Decine di migliaia di organismi, dai funghi alla muffa al lievito, rientrano sotto l’ombrello dei funghi. Una volta si pensava che fossero semplicemente delle piante, i funghi sono emersi come un proprio regno tassonomico. Le varie specie di funghi sono diverse, con molte proprietà uniche: alcune innocue, alcune utili e altre dannose.
Classificare i funghi
Ci sono voluti decenni, con il miglioramento della tecnologia e l’evoluzione delle conoscenze scientifiche, per classificare in modo appropriato questa miriade di organismi.
Anche negli anni ’60, i funghi erano considerati piante. In effetti, a quel tempo tutti gli organismi erano classificati in due soli gruppi o regni: piante e animali. In un articolo del 1969 pubblicato sulla rivista Science, l’ecologo Robert Whittaker spiegava le basi di questo sistema a due regni. Per molti decenni nella storia, gli unici esseri viventi che l’uomo osservava intorno a sé erano o le piante “radicate” che producevano il proprio cibo, o gli animali mobili che cercavano il loro cibo. Così la mobilità e il metodo per procurarsi il nutrimento divennero i criteri per un sistema di classificazione. “Gli animali si muovevano e le piante no, ed è così che i funghi sono rimasti attaccati alle piante”, ha detto Tom Volk, professore di botanica all’Università del Wisconsin-La Crosse.
Tuttavia, a differenza delle piante, i funghi non contengono il pigmento verde clorofilla e quindi sono incapaci di fotosintesi. Cioè, non possono generare il proprio cibo – carboidrati – usando l’energia della luce. Questo li rende più simili agli animali in termini di abitudini alimentari. I funghi hanno bisogno di assorbire nutrimento da sostanze organiche: composti che contengono carbonio, come carboidrati, grassi o proteine.
In base a queste e altre proprietà, nel 1969 Whittaker propose che i funghi diventassero un regno separato come parte di un nuovo sistema di classificazione a cinque domini. La classificazione proposta includeva una vasta gamma di specie. Tra queste, funghi, lieviti, muffe, muffe melmose, muffe acquatiche, puffballs e muffe.
Da allora, il sistema di classificazione e il regno dei funghi sono stati ulteriormente raffinati. Per esempio, le muffe melmose e le muffe acquatiche sono state trasferite in un regno diverso. Oggi, i membri del regno dei funghi sono conosciuti anche come “veri funghi”.
Caratteristiche dei ‘veri funghi’
Secondo la “Van Nostrand’s Scientific Encyclopedia, Vol 1, 10th Ed. (Wiley, 2008), le numerose specie di funghi hanno “abitudini e caratteristiche molto diverse”, e le generalizzazioni possono essere difficili. Tuttavia, ci sono alcuni aspetti chiave comuni a tutti i membri del regno fungino.
Cellule: I funghi sono eucarioti, proprio come le piante e gli animali. Questo significa che hanno una cellula ben organizzata, caratteristica di tutti gli eucarioti. Il loro DNA è incapsulato in una struttura centrale chiamata nucleo (alcune cellule possono avere più nuclei, secondo “Van Nostrand”). Hanno anche macchinari cellulari specializzati chiamati organelli che svolgono varie funzioni dedicate come la produzione di energia e il trasporto di proteine.
Le cellule fungine sono racchiuse in due strati: una membrana cellulare interna e una parete cellulare esterna. Questi due strati hanno più cose in comune con gli animali che con le piante.
Come le membrane delle cellule animali, quelle dei funghi sono fatte di proteine e molecole grasse chiamate lipidi. Inoltre, le membrane delle cellule animali contengono quantità variabili di colesterolo. Allo stesso modo le membrane dei funghi contengono uno steroide unico chiamato ergosterolo, secondo Volk.
Le pareti cellulari delle piante sono fatte di cellulosa, mentre quelle dei funghi hanno la chitina, una sostanza decisamente non vegetale. Infatti, gli esoscheletri, o il guscio duro esterno di vari artropodi (insetti e crostacei come granchi e aragoste) sono fatti di chitina.
