviles y de tamaño similar), anisogamia (cuando las gametas son igualmente móviles pero de diferente tamaño) y oogamia (cuando existe una gameta móvil y pequeña que fecunda a otra gameta inmóvil y de mayor tamaño). Filo Chrysophyta (Crisófitas): Diatomeas, algas verde- amarillas y algas pardo- doradas Son organismos unicelulares flagelados y con frecuencia forman colonias. Habitan en lagunas y lagos, prefieren agua fresca y limpia, aunque algunas especies habitan en el mar. Las Diatomeas habitan agua dulce o ambientes marinos e integran el fitoplancton. También suelen vivir como epifitas de algas feófitas y rodófitas. Presentan cromatóforos y vacuolas. La pared celular es de celulosa y sílice, por lo que forma una especie de caparazón conocida como “teca”. Todas son fotosintéticas y sus cloroplastos presentan clorofila a y c, betacaroteno y xantofilas que en conjunto le brindan una coloración pardo-dorada. Almacenan sus reservas como crisolaminarina (carbohidrato) y aceites. Se reproducen asexualmente por mitosis y cada una de las células hijas regenera la mitad de la teca. También pueden reproducirse sexualmente. La mayor parte del ciclo de vida es diploide (2n) y la meiosis produce gametos haploides (n).

Filo Phaeophyta (Feófitas): Algas pardas Viven en mares polares, especialmente en zonas donde existe mayor agitación. Son organismos pluricelulares entre los que se encuentran las algas de mayor tamaño conocido y que llegan a formar verdaderos “bosques oceánicos”. El cuerpo (o talo) está bien diferenciado en un soporte (adherencia al sustrato), un estípite y una lámina fotosintetizadora. Las paredes celulares contienen celulosa y, en algunos casos, ácido algínico, que favorece la fijación a las rocas. Los pigmentos son clorofila a y c y también la fucoxantina, pigmento responsable de darle su color característico. Almacenan sus nutrientes en forma de crisolaminarina, manitol y a veces aceites, pero nunca almidón.

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Filo Rodophyta (Rodófítas): Algas rojas Se conocen unas 4.000 especies principalmente en mares cálidos, cerca del 2% de las especies habitan en aguas continentales. Habitualmente crecen adheridas a rocas u otras algas. Las paredes celulares presentan en general una capa interna de celulosa y una externa de carbohidratos mucilaginosos (de los que se obtiene el agar). Son multicelulares y el talo está diferenciado en un soporte, un estípite y una lámina fotosintetizadora. Son laminadas, no presentan flagelos y presentan reproducción sexual oogámica. El color verde de la clorofila a está enmascarado por dos pigmentos accesorios: la ficoeritrina (rojo) y la ficocianina (azul). Su color rojo se debe al pigmento accesorio que absorbe la luz azul, que tiene mayor penetración en el agua, lo cual les permite vivir a mayores profundidades que otras algas. La sustancia de reserva es el almidón florídeo.

SUPERFILO PROTOZOA Existen aproximadamente 25.000 especies. Son organismos heterotróficos unicelulares, uninucleados o multinucleados, particularmente acuáticos que habitan en agua dulce y salada. Aunque existen algunos protozoarios autótrofos. Se desplazan a través de cilios, flagelos o pseudópodos. Se reproducen sexualmente por autogamia o singamia. Se reproducen asexualmente por fisión binaria, gemación o fisión múltiple seguida de esporulación. Filo Sarcodina: Viven en medios sólidos y líquidos (marinos o de agua dulce), ricos en materia orgánica. Presentan células con un solo núcleo, se desplazan por la presencia de pseudópodos (prolongaciones citoplasmáticas) o de flagelos y se reproducen sexualmente (singamia) o por mitosis. A este grupo pertenecen las amebas que se alimentan de bacterias y diatomeas que ingieren por fagocitosis luego de que engloban a su presa con los pseudópodos. Filo Ciliofora: se caracterizan por la presencia de numerosos cilios vibrátiles en su superficie. Son organismos unicelulares que presentan 1 macronúcleo (esencial para sobrevivir) y 2 o más micronúcleos accesorios, vacuolas contráctiles, un fotorreceptor y mionemas (filamentos que permiten la contracción de ciertas zonas de la célula). Ingieren a sus presas por el surco oral. Todos los ciliados son heterótrofos y se alimentan principalmente de bacterias. Filo Sporozoa: son parásitos extracelulares o intracelulares de animales, generalmente son unicelulares amorfos y no presentan extremidades que le permitan desplazarse. Los esporozoos más conocidos son los del género Plasmodium, que causan la malaria en muchas especies de aves y mamíferos. 34

