Le affascinanti divisioni del regno dei funghi: le curiosità che hai sempre voluto sapere

Nel regno dei Fungi, esistono diverse divisioni (anche chiamate phylum) che classificano i funghi in base alle loro caratteristiche morfologiche, fisiologiche e riproduttive. Ecco le principali divisioni:

1. Chytridiomycota (Chitridi)

I chitridi sono tra i funghi più antichi e primitivi. Sono prevalentemente acquatici e alcuni sono parassiti di piante, animali o altri funghi. Una caratteristica distintiva è la presenza di zoospore mobili (spore con flagelli) che permettono loro di muoversi in ambienti acquatici. Un noto esempio di chitridio è il Batrachochytrium dendrobatidis, che causa la malattia della chitidiomicosi in molti anfibi.

2. Zygomycota (Zigomiceti)

Questi funghi si riproducono sessualmente formando zigospore, strutture resistenti che possono sopravvivere in condizioni ambientali avverse. Gli zigomiceti sono generalmente terrestri e includono specie saprofite (che decompongono materia organica) e parassite. Un esempio comune è il Rhizopus stolonifer, che causa la muffa nera sul pane.

3. Glomeromycota (Glomeromiceti)

Questa divisione include funghi che formano micorrize arbuscolari, un'associazione simbiotica tra il fungo e le radici delle piante. Questi funghi penetrano nelle cellule delle radici delle piante, migliorando l'assorbimento di nutrienti, in particolare il fosforo. Sono fondamentali per la salute e la crescita delle piante, ed è per questo che sono molto importanti in ecosistemi terrestri e agricoltura.

4. Ascomycota (Ascomiceti)

Gli ascomiceti sono il phylum più numeroso del regno Fungi e includono una vasta gamma di specie, dai lieviti microscopici ai grandi funghi. Si riproducono sessualmente attraverso la formazione di ascospore, contenute all'interno di strutture chiamate aschi. Un esempio comune è il Saccharomyces cerevisiae, usato nella panificazione e fermentazione. Altri ascomiceti includono muffe come l’Aspergillus e funghi commestibili come il Tuber (tartufo).

5. Basidiomycota (Basidiomiceti)

Questi funghi si riproducono sessualmente attraverso la formazione di basidiospore su strutture specializzate chiamate basidi. Molti dei funghi più conosciuti appartengono a questa divisione, inclusi i funghi a cappello, i polipori e i puffballs. Tra i basidiomiceti si trovano anche specie micorriziche e parassite. Un esempio ben noto è l’Agaricus bisporus, il classico fungo champignon.

6. Microsporidia (Microsporidi)

I microsporidi sono un gruppo particolare e a lungo classificati separatamente, ma oggi sono considerati parte del regno Fungi. Sono parassiti intracellulari obbligati e infettano animali, inclusi invertebrati e vertebrati. Non producono spore sessuali classiche come gli altri funghi, ma generano spore altamente resistenti che possono sopravvivere a lungo nell'ambiente. Un esempio di microsporidio è il Nosema, che infetta le api.

Altri gruppi:

Esistono anche altri piccoli gruppi e divisioni che spesso non sono inclusi nelle classificazioni principali o che sono ancora oggetto di discussione tra i micologi. Ad esempio, i Blastocladiomycota e i Neocallimastigomycota sono phyla meno noti che includono funghi acquatici o che vivono nel sistema digestivo degli erbivori.

Queste divisioni rappresentano la varietà evolutiva e funzionale dei funghi, che si trovano in quasi ogni ambiente sulla Terra e svolgono ruoli essenziali negli ecosistemi, come decompositori, simbionti o parassiti.

Chytridiomycota (Chitridi)

I Chytridiomycota, comunemente noti come chitridi, rappresentano uno dei gruppi più antichi e primitivi all'interno del regno dei Fungi. Sono di grande interesse per i micologi poiché offrono una finestra sull'evoluzione dei funghi. La loro caratteristica distintiva è la produzione di zoospore mobili, una fase del ciclo vitale dotata di un flagello che permette alle spore di nuotare in ambienti acquatici, una capacità unica tra i funghi.

Habitat e distribuzione

I chitridi sono prevalentemente acquatici, sia in ambienti di acqua dolce che marina, ma alcune specie sono state trovate anche in habitat terrestri umidi. Possono vivere come saprofiti, decomponendo materiale organico, oppure come parassiti di piante, alghe, altri funghi e perfino animali. Il loro adattamento agli ambienti acquatici è supportato dalla capacità delle loro zoospore di muoversi attivamente alla ricerca di risorse o di ospiti da infettare.

Morfologia e ciclo vitale

La morfologia dei chitridi è molto varia, ma in generale presentano strutture unicellulari o forme pluricellulari semplici. La maggior parte delle specie ha un corpo fungino detto tallo, che può essere:

• Unicellulare, costituito da una singola cellula;
• Sifonale, con una rete di filamenti non settati (senza pareti cellulari interne);
• Cenocitico, con molteplici nuclei in una singola massa citoplasmatica.

