Micelio

Una de las funciones principales de los hongos en un ecosistema es descomponer compuestos orgánicos. Los derivados del petróleo y algunos pesticidas (contaminantes típicos del suelo) son moléculas orgánicas (es decir, están formadas por una estructura de carbono) y, por lo tanto, representan una fuente potencial de carbono para los hongos. En consecuencia, los hongos tienen el potencial de erradicar dichos contaminantes de su entorno, a menos que los compuestos químicos resulten tóxicos para ellos. Esta degradación biológica es un proceso conocido como micorremediación .

Se ha sugerido que las esteras miceliales tienen potencial como filtros biológicos, eliminando sustancias químicas y microorganismos del suelo y del agua. El uso de micelio fúngico para lograr esto se ha denominado micofiltración .

El conocimiento de la relación entre los hongos micorrícicos y las plantas sugiere nuevas formas de mejorar el rendimiento de los cultivos . ^{[ 6 ]}

Cuando se esparce en caminos forestales, el micelio puede actuar como aglutinante, manteniendo el suelo nuevo removido en su lugar y evitando así la erosión hasta que las plantas leñosas puedan echar raíces.

Los hongos son esenciales para convertir la biomasa en compost , ya que descomponen componentes de la materia prima como la lignina , algo que muchos otros microorganismos compostadores no pueden hacer. ^{[ 7 ]} Al voltear una pila de compost casera, es común ver redes visibles de micelio que se han formado en la materia orgánica en descomposición. El compost es un mejorador del suelo y fertilizante esencial para la agricultura y la jardinería orgánicas . El compostaje puede desviar una fracción sustancial de los residuos sólidos urbanos de los vertederos . ^{[ 8 ]}

Se pueden producir alternativas al poliestireno y a los envases de plástico mediante el cultivo de micelio en residuos agrícolas. ^{[ 9 ]} El micelio también se ha utilizado como material en muebles y cuero artificial . ^{[ 10 ]}

Uno de los principales usos comerciales del micelio es su utilización para la creación de cuero artificial. El uso de materiales poliméricos como el poliéster o el ácido poliláctico para mejorar las propiedades del cuero artificial puede afectar negativamente la biodegradabilidad del material. ^{[ 11 ]}

En la fermentación en estado sólido, el micelio se cultiva sobre bioproductos forestales, como el aserrín, en un ambiente con altas concentraciones de dióxido de carbono y humedad y temperatura controladas. La capa de micelio formada sobre el lecho de partículas se deshidrata, se trata químicamente y luego se comprime hasta alcanzar el grosor deseado y se graba con un patrón. ^{[ 11 ]}

El micelio es un candidato prometedor para la construcción sostenible, principalmente debido a su estructura biodegradable y ligera y a su capacidad para cultivarse a partir de residuos. Además, presenta una relación resistencia-peso relativamente alta y una energía incorporada mucho menor en comparación con los materiales de construcción tradicionales . Dado que el micelio adopta la forma de cualquier molde en el que se cultiva, también puede resultar ventajoso para la personalización, especialmente si se emplea como elemento arquitectónico o estético. Investigaciones recientes indican que el micelio no libera resinas tóxicas en caso de incendio, ya que presenta un efecto de carbonización similar al de la madera maciza. El micelio contribuye al aislamiento acústico, con una absorbancia del 70-75% para frecuencias de 1500  Hz o inferiores. ^{[ 12 ]}

Las plantas parecen comunicarse dentro de un ecosistema mediante el micelio, la red fúngica producida por los hongos micorrícicos. ^{[ 17 ]} Las redes miceliales constituyen entre el 20 y el 30 % de la biomasa del suelo, aunque las mediciones tradicionales de biomasa no las detectan. Alrededor del 83 % de las plantas parecen exhibir una asociación mutualista con el micelio como una extensión de sus sistemas radiculares, con distintos grados de dependencia. ^{[ 18 ]} Según algunas estimaciones, las redes miceliales reciben más del 10 % de la producción fotosintética de sus plantas hospedantes. ^{[ 19 ]}

