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# Biología # Ecología

El Mundo Oculto de los Hongos Aspergillus

Explorando los roles y efectos de los hongos Aspergillus a nivel global.

Olivia L. Riedling, Kyle T. David, Antonis Rokas

― 9 minilectura


Aspergillus: Las Amenazas Aspergillus: Las Amenazas Ocultas de los Hongos en la salud y el ambiente. Descubre los impactos del Aspergillus
Tabla de contenidos

Aspergillus es un grupo grande de hongos que puedes encontrar casi en cualquier parte de la Tierra. Son un tipo de hongos filamentosos, lo que significa que tienen estructuras largas y parecidas a hilos. Este grupo incluye alrededor de 450 especies diferentes. Puedes encontrarlos en lugares como el suelo, el aire e incluso en el agua. Algunos disfrutan del frío en el Ártico, mientras que otros viven en plantas o incluso dentro de animales.

Estos hongos juegan muchos roles importantes en nuestras vidas. Algunas especies de Aspergillus se usan en medicina para fabricar medicamentos que reducen el colesterol, mientras que otras se utilizan en la producción de alimentos para fermentar productos como la salsa de soja. ¡Incluso se usan en la industria cosmética! Sin embargo, no todas las especies de Aspergillus son amigables. Algunas pueden estropear la comida, causar enfermedades en las plantas e incluso provocar problemas de salud en humanos y animales.

Un Grupo Diverso de Hongos

El grupo Aspergillus es conocido por su amplia variedad de estilos de vida. Algunas especies de Aspergillus se alimentan de materia orgánica muerta, mientras que otras viven dentro de plantas sanas. Algunas incluso pueden causar enfermedades en plantas, animales y humanos. Por ejemplo, Aspergillus niger y Aspergillus flavus se encuentran a menudo en productos agrícolas podridos como nueces y frutas. Algunos de estos hongos producen sustancias dañinas conocidas como Micotoxinas, que pueden ser muy malas para la salud.

Las especies de Aspergillus pueden causar enfermedades en humanos, conocidas como aspergilosis. Esta infección puede aparecer en muchas partes del cuerpo, como los pulmones y la piel. Cada año, afecta a más de un millón de personas en todo el mundo. Una de las formas más peligrosas de esta infección se llama aspergilosis invasiva, que es causada principalmente por Aspergillus fumigatus y algunos otros.

Distribución y Hábitats

Las especies de Aspergillus se encuentran en muchos ambientes diferentes, lo que las hace bastante adaptables. La investigación ha mostrado que hay patrones relacionados con el clima que afectan su distribución. Por ejemplo, algunos estudios han analizado cómo la temperatura y la lluvia afectan dónde prosperan estos hongos. Sin embargo, los patrones generales de dónde se encuentran las especies de Aspergillus a nivel mundial aún no se entienden del todo.

Se han creado varias bases de datos para recopilar información sobre diferentes hongos, incluyendo Aspergillus. Estas bases de datos ayudan a los científicos a estudiar dónde están estos hongos y cómo se relacionan con factores ambientales. Usando algoritmos predictivos, los investigadores pueden estimar dónde podrían encontrarse diferentes especies de Aspergillus basándose en datos climáticos.

Objetivo de la Investigación

El objetivo de investigaciones recientes fue analizar la distribución geográfica y diversidad de especies de Aspergillus que son importantes para la medicina y la biotecnología. Al estudiar 30,542 registros de dónde se han encontrado 176 especies, los investigadores buscaron entender mejor cómo se distribuyen estas especies en diferentes entornos.

Además, combinaron estos datos con modelos climáticos futuros para ver cómo los cambios climáticos podrían impactar la distribución de las especies de Aspergillus. Sus hallazgos buscan resaltar qué factores influyen en dónde pueden vivir las especies de Aspergillus y cómo podrían responder al cambio climático.

Puntos Calientes de Riqueza de especies

Al observar dónde son más abundantes las especies de Aspergillus, los investigadores encontraron que las áreas más ricas suelen ser cálidas, húmedas y bosques templados. Mapearon los datos recolectados de diferentes ubicaciones, lo que reveló que los puntos calientes de alta riqueza se encuentran en lugares como el sureste de Europa y el sureste de Asia.

Curiosamente, las áreas con muchas especies se encontraron típicamente en regiones conocidas por su biodiversidad y temperaturas estables. Otras regiones, como partes de Estados Unidos y Australia, mostraron una riqueza de especies moderada, lo que podría deberse a cambios estacionales más significativos en el clima.

Para verificar posibles sesgos de muestreo, los investigadores compararon el número de muestras recolectadas de cada área con la riqueza de especies predicha. Algunas áreas fueron predichas para tener alta riqueza de especies, incluso con relativamente pocas muestras recolectadas. Esto sugiere que los investigadores podrían haber pasado por alto algunas áreas ricas en especies.

Biomas y Clases Climáticas

Las especies de Aspergillus se extienden por 15 biomas diferentes, siendo los bosques mediterráneos los más ricos en especies. Este bioma incluye regiones como California y el sur de África, caracterizadas por veranos calurosos y secos y inviernos frescos y húmedos.

La investigación también analizó la riqueza promedio de especies en diferentes clases climáticas. Sorprendentemente, el estudio encontró que la riqueza de especies era mayor en áreas templadas. Este hallazgo es contrario al patrón habitual visto en muchas plantas y animales, que típicamente prosperan en regiones tropicales.

Influencias