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HONGOS INTRODUCCIÓN: En su mayoría tienen un cuerpo formado por filamentos cenocíticos (sin paredes transversales, excepto cuando se delimitan estructuras reproductivas) o multicelulares (con paredes transversales o septos) continuos más o menos alargados. El cuerpo del hongo se denomina micelio y las células que lo componen se llaman hifas. Cada hifa o micelio puede tener un grosor uniforme o puede terminar en porciones más delgadas o más anchas (0,5-100 µm). El micelio de algunos hongos puede alcanzar una longitud de tan sólo unos pocos micrones, pero en otros puede alcanzar varios metros de longitud. Sin embargo, para la mayoría de los hongos, las estructuras visibles representan sólo una pequeña porción del organismo. Cada micelio se origina generalmente de la germinación de una espora y el crecimiento se produce solamente en la punta de las hifas. Las paredes celulares están compuestas fundamentalmente de quitina, polisacárido que nunca se encuentra en las plantas y que le confiere rigidez. Por este motivo los hongos son incapaces de englobar pequeños microorganismos u otras partículas. Obtienen el alimento absorbiendo sustancias orgánicas o inorgánicas disueltas. Típicamente secretan enzimas digestivas en la fuente alimenticia y luego absorben las moléculas disueltas más pequeñas. El micelio puede aparecer como una masa sobre la superficie de la fuente de alimento o puede estar oculto debajo de la superficie. Los hongos parásitos suelen presentar hifas especializadas llamadas haustorios, que absorben los nutrientes de las células del organismo hospedador. Todos los hongos son heterótrofos, ya sean saprobios o parasíticos. Todos son inmóviles durante todo su ciclo vital y la movilidad es reemplazada por un continuo crecimiento del micelio, que le permite al organismo entrar en contacto con nuevas fuentes alimenticias o fusionarse con cepas de distinto tipo de apareamiento. Los hongos, junto con las bacterias, son los principales descomponedores de la materia orgánica en los ecosistemas. Las actividades de estos organismos junto con los productores de alimentos (plantas) son vitales para la función continua de los ecosistemas terrestres. 1- Los hongos revisten importancia ecológica. A. Muchos son saprótrofos que degradan compuestos orgánicos. B. Las micorrizas son asociaciones mutualistas entre hongos y las raíces de plantas. El hongo aporta minerales a la planta, y ésta secreta compuestos orgánicos necesarios para aquél. C. Un liquen representa una simbiosis entre un hongo y un alga verde o una cianobacteria. Los líquenes tienen tres formas principales: crustosa, foliosa y fruticosa. 35

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D. Los líquenes son importantes para la formación del suelo y como indicadores de contaminación ambiental.