I chitridi hanno un ciclo vitale caratterizzato dalla produzione di zoospore flagellate, che possono muoversi nell'acqua. Queste zoospore vengono prodotte in sporangio (una struttura di riproduzione) e, una volta rilasciate, nuotano attivamente fino a trovare un substrato idoneo per germinare. Il ciclo sessuale, che è meno studiato in molte specie, può variare, ma coinvolge generalmente la fusione di gameti mobili (anisogamia o isogamia).

Ruolo ecologico

I chitridi svolgono un ruolo cruciale negli ecosistemi acquatici e terrestri umidi. Come decompositori, contribuiscono al riciclo della materia organica, scomponendo detriti vegetali, escrementi e altro materiale organico, liberando nutrienti vitali come carbonio e azoto. Inoltre, possono essere parassiti di una vasta gamma di organismi, compresi:

• Piante acquatiche e alghe;
• Altri funghi e organismi unicellulari;
• Animali, come gli anfibi, nel caso di specie patogene.

Il Batrachochytrium dendrobatidis è un esempio emblematico di chitridio patogeno che ha avuto un impatto devastante sulle popolazioni di anfibi in tutto il mondo. Questo fungo causa la chitidiomicosi, una malattia della pelle che interferisce con la capacità degli anfibi di respirare e regolare l’acqua, portando a un alto tasso di mortalità.

Importanza evolutiva

Dal punto di vista evolutivo, i chitridi sono considerati funghi basali, poiché rappresentano uno stadio primitivo nell’evoluzione dei funghi. La loro presenza di zoospore flagellate suggerisce una stretta relazione evolutiva con gli antenati comuni tra funghi e protisti, i quali utilizzavano flagelli per il movimento. Questo li rende un soggetto di studio importante per comprendere l'evoluzione della multicellularità e la transizione degli organismi dalla vita acquatica a quella terrestre.

Impatto sulla biodiversità

L’impatto ecologico e ambientale dei chitridi è duplice: da una parte, sono fondamentali per il riciclo dei nutrienti negli ecosistemi, soprattutto quelli acquatici, dall'altra, possono rappresentare una minaccia significativa alla biodiversità animale, soprattutto nel caso di specie patogene come il Batrachochytrium dendrobatidis. Questa malattia ha già causato l’estinzione o la drastica riduzione delle popolazioni di diverse specie di anfibi.

Uso biotecnologico

I chitridi hanno un potenziale biotecnologico ancora largamente inesplorato, ma ci sono prospettive interessanti soprattutto nell'ambito dell’enzimologia. Molti di loro producono enzimi particolari, come la cellulasi e la xilanasi, utili nella scomposizione di fibre vegetali, il che potrebbe renderli promettenti per applicazioni industriali, ad esempio nella produzione di bioetanolo o nel trattamento di rifiuti organici.

Zygomycota (Zigomiceti)

Gli Zygomycota, o zigomiceti, costituiscono un altro importante gruppo all'interno del regno dei Fungi. Sebbene questo phylum non sia più considerato un gruppo monofiletico (ovvero derivante da un unico antenato comune esclusivo), esso comprende molti funghi studiati per le loro caratteristiche uniche e per il loro ruolo ecologico e industriale. La riproduzione sessuale di questi funghi avviene attraverso la formazione di zigospore, una delle loro caratteristiche distintive.

Habitat e distribuzione

Gli zigomiceti sono funghi terrestri, presenti in una vasta gamma di ambienti. Sono ampiamente diffusi nel suolo e in substrati ricchi di materia organica in decomposizione, come foglie, legno, frutta e rifiuti animali. Alcuni sono saprofiti, vivendo a spese di materiali morti o in decomposizione, mentre altri sono parassiti di piante, animali o persino di altri funghi.

Morfologia e struttura

Gli zigomiceti formano strutture vegetative chiamate ifæ, che sono cenocitiche, ovvero non settate, con un citoplasma che contiene più nuclei in una singola struttura tubolare. Questo tipo di crescita permette un rapido sviluppo su substrati ricchi di nutrienti. Tuttavia, in condizioni di stress o durante la riproduzione sessuale, formano strutture specializzate per la sopravvivenza e la diffusione.

1. Riproduzione asessuale

La riproduzione asessuale è molto comune negli zigomiceti e avviene attraverso la formazione di sporangiospore, che si sviluppano all'interno di strutture chiamate sporangi. Gli sporangi sono sostenuti da ifæ erette, dette sporangiòfori. Quando le sporangiospore maturano, lo sporangio si rompe, rilasciando le spore che verranno disperse dall'aria o dall'acqua.

2. Riproduzione sessuale

La riproduzione sessuale avviene attraverso la formazione di zigospore, strutture altamente resistenti che si formano quando ifæ di tipo sessuale opposto (gametangî) si fondono. Questa fusione dà luogo alla zigospora, una cellula di riposo che può sopravvivere a lungo in condizioni ambientali avverse. Quando le condizioni diventano favorevoli, la zigospora germina, dando origine a nuove ifæ e riprendendo il ciclo vitale.

Ruolo ecologico

Gli zigomiceti svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi come decompositori, accelerando il ciclo dei nutrienti. Rompono la materia organica complessa, trasformandola in composti più semplici che possono essere assorbiti dalle piante e da altri organismi. Alcuni zigomiceti sono particolarmente specializzati nella decomposizione di carboidrati complessi, come l'amido e la cellulosa.

Inoltre, alcuni zigomiceti agiscono come parassiti di piante o insetti. Ad esempio, alcune specie di Entomophthorales, un gruppo di zigomiceti, attaccano gli insetti e sono studiati per il loro potenziale come agenti di controllo biologico.

Importanza economica e sanitaria

Diversi zigomiceti sono noti per causare malattie in piante, animali e persino nell'uomo. Una delle infezioni più preoccupanti causate da questi funghi è la mucormicosi (o zigomicosi), una malattia che colpisce persone con sistema immunitario compromesso, come i diabetici o i pazienti sottoposti a trapianto. Questa infezione è causata principalmente da specie appartenenti al genere Rhizopus e Mucor.

In campo alimentare e industriale, alcuni zigomiceti hanno applicazioni utili. Ad esempio, il Rhizopus stolonifer, noto come il fungo della muffa nera del pane, è utilizzato in alcune culture per fermentare alimenti come il tempeh (un prodotto a base di soia fermentata) e nella produzione di acidi organici come l’acido lattico. Le amìlasi e altre enzimi prodotte da questi funghi vengono utilizzate nell'industria biotecnologica per la produzione di zuccheri e bioetanolo.

Esempi di Zigomiceti

1. Rhizopus stolonifer – Uno dei più noti zigomiceti, noto per causare la muffa nera sul pane e su altri alimenti. Questo fungo è un saprofita comune che si diffonde rapidamente su cibi ricchi di carboidrati.

2. Mucor spp. – Un altro gruppo di zigomiceti che cresce su substrati umidi e ricchi di nutrienti. Alcune specie di Mucor sono coinvolte nella produzione di formaggi, come il Mucor miehei, che produce enzimi utilizzati nella coagulazione del latte.

3. Entomophthora muscae – Un parassita di insetti, soprattutto mosche. Questo zigomicete infetta l'ospite attraverso le spore, portando alla morte dell'insetto. È studiato come possibile strumento di controllo biologico per le popolazioni di mosche dannose.

Classificazione moderna

In passato, gli zigomiceti erano considerati un gruppo monofiletico, ma studi più recenti basati su dati molecolari hanno rivelato che questo gruppo non è uniforme. Oggi, molte delle specie precedentemente incluse negli Zygomycota sono state riassegnate a phyla distinti come Mucoromycota e Zoopagomycota. Questo riflette una visione più accurata della loro diversità evolutiva.

Glomeromycota (Glomeromiceti)

Il phylum Glomeromycota, o glomeromiceti, rappresenta uno dei gruppi più importanti nel regno dei funghi per il suo ruolo cruciale nella simbiosi con le piante. Questi funghi formano associazioni chiamate micorrize arbuscolari (AM), che coinvolgono l’interazione simbiotica tra il fungo e le radici delle piante. Le micorrize arbuscolari sono presenti in circa l'80-90% delle piante terrestri, il che rende i glomeromiceti fondamentali per la crescita e la sopravvivenza di molte specie vegetali.

Habitat e distribuzione

I glomeromiceti sono terrestri e si trovano principalmente nel suolo, dove formano associazioni con le radici delle piante. Sono onnipresenti in quasi tutti gli ecosistemi terrestri, dalle foreste tropicali alle regioni desertiche. La loro distribuzione è strettamente legata alla presenza delle piante ospiti, dato che sono simbionti obbligati, incapaci di completare il loro ciclo vitale senza associarsi alle radici delle piante.

Micorrize arbuscolari: il rapporto simbiotico

Il termine "micorriza" deriva dal greco e significa "radice fungina", riflettendo l'intima relazione che i glomeromiceti stabiliscono con le piante. Questa simbiosi è mutualistica, il che significa che entrambi i partner ne traggono vantaggio:

• Il fungo riceve carboidrati (zuccheri) dalla pianta, necessari per il suo metabolismo e crescita.
• La pianta, in cambio, beneficia di una maggiore capacità di assorbimento di nutrienti (specialmente fosforo e altri minerali come l'azoto) grazie alla vasta rete di ife fungine che esplorano il suolo, raggiungendo zone inaccessibili per le radici stesse.

Struttura delle micorrize arbuscolari

Le micorrize arbuscolari si formano quando le ife del fungo penetrano nelle cellule corticali delle radici della pianta e sviluppano strutture specializzate chiamate arbuscoli. Gli arbuscoli sono altamente ramificati e fungono da punti di scambio di nutrienti tra il fungo e la pianta. Oltre agli arbuscoli, i glomeromiceti formano anche strutture chiamate vescicole, che agiscono come organi di riserva di nutrienti e acqua. Esternamente alla radice, il fungo forma una vasta rete di ife extraradicali che si estendono nel suolo per captare acqua e minerali.

Riproduzione

I glomeromiceti si riproducono attraverso la formazione di spore aploidi, di grandi dimensioni e con pareti spesse, che permettono loro di sopravvivere a condizioni ambientali sfavorevoli. Le spore fungono da principale meccanismo di dispersione e di sopravvivenza a lungo termine. La riproduzione sessuale non è stata osservata nei glomeromiceti e sembra che si riproducano esclusivamente per via asessuata.

Le spore dei glomeromiceti si formano sia all'interno che all'esterno delle radici delle piante e sono in grado di rimanere dormienti nel suolo fino a quando non trovano una pianta ospite con cui stabilire la simbiosi.

Ruolo ecologico

I glomeromiceti sono di fondamentale importanza per la salute degli ecosistemi terrestri. Le loro micorrize arbuscolari migliorano l’assorbimento di nutrienti, in particolare il fosforo, un elemento essenziale ma spesso scarsamente disponibile nei suoli. Attraverso l'estensione delle loro ife, i glomeromiceti aumentano la superficie di assorbimento della pianta ospite, facilitando l'accesso a risorse che le radici da sole non riuscirebbero a raggiungere.

Questa simbiosi è particolarmente vantaggiosa in ambienti con suoli poveri di nutrienti o con risorse idriche limitate. I glomeromiceti aiutano anche a migliorare la stabilità del suolo attraverso la loro rete ifale che lega le particelle del suolo, riducendo l'erosione.

Impatto sulle comunità vegetali

La presenza dei glomeromiceti non solo migliora la crescita delle singole piante, ma può anche influenzare la composizione delle comunità vegetali. In alcuni casi, le piante che formano micorrize arbuscolari tendono a competere meglio con piante che non hanno accesso a questa simbiosi, alterando le dinamiche di competizione tra specie e contribuendo alla biodiversità degli ecosistemi.

Importanza agricola

In agricoltura, i glomeromiceti sono particolarmente importanti per migliorare la produttività delle colture. Le micorrize arbuscolari sono state ampiamente utilizzate per:

• Ridurre l’uso di fertilizzanti chimici, poiché le piante micorrizate assorbono più efficacemente i nutrienti dal suolo.
• Migliorare la tolleranza delle piante a condizioni di stress, come la siccità o la salinità.
• Incrementare la resistenza delle piante ai patogeni, grazie alla protezione meccanica fornita dalla rete di ife che ricopre le radici e a fenomeni di competizione con altri microrganismi patogeni.

L'uso di inoculi micorrizici (preparati contenenti spore di glomeromiceti) sta diventando sempre più comune nell'agricoltura sostenibile, nella silvicoltura e nella gestione del paesaggio, specialmente in contesti dove si desidera ridurre l'impatto ambientale dei fertilizzanti sintetici.

Esempi di Glomeromiceti

1. Rhizophagus irregularis – Uno dei glomeromiceti più studiati per la sua capacità di formare micorrize arbuscolari con un'ampia varietà di piante. È utilizzato in inoculi commerciali per migliorare la salute delle piante coltivate.

2. Claroideoglomus etunicatum – Un altro glomeromicete ben conosciuto, utilizzato anche in applicazioni agricole e ambientali, come la reintroduzione di micorrize in terreni degradati.

3. Funneliformis mosseae – Specie comune di glomeromicete associata a piante sia coltivate che selvatiche. È considerata una delle specie più efficaci nel migliorare l'assorbimento di fosforo nelle piante.

Evoluzione e classificazione

I glomeromiceti sono considerati un gruppo molto antico, con fossili di micorrize risalenti a circa 400 milioni di anni fa, dimostrando che le piante terrestri hanno avuto sin dall'inizio una stretta dipendenza da questi funghi. Si ritiene che la simbiosi micorrizica abbia giocato un ruolo cruciale nella colonizzazione delle terre emerse da parte delle piante primitive, facilitando il loro adattamento a suoli poveri di nutrienti.

Tradizionalmente, i glomeromiceti erano classificati all'interno degli Zygomycota, ma studi molecolari più recenti hanno rivelato che meritano un phylum a sé stante, separato dagli zigomiceti, poiché formano un gruppo evolutivo distintivo.

Ascomycota (Ascomiceti)

Gli Ascomycota, o ascomiceti, costituiscono il phylum più grande e diversificato all'interno del regno dei Fungi. Con oltre 64.000 specie descritte, rappresentano circa il 75% delle specie fungine conosciute. Gli ascomiceti sono caratterizzati dalla produzione di spore sessuali chiamate ascospore, contenute in una struttura specializzata chiamata asco. Questo gruppo comprende organismi estremamente variabili, dai lieviti unicellulari ai funghi filamentosi, fino a specie ben conosciute per il loro valore economico, come i tartufi e alcuni tipi di muffe.

Habitat e distribuzione

Gli ascomiceti sono presenti in una vasta gamma di habitat, tra cui suolo, acqua dolce e salata, piante e anche organismi animali. Possono essere saprofiti, parassiti o mutualisti, e giocano ruoli ecologici cruciali, come decompositori e agenti patogeni. Alcuni formano relazioni simbiotiche, come nei licheni, dove collaborano con alghe o cianobatteri.

Morfologia e ciclo vitale

1. Morfologia

Gli ascomiceti possono essere sia unicellulari (come i lieviti) che pluricellulari (come i funghi filamentosi). Le specie filamentose presentano una rete di ife settate, cioè suddivise da setti che contengono pori attraverso cui il citoplasma e i nuclei possono muoversi. Nei funghi pluricellulari, le strutture fruttifere sessuali possono variare in complessità e assumere forme diverse, come apotecî, peritecî e cleistotecî, che contengono gli aschi, le strutture in cui si sviluppano le ascospore.

2. Ciclo vitale

Gli ascomiceti hanno un ciclo vitale che prevede sia una fase sessuale che una fase asessuale:

• Riproduzione asessuale: Gli ascomiceti si riproducono asessualmente formando conidi, spore prodotte all’esterno di particolari ife chiamate conidiofori. Questa modalità di riproduzione permette una rapida dispersione delle spore e una colonizzazione efficiente dell'ambiente.

• Riproduzione sessuale: Il ciclo sessuale degli ascomiceti coinvolge la fusione di due ife sessualmente compatibili (di solito di tipo sessuale opposto), seguita dalla formazione di un asco. All'interno dell’asco avviene la meiosi, che produce tipicamente otto ascospore. Queste spore vengono rilasciate nell'ambiente dove possono germinare e dare origine a nuove ife.

Importanza ecologica

1. Decomposizione

Gli ascomiceti svolgono un ruolo cruciale nella decomposizione di materiale organico complesso, come cellulosa, lignina e chitin. Questo li rende fondamentali per il riciclo dei nutrienti in ecosistemi terrestri e acquatici. Alcuni ascomiceti, come le specie del genere Aspergillus e Penicillium, sono note per la loro capacità di degradare materia organica in decomposizione, contribuendo al processo di decomposizione dei rifiuti organici.

2. Simbioti nei licheni

Una parte significativa degli ascomiceti stabilisce una relazione simbiotica con le alghe o i cianobatteri, formando licheni. In questa simbiosi, il fungo fornisce una struttura protettiva e l’assorbimento di acqua e minerali, mentre l’alga o il cianobatterio esegue la fotosintesi, fornendo zuccheri al fungo. I licheni sono pionieri in ambienti estremi, come rocce nude e deserti, e contribuiscono alla formazione del suolo.

3. Micorrize e associazioni con piante

Oltre ai licheni, alcuni ascomiceti formano micorrize con le radici delle piante, migliorando la capacità delle piante di assorbire nutrienti dal suolo. Tuttavia, gli ascomiceti non formano micorrize arbuscolari, come i glomeromiceti, ma stabiliscono simbiosi ectomicorriziche, dove le ife non penetrano all'interno delle cellule delle radici, ma si estendono tra di esse, creando una rete esterna.

Importanza economica

Gli ascomiceti sono di enorme importanza economica in diversi campi:

1. Industria alimentare

• Saccharomyces cerevisiae è forse l’ascomicete più noto, utilizzato da millenni nella produzione di pane, birra e vino attraverso la fermentazione alcolica. Durante questo processo, il lievito trasforma gli zuccheri in etanolo e anidride carbonica, rendendo possibile la produzione di numerosi prodotti alimentari e bevande.

• Tuber spp. – I tartufi, appartenenti al genere Tuber, sono funghi ipogei pregiati che vivono in simbiosi con le radici di alcune piante, come querce e noccioli. Questi ascomiceti sono molto apprezzati nella cucina per il loro aroma unico.

2. Produzione di antibiotici e farmaci

Il genere Penicillium, scoperto da Alexander Fleming nel 1928, ha rivoluzionato la medicina moderna grazie alla produzione di penicillina, uno dei primi e più potenti antibiotici conosciuti. Oltre alla penicillina, molti altri metaboliti prodotti dagli ascomiceti hanno applicazioni farmacologiche, come antitumorali, immunosoppressori e agenti antifungini.

3. Industria biotecnologica

Gli ascomiceti sono utilizzati nell’industria biotecnologica per la produzione di enzimi industriali, come l'amìlasi, la lipasi e la cellulasi, che vengono impiegati nella lavorazione degli alimenti, nella produzione di bioetanolo e nella bioremediation (bonifica dei suoli contaminati).

Patogenicità

Alcuni ascomiceti sono patogeni per le piante, gli animali e l’uomo. Ad esempio:

• Claviceps purpurea, che infetta i cereali, causa una malattia chiamata segale cornuta, le cui tossine, gli alcaloidi dell'ergot, possono causare avvelenamento negli esseri umani e negli animali. Storicamente, questo ha portato a gravi epidemie di ergotismo.

• Aspergillus flavus, un produttore di aflatossine, è un altro ascomicete patogeno che contamina alimenti come le arachidi e il mais, rappresentando un rischio per la salute umana a causa delle sue proprietà cancerogene.