Struttura: I funghi possono essere costituiti da una sola cellula, come nel caso dei lieviti, o da più cellule, come nel caso dei funghi.
I corpi dei funghi multicellulari sono fatti di cellule che si raggruppano in file che ricordano i rami degli alberi. Ogni singola struttura ramificata è chiamata ifa (plurale: ife). Il più delle volte, le singole cellule delle ife si trovano una accanto all’altra in una linea continua (note anche come ife cenocitiche), ma a volte possono essere separate in compartimenti da una parete trasversale (ife settate). Diverse ife si uniscono per formare il micelio, che costituisce il corpo del fungo, secondo “Van Nostrand”.
“I funghi sono i re della superficie”, ha detto Volk a LiveScience, spiegando che le ife espandono la loro superficie per prendere il cibo, facilitare la digestione e anche per riprodursi.
Nutrizione: Come accennato in precedenza, poiché i funghi non possono effettuare la fotosintesi, hanno bisogno di assorbire nutrienti da varie sostanze organiche intorno a loro. Questo li rende eterotrofi, che letteralmente si traduce in “altra alimentazione”, secondo Volk.
Anche gli animali sono eterotrofi e devono cercare il loro cibo. Ma nel loro caso, la digestione avviene all’interno del corpo. “I funghi sono diversi”, ha detto Volk a LiveScience. “Trovano il loro cibo, scaricano i loro enzimi sul cibo, e la digestione avviene al di fuori del loro corpo”. Questi enzimi digestivi specializzati sono noti come esoenzimi, e sono secreti dalle punte delle ife in crescita sui loro dintorni, afferma Volk nella “Encyclopedia of Biodiversity, 2nd Ed. (Academic Press, 2013). Questi enzimi sono la ragione principale per cui i funghi sono in grado di prosperare in diversi ambienti, dalle superfici legnose all’interno del nostro corpo.
Come risultato dell’attività degli esoenzimi, le grandi molecole di cibo vengono scomposte in molecole più piccole, che vengono portate nelle ife. La respirazione cellulare avviene poi all’interno delle cellule fungine. Vale a dire, le molecole organiche come i carboidrati e gli acidi grassi vengono scomposte per generare energia sotto forma di ATP.
I funghi hanno molteplici fonti di cibo. I funghi che si nutrono di organismi morti – e aiutano nella decomposizione – sono chiamati saprofiti. Se un fungo trae sostentamento da un ospite vivo senza danneggiarlo, allora si chiama simbionte o mutualista. I licheni – funghi e alghe insieme – sono un esempio di relazione mutualistica. Se un fungo si nutre di un ospite vivo danneggiandolo, allora è un parassita, secondo la “Encyclopedia of Biodiversity”.
Riproduzione: I vari funghi sono in grado di riprodursi asessualmente o sessualmente. Entrambi i processi possono generare spore. Queste sono cellule speciali che, se rilasciate in un ambiente adatto, possono dare origine a un nuovo corpo fungino. Le spore possono essere trasportate in nuovi ambienti dall’aria o dall’acqua, secondo la Utah State University.
La riproduzione asessuale avviene attraverso la mitosi, quando una cellula fungina si divide e produce copie genetiche identiche di se stessa. Nei funghi unicellulari più semplici, come il lievito, questo processo è noto come gemmazione. In questo caso, un piccolo germoglio o gemma emerge dalla cellula madre, crescendo lentamente di dimensioni. Il nucleo si divide in due e la gemma si separa una volta che ha le stesse dimensioni della cellula madre. D’altra parte, i funghi multicellulari come le muffe si riproducono attraverso la formazione di spore asessuate.