2- Entre los hongos hay especies de importancia económica. A. Setas, morillas y trufas se utilizan como alimento; las levaduras producen alcohol etílico y son usados en la producción de vino, cerveza y panificación; algunos hongos se emplean para elaborar quesos y salsa de soja. B. Se emplean hongos para producir penicilina y otros antibióticos; con el cornezuelo del centeno se manufacturan ciertos fármacos; otros hongos generan ácido cítrico y muchas sustancias químicas industriales. C. Los hongos causan enfermedades: 1) Algunas enfermedades vegetales: carbón o bolsa del maíz (Helminthosporium maydis), roya de los cereales (Puccinia sp), podredumbre húmeda de la batata y la calabaza (Rhizopus sp), roya del trigo (Puccinia graminis), etc. 2) Enfermedades en el ser humano: la tiña, el pie de atleta y la candidiasis. REPRODUCCION La reproducción asexual ocurre por fragmentación de las hifas o por la producción de esporas. En algunos hongos, las esporas se producen en esporangios que son llevados hacia arriba del micelio por hifas especializadas llamadas esporangioforos. Los colores brillantes y las texturas pulverulentas asociadas con muchos tipos de hongos corresponden a los colores y texturas de sus esporas y esporangios. La reproducción sexual implica la especialización de partes de las hifas para formar gametangios. Los contenidos de un gametangio, como los de un esporangio, están separados de la hifa que lo ha originado por una membrana celular y un septo completo. La reproducción sexual puede ocurrir por: a) fusión de gametas liberadas del gametangio; b) fusión de gametangios, y c) fusión de hifas no especializadas. CLASIFICACIÓN: La clasificación de los hongos está en continua revisión. En esta guía se mantendrá la antigua clasificación que agrupa a los hongos en 5 Filos a saber: 1) CHYTRIDIOMYCOTA 2) ZYGOMYCOTA 3) GLOMEROMYCOTA 4) ASCOMYCOTA 36

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5) BASIDIOMYCOTA Los criterios usados para distinguir estos filos incluyen tanto características de la estructura básica como patrones de reproducción, particularmente de reproducción sexual. Los Quitridiomicotas, los Cigomicotas y los Glomeromicotas poseen una organización cenocítica a excepción de las estructuras reproductivas que quedan separadas de las hifas por septos (o tabiques). Los Ascomicetes, y Basidiomicetes presentan hifas septadas con sus paredes perforadas.

FILO CHYTRIDIOMYCOTA: Mayoritariamente saprofitos, donde tanto las zoosporas como los gametos de los quitridos son uniflagelados. Son los únicos hongos en presentar células flageladas. La mayoría son unicelulares o están formados por un grupo de pocas células que forman un cuerpo simple llamado talo. La reproducción sexual no ha sido identificada aún en la mayoría de los quítridos. Principalmente descomponedores de materia orgánica, aunque algunos pueden causar enfermedades en plantas y animales. Algunos son simbiontes en el estómago de herbívoros (Coelomyces, Allomyces).

FILO ZYGOMYCOTA: La mayoría son saprobios que viven en el suelo y se alimentan de plantas o de materia orgánica en descomposición. Algunos son parásitos de plantas, insectos o pequeños animales. Se aprovecha el parasitismo sobre insectos en la lucha contra insectos plaga de los cultivos, y son útiles para controlar pulgones, cochinillas y dípteros. La reproducción sexual se caracteriza por la formación de cigosporas, esporas resistentes de paredes gruesas, que se desarrollan a partir de un cigoto. La infección comienza cuando una espora germina sobre la superficie del pan, fruta, etc. y forma hifas. Algunas hifas extienden rizoides que fijan el hongo al sustrato, secretan enzimas digestivas y absorben los materiales orgánicos disueltos.

FILO GLOMEROMYCOTA: Son hongos simbiontes que forman una asociación intracelular con las raíces plantas vasculares (árboles y plantas herbáceas). Estos hongos, antiguamente se los consideraba como Zigomycota, pero en el año 2002 los taxónomos concluyeron que forman un grupo monofilético separado. 37

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Los glomeromicotas presentan hifas cenocíticas. Se reproducen asexualmente, con grandes esporas multinucleadas llamadas blastosporas. La reproducción sexual no ha sido aún identificada. La asociación simbiótica que forman con las raíces de plantas vasculares se denomina micorriza. Las raíces proveen al hongo con azúcares, aminoácidos y otras sustancias orgánicas. El hongo simbionte descompone la materia orgánica del suelo, libera nutrientes como fósforo, nitrógeno, que son utilizados por las plantas, además posibilita una mayor absorción de agua por parte de las raíces.

FILO ASCOMYCOTA Es el Filo más grande con aproximadamente 32.000 especies de “vida libre” y más de 25.000 especies que conforman exclusivamente líquenes. Las levaduras, mildius pulverulentos, mohos negros, mohos verde-azules comunes y las trufas son algunos de los hongos que forman parte de esta clase. También causan enfermedades en las plantas (tizón del nogal, enfermedad vascular del olmo), en insectos como las abejas (Apis mellifera) que son atacadas por Ascophaera aggregata, o en insectos pertenecientes a los órdenes de Lepidópteros, Coleópteros, Dípteros, Himenópteros, Ortópteros, Hemípteros e Isópteros que son atacados por Cordyceps militaris. Sin embargo, muchos hongos son fuente de antibióticos. El ciclo de vida incluye tanto la reproducción asexual como la sexual. En general, las esporas asexuales (conidios) se forman aisladas o dispuestas en cadenas en el esporangio, ubicado en el ápice de la hifa especializada llamada esporangióforo o conidióforo. Durante la reproducción sexual se produce la fusión de células, gametangios o hifas no especializadas de cepas de apareamiento opuesto seguida de la formación de un asco (“pequeño saco o bolsa”). Luego del apareamiento, los núcleos dicariontes (n + n) se dividen sincrónicamente mientras la hifa crece en longitud. Finalmente algunos núcleos se fusionan (único estado diploide del ciclo; 2n) y por meiosis originan 4 núcleos haploides (n) que se dividen mitóticamente. Por lo que al final se originan 8 núcleos haploides. Cada uno de estos núcleos es rodeado por una pared rígida para formar una ascospora. Un asco maduro contiene 8 ascosporas. En general los ascos están contenidos en un cuerpo fructífero denominado ascocarpo, aunque también puede haber ascos desnudos.

FILO BASIDIOMYCOTA Estos hongos son conocidos por la SETA o basidiocarpo; sin embargo, el basidiocarpo es una estructura asociada a la reproducción sexual. Por otra parte no todos los basidiocarpos tienen 38

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forma de seta ni todos los Basidiomicetes generan basidiocarpos. El basidiocarpo o cuerpo productor de esporas está compuesto por masas de hifas fuertemente compactas. El micelio, del cual se producen las setas, forma una masa difusa que puede alcanzar hasta 35 m de diámetro. Las setas habitualmente se forman en los bordes externos del micelio, lo cual hace que las mismas aparezcan dispuestas en círculos. La reproducción sexual se inicia por la fusión de hifas haploides (n) que forman un micelio dicariótico (n + n). Este micelio puede durar años. Algunos núcleos se fusionan para formar núcleos diploides (2n) que inmediatamente sufren meiosis. La fusión de los núcleos y la meiosis siempre ocurren en una hifa especializada llamada basidio. Las basidiosporas (esporas formadas por reproducción sexual) se forman externamente sobre el basidio.

OBJETIVOS -

Determinar las características generales del reino Protistas.

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Reconocer la diversidad presente en el reino Protistas.

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Reconocer las características diagnósticas del reino Fungi.

-

Identificar las diferencias principales entre los filos del reino Fungi.

MATERIALES Biológicos

Materiales de laboratorio Cajas de Petri

Ciliados

Portaobjetos y cubreobjetos

Amebas (Ameboaea sp)

Agua y Azul de metileno

Algas verdes y rojas multicelulares

Agujas de disección

Preparados de algas verdes

Papel tissue

Cultivo de Cigomicetes y Ascomicetes

Mechero

Basidiocarpos (Basidiomicetes)

Lupa, MOC, MOC invertido

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ACTIVIDAD 1: Protistas. Esquematizar, rotular e indicar el aumento utilizado. a-

bDiatomea o Euglena sp

Spirogyra o Volvox sp

Alga roja

ACTIVIDAD 2: Hongos Nota: los tipos de hongos pueden ser modificados en función de la disponibilidad en el laboratorio. 1- Cigomicetes (Absidia sp): identificar estructuras, esquematizar y rotular. a- Reproducción sexual

b- Reproducción asexual:

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2- Ascomicetes: identificar estructuras, esquematizar y rotular a- Reproducción asexual Penincillium o Aspergillus sp

b- Reproducción sexual Chaetomium, Eurotium o Fusarium sp

3- Basidiomicetes: esquematice el basidiocarpo, e identifique y rotule sus ...