• Candida albicans, un lievito patogeno opportunista, può causare infezioni umane note come candidosi, che colpiscono in particolare individui con sistema immunitario compromesso.

Esempi di Ascomiceti

1. Saccharomyces cerevisiae – Lievito utilizzato nella fermentazione del pane, birra e vino. È uno dei modelli più studiati nella biologia molecolare.

2. Aspergillus niger – Specie comunemente utilizzata nella produzione di enzimi industriali come la glucoamilasi e nell'industria delle bevande analcoliche per la produzione di acido citrico.

3. Tuber melanosporum – Tartufo nero pregiato, usato in cucina per il suo aroma unico e la sua rarità.

4. Penicillium chrysogenum – Fungo che ha portato alla scoperta della penicillina, il primo antibiotico utilizzato su larga scala.

Basidiomycota (Basidiomiceti)

I Basidiomycota, o basidiomiceti, rappresentano il secondo gruppo più grande del regno dei Fungi e comprendono circa 30.000 specie. Sono famosi per includere molti dei funghi più visibili e conosciuti, come i funghi a cappello, le amanite, i polipori e i puffballs. I basidiomiceti sono definiti dalla produzione di spore sessuali chiamate basidiospore, che si sviluppano su una struttura specializzata chiamata basidio. Questo phylum è estremamente variegato e comprende funghi commestibili, patogeni vegetali, e simbionti ecologicamente importanti.

Habitat e distribuzione

I basidiomiceti sono largamente distribuiti in quasi tutti gli ecosistemi terrestri, occupando una vasta gamma di habitat. Possono essere trovati in foreste, prati, giardini, e addirittura in ambienti estremi come deserti o tundre. La maggior parte dei basidiomiceti vive come saprofiti, decomponendo materiale organico morto, ma alcuni sono parassiti o formano relazioni simbiotiche con le piante sotto forma di micorrize.

Morfologia e ciclo vitale

1. Morfologia

I basidiomiceti possono essere molto vari in termini di morfologia. Alcuni, come i funghi a cappello, producono grandi corpi fruttiferi carnosi (detti basidiocarpi), che costituiscono la parte visibile del fungo. Altri, come i polipori, crescono su tronchi d’albero e hanno corpi fruttiferi duri. Esistono anche basidiomiceti microscopici, come i lieviti appartenenti a questo gruppo.

2. Strutture riproduttive

La caratteristica chiave dei basidiomiceti è la formazione di basidi, cellule club-shaped (a forma di mazza) che si trovano spesso su lamelle (come nei funghi a cappello), su tubi (nei polipori) o su altre superfici specializzate. Ogni basidio produce generalmente quattro basidiospore, che vengono liberate e disperse nell'ambiente. Queste spore germinano, formando ife che crescono e colonizzano nuovi substrati.

3. Riproduzione sessuale e asessuale

Il ciclo vitale dei basidiomiceti è prevalentemente sessuale, caratterizzato dalla fusione di due ife compatibili, che porta alla formazione di una struttura dicariotica (due nuclei per cellula). Questa fase dicariotica è una delle caratteristiche più distintive dei basidiomiceti e può durare per lunghi periodi.

All’interno del basidio, i due nuclei si fondono, subiscono meiosi e formano le basidiospore. Quando le condizioni ambientali sono favorevoli (come l'umidità e la temperatura), le spore vengono rilasciate, iniziando un nuovo ciclo vitale.

Alcuni basidiomiceti, come i lieviti appartenenti al gruppo, possono riprodursi anche asessualmente attraverso la gemmazione o la frammentazione delle ife.

Ruolo ecologico

1. Decomposizione

I basidiomiceti sono tra i più importanti decompositori di materiale organico complesso negli ecosistemi terrestri, in particolare di lignina e cellulosa, i principali componenti del legno. Grazie alla produzione di enzimi specializzati, come la laccasi e la perossidasi, sono in grado di decomporre il legno e altri detriti vegetali, facilitando il riciclo dei nutrienti.

Specie come i polipori e i funghi a mensola sono tra i principali decompositori di legno morto, contribuendo alla disgregazione degli alberi morti e alla fertilità del suolo.

2. Micorrize

Molti basidiomiceti formano micorrize ectomycorriziche, una simbiosi mutualistica con le radici delle piante. In questo tipo di associazione, le ife del fungo avvolgono le radici senza penetrarle, creando una rete esterna che aiuta la pianta a assorbire nutrienti, in particolare il fosforo e l’azoto. In cambio, il fungo riceve zuccheri prodotti dalla pianta attraverso la fotosintesi.

Le micorrize ectomycorriziche sono particolarmente comuni nelle foreste temperate e boreali, dove basidiomiceti come Amanita e Boletus formano simbiosi con alberi come querce, pini e faggi.

3. Parassitismo

Alcuni basidiomiceti sono patogeni vegetali, causando malattie in piante importanti sia dal punto di vista ecologico che economico. Ad esempio, i ruggini e le carie, appartenenti a generi come Puccinia e Ustilago, infettano cereali e altre piante, causando perdite significative in agricoltura.

Importanza economica

1. Funghi commestibili

Molti basidiomiceti sono raccolti o coltivati per il consumo umano. Il più noto è sicuramente l’Agaricus bisporus, comunemente conosciuto come champignon, il fungo più coltivato al mondo. Altri funghi basidiomiceti pregiati includono i boleti (come il Boletus edulis, noto come porcino), i finferli e alcune specie di Amanita, come l’Amanita caesarea (ovolo buono).

Questi funghi sono apprezzati non solo per il loro valore culinario, ma anche per il loro contenuto di proteine, vitamine e minerali, rendendoli un'importante fonte alimentare in molte culture.

2. Produzione di farmaci e biotecnologia

Alcuni basidiomiceti producono composti bioattivi con applicazioni mediche. Un esempio famoso è il Ganoderma lucidum, noto come Reishi, che è utilizzato nella medicina tradizionale cinese per le sue proprietà immunomodulanti e antiossidanti. Anche il Trametes versicolor (coda di tacchino) è studiato per il suo potenziale uso come integratore nel trattamento del cancro.

Inoltre, enzimi prodotti dai basidiomiceti, come le perossidasi e le laccasi, sono impiegati nell'industria della carta, nel trattamento dei rifiuti e nella bioremediation.

Patogenicità

1. Patogeni delle piante

Come menzionato, alcuni basidiomiceti sono noti per essere gravi patogeni vegetali. Le ruggini (famiglia Pucciniaceae) e le carie (famiglia Ustilaginaceae) causano malattie in piante come grano, mais e altri cereali. Questi funghi attaccano le piante, riducendo la produttività agricola e causando danni economici significativi.

2. Patogeni animali e umani

Sebbene meno comuni rispetto ad altri gruppi fungini, alcuni basidiomiceti possono infettare anche animali e umani. Un esempio è il Cryptococcus neoformans, un lievito patogeno che può causare criptococcosi, un'infezione pericolosa soprattutto nei pazienti immunocompromessi. Questa infezione può colpire i polmoni e il sistema nervoso centrale, portando a complicazioni gravi come la meningite.

Esempi di Basidiomiceti

1. Agaricus bisporus – Il fungo champignon, il più coltivato e consumato al mondo.

2. Boletus edulis – Porcino, uno dei funghi selvatici più pregiati per il suo sapore e il suo valore gastronomico.

3. Ganoderma lucidum – Reishi, noto per le sue proprietà medicinali e utilizzato nella medicina tradizionale per migliorare il sistema immunitario.

4. Amanita muscaria – Famoso fungo tossico (conosciuto anche come fungo delle fiabe) con proprietà allucinogene, caratterizzato dal cappello rosso con puntini bianchi.

Microsporidia (Microsporidi)

Introduzione

I Microsporidia, o microsporidi, sono un gruppo di funghi molto particolare, che per lungo tempo è stato classificato separatamente a causa delle loro caratteristiche uniche. Recenti analisi molecolari, però, li hanno collocati all'interno del regno Fungi, anche se sono estremamente diversi rispetto ad altri gruppi fungini più noti come gli Ascomycota o i Basidiomycota. I microsporidi sono parassiti obbligati intracellulari, che infettano principalmente gli animali, compresi gli invertebrati e i vertebrati, e in particolare sono associati a malattie gravi negli animali e negli esseri umani con sistema immunitario compromesso.

Habitat e distribuzione

I microsporidi sono ampiamente distribuiti in natura e sono in grado di infettare una vasta gamma di ospiti, dagli invertebrati come insetti e crostacei, fino ai vertebrati, inclusi mammiferi e uccelli. Le infezioni da microsporidi sono più comuni negli ambienti acquatici e terrestri, dove gli ospiti vivono. Poiché sono parassiti intracellulari, i microsporidi devono vivere all'interno delle cellule degli organismi ospiti per sopravvivere e riprodursi.

Morfologia e ciclo vitale

1. Morfologia

I microsporidi sono unicellulari e molto piccoli, spesso con un diametro compreso tra 1 e 10 µm, il che li rende difficili da osservare al microscopio ottico senza colorazioni specifiche. Non presentano le tipiche strutture fungine come le ife o i corpi fruttiferi che si osservano in altri gruppi di funghi. La loro caratteristica distintiva più notevole è la presenza di un complesso apparato di infezione che include un tubo polare, una struttura simile a una "molla" che permette al microsporidio di iniettare il proprio contenuto direttamente nella cellula ospite.

2. Ciclo vitale

Il ciclo vitale dei microsporidi è complesso e completamente dipendente dall'ospite, poiché sono incapaci di vivere al di fuori delle cellule ospiti. Il ciclo si suddivide in tre fasi principali:

• Spora: La fase infettiva e più resistente del microsporidio. La spora è una struttura dormiente, protetta da una parete spessa che permette al microsporidio di sopravvivere nell'ambiente fino a quando non trova un nuovo ospite.

• Germinazione: Quando la spora entra in contatto con una cellula ospite, germina e attiva il tubo polare, che si espelle velocemente e penetra la membrana della cellula ospite. Il contenuto della spora (il citoplasma e il nucleo) viene iniettato nella cellula attraverso questo tubo.

• Proliferazione e riproduzione: All'interno della cellula ospite, il microsporidio prolifera, sfruttando i nutrienti e le risorse della cellula. La riproduzione avviene tramite schizogonia (divisione asessuata) o sporogonia, producendo nuove spore che vengono rilasciate quando la cellula ospite si rompe, infettando altre cellule o altri ospiti.

I microsporidi si riproducono principalmente in modo asessuato, ma alcune specie mostrano un ciclo sessuale più complesso, anche se i dettagli di questo processo non sono ancora completamente chiari.

Ruolo ecologico

1. Parassitismo negli invertebrati

I microsporidi sono particolarmente comuni come parassiti negli invertebrati, soprattutto negli insetti. Infettano vari ospiti come api, zanzare, bachi da seta, crostacei e pesci. Ad esempio, il microsporidio Nosema apis è noto per causare nosemiasi nelle api, una malattia che può avere effetti devastanti sulle colonie di api mellifere, influenzando la loro capacità di raccogliere cibo e la produzione di miele.

Alcuni microsporidi sono anche studiati come possibili agenti di controllo biologico per ridurre le popolazioni di insetti dannosi. Per esempio, alcuni microsporidi infettano le larve di zanzara, riducendo così la trasmissione di malattie come la malaria e la dengue.

2. Parassitismo nei vertebrati

Anche i vertebrati, compresi i mammiferi, possono essere infettati dai microsporidi. Specie come Enterocytozoon bieneusi e Encephalitozoon intestinalis sono noti per infettare l'uomo, specialmente in individui con sistema immunitario compromesso, come pazienti affetti da HIV/AIDS, causando gravi infezioni intestinali o sistemiche.

Le infezioni da microsporidi negli esseri umani si verificano generalmente attraverso il contatto con acqua contaminata, cibo contaminato o tramite il contatto con animali infetti. Questi parassiti possono causare una varietà di sintomi, tra cui diarrea cronica, perdita di peso e infezioni oculari (cheratite microsporidiale).

Impatto economico

1. Agricoltura e apicoltura

Alcuni microsporidi causano gravi danni economici in agricoltura e apicoltura. Nosema ceranae e Nosema apis, per esempio, sono noti parassiti delle api mellifere, compromettendo la salute delle colonie e riducendo la produzione di miele. Questi parassiti indeboliscono il sistema immunitario delle api e riducono la loro capacità di raccogliere nettare e polline, contribuendo al collasso delle colonie (CCD), un problema significativo a livello mondiale.

2. Acquacoltura

Nell'acquacoltura, i microsporidi rappresentano una minaccia per la produzione di pesce e crostacei. Specie come Thelohania infettano gamberetti e altri crostacei, riducendo la crescita e causando mortalità, con conseguenti perdite economiche significative.

Microsporidiosi: Infezioni nell’uomo

La microsporidiosi è una malattia causata dall'infezione da microsporidi e colpisce principalmente persone con un sistema immunitario debole, come pazienti con AIDS, cancro, o trapiantati che assumono farmaci immunosoppressori. I microsporidi infettano vari organi, ma i sintomi più comuni sono legati a infezioni gastrointestinali, oculari e respiratorie.

Le principali specie di microsporidi responsabili di malattie umane includono:

• Enterocytozoon bieneusi – Causa infezioni gastrointestinali, con diarrea cronica e malassorbimento.
• Encephalitozoon intestinalis – Oltre a infezioni intestinali, può causare infezioni sistemiche, colpendo reni, occhi e cervello.

La diagnosi di microsporidiosi è complessa, richiedendo tecniche di biologia molecolare come la PCR o esami microscopici con colorazioni speciali.

Trattamento e controllo

Il trattamento delle infezioni da microsporidi è limitato a pochi farmaci specifici. Il più comune è l’albendazolo, che è efficace contro alcune specie di microsporidi, ma non contro tutte. Nel caso di infezioni da Enterocytozoon bieneusi, un altro farmaco, la fumagillina, è stato utilizzato con successo, anche se può avere effetti collaterali.

Poiché i microsporidi sono spesso trasmessi attraverso acqua contaminata o tramite il contatto con animali infetti, le misure di controllo includono una rigorosa gestione dell’igiene e il trattamento delle acque reflue.

Esempi di Microsporidi

1. Nosema apis – Parassita che infetta le api mellifere, causando la nosemiasi, che indebolisce le colonie e riduce la produzione di miele.

2. Enterocytozoon bieneusi – Uno dei principali microsporidi che infetta l’uomo, causando diarrea cronica e problemi gastrointestinali, soprattutto nei pazienti immunocompromessi.

3. Encephalitozoon cuniculi – Parassita che colpisce principalmente i conigli, ma può infettare anche gli esseri umani, causando infezioni sistemiche.