La durata e i tempi di alcune fasi della riproduzione sessuale variano abbastanza tra le specie di funghi. Inoltre, anche le strutture riproduttive variano da specie a specie. Tanto che queste differenze morfologiche costituiscono la base per dividere il regno fungino in sottogruppi o phyla, secondo la “Encyclopedia of Biodiversity”.
La riproduzione sessuale nei funghi produce spore attraverso la meiosi. Come risultato, queste spore contengono la metà del numero di cromosomi dei genitori. Una volta rilasciate, le spore germinano in miceli simili ad alberi e sono pronte ad “accoppiarsi”. Nel caso di funghi, palloni e rospi, il micelio ramificato (chiamato anche micelio primario) è diviso in segmenti contenenti un singolo nucleo. L’accoppiamento avviene quando due miceli primari entrano in contatto tra loro e formano un micelio secondario. Ogni segmento del micelio secondario ha due nuclei: uno da ogni segmento originale. I singoli nuclei hanno ancora la metà del numero di cromosomi della cellula madre. Nel corso di diversi passaggi i nuclei si fondono, dando origine a cellule con il numero originale di cromosomi. Dopo questo punto, il ciclo riproduttivo sessuale ricomincia: si verifica la meiosi e vengono prodotte le spore, secondo “Van Nostrand.”
I funghi e noi
I funghi sono inestricabilmente legati alle nostre vite e ai nostri mezzi di sussistenza. Influenzano la nostra salute, il cibo, l’industria e l’agricoltura in modi sia positivi che fastidiosi.
I funghi sono fonti di importanti farmaci. Gli antibiotici penicillina e cefalosporina, così come il farmaco ciclosporina, che aiuta a prevenire il rigetto dei trapianti, sono tutti prodotti da funghi, secondo la “Encyclopedia of Biodiversity”. Eppure, allo stesso modo, i funghi producono tossine chiamate micotossine che sono dannose per noi. “Quasi tutte le micotossine sono prodotte dalle muffe”, ha detto Volk. Per esempio, i funghi Aspergillus che crescono su mais e arachidi producono aflatossine. Questa micotossina è considerata cancerogena ed è stata collegata al cancro al fegato.
Il lievito (Saccharomyces cerevisiae) è essenziale per la fermentazione del vino e della birra e per la cottura del pane lievitato e soffice. Il caratteristico colore azzurro dei formaggi blu è dovuto alla sporulazione del fungo Penicillium roquefortii, secondo la “Encyclopedia of Biodiversity”. Funghi come i finferli e le spugnole sono gustose aggiunte ai pasti. Tuttavia, i funghi della ruggine e della melma (chiamati così per l’aspetto simile al carbone e alla ruggine delle loro spore) distruggono abitualmente colture alimentari e piante come fagioli, orzo e pini, secondo “Van Nostrand.”
Importanti scoperte scientifiche sono state fatte usando i funghi come organismi modello. La scoperta che i geni controllano l’espressione degli enzimi, e che un gene controlla un enzima, fu il risultato di esperimenti con la muffa rosa Neurospora. Gli scienziati George Beadle e Edward Tatum hanno vinto il premio Nobel nel 1958 per questo lavoro. Il lievito è stato anche usato come organismo modello per rispondere a domande nel campo della genetica. Secondo un articolo del 1997 pubblicato sulla rivista Science, molti geni del lievito e dei mammiferi codificano per proteine simili, rendendolo uno strumento utile per comprendere il genoma umano e le condizioni di malattia come la sindrome di Werner.
Ancora, quello che sappiamo sui funghi oggi, e quello che possiamo fare con i funghi, è solo l’inizio di tutto ciò che è possibile. Come afferma Volk in “Encyclopedia of Biodiversity”, ci sono 75.000 specie di funghi che sono nominate. Ma si crede che questo numero rappresenti solo il 5% delle specie che esistono in natura. “Si sa relativamente poco sui funghi rispetto agli animali e alle piante”, ha detto Volk a LiveScience. “Ci sono ancora molte nuove specie da scoprire”.