Este mutualismo se inicia mediante conexiones hifales en las que los filamentos miceliales infectan y se adhieren a las hifas de la planta, penetrando la pared celular pero sin entrar a través de la membrana hacia el citoplasma vegetal. El micelio interactúa con la célula en la membrana periarbuscular, que actúa como una especie de medio de intercambio de nutrientes y puede producir gradientes eléctricos que permiten el envío y la recepción de señales electrofisiológicas. ^{[ 17 ]} En estudios de modelización, diferentes hongos suministran distintos niveles de nutrientes y materiales promotores del crecimiento, y las plantas tienden a enraizar hacia (y por lo tanto ser infectadas por) los hongos que suministran la mayor cantidad de fósforo y nitrógeno minerales (ambos esenciales para el crecimiento de la planta). ^{[ 20 ]}

Las asociaciones miceliales micorrícicas pueden intensificar la competencia entre individuos de la misma especie, a la vez que la atenúan entre especies, mediante la promoción de competidores inferiores, lo que fomenta la diversidad vegetal dentro de su red. ^{[ 17 ]} Al hacerlo, los hongos micorrícicos promueven la ecología de la comunidad, con una complejidad añadida de diferenciación de nicho de diferentes redes y tipos de hongos micorrícicos que enraízan a diferentes profundidades, dispersan diferentes compuestos orgánicos y nutrientes, y tienen interacciones únicas con especies de plantas específicas. ^{[ 17 ]}

Varios estudios han documentado la capacidad de memoria de las redes miceliales y su adaptabilidad a condiciones ambientales específicas. Los micelios se han especializado para diferentes funciones en diversos climas y desarrollan relaciones simbióticas o patógenas con otros organismos, como el patógeno humano Candida auris , que ha desarrollado un enfoque único para evadir la detección por los neutrófilos humanos a través de la selección adaptativa, un proceso de aprendizaje y memoria fúngica. ^{[ 21 ]} Además, estas funciones pueden cambiar según la escala del micelio y la naturaleza de la relación simbiótica; las relaciones comensales y mutuas entre hongos y plantas se forman a través de un proceso separado conocido como asociación micorrícica, que se denomina micorriza. Además, la organización de las hifas en redes miceliales puede ser determinista para una variedad de funciones que incluyen la retención de biomasa, el reciclaje de agua, la expansión de futuras hifas en un enfoque eficiente de recursos hacia los gradientes de nutrientes deseados y la distribución posterior de estos recursos a través de la red hifal. ^{[ 22 ]} A escala macroscópica, muchos micelios operan con una especie de jerarquía que tiene un “tronco” o micelio principal, con “ramas” más pequeñas que se ramifican. Algunos basidiomicetos saprófitos pueden recordar decisiones pasadas sobre gradientes nutricionales direccionales y construirán micelio futuro en esa dirección. ^{[ 23 ]}

La investigación actual sobre la inteligencia colectiva micelial es limitada, y si bien muchos estudios han observado memoria e intercambio de carga eléctrica a través de redes miceliales, esta evidencia es insuficiente para llegar a conclusiones sobre cómo se procesan los datos sensoriales en estas redes. Sin embargo, algunos ejemplos de mayor resistencia térmica en hongos filamentosos sugieren una relación de ley de potencias para la memoria y la exposición a un estímulo. ^{[ 24 ]} Los micelios también han demostrado la capacidad de editar sus estructuras genéticas durante su vida debido a antibióticos u otros factores de estrés extracelulares, lo que puede causar una rápida adquisición de genes de resistencia, como los de C. auris . ^{[ 21 ]} Además, los mohos mucilaginosos plasmodiales demuestran un método similar de intercambio de información, ya que tanto los micelios como los mohos mucilaginosos utilizan moléculas de cAMP para la agregación y la señalización. ^{[ 22 ]}

El esclerocio es una masa compacta de micelio endurecido. Durante muchos años, los esclerocios se confundieron con organismos individuales y se describieron como especies distintas. Sin embargo, a mediados del siglo XIX, se demostró que los esclerocios eran simplemente una etapa en el ciclo de vida de muchos hongos. Los esclerocios están compuestos por capas gruesas y densas con células oscuras. Son ricos en reservas de emergencia para las hifas , como aceite, y contienen pequeñas cantidades de agua. Pueden sobrevivir en ambientes secos durante muchos años sin perder la capacidad de crecer. El tamaño de los esclerocios puede variar desde menos de un milímetro hasta decenas de centímetros de diámetro. ^{[ 25 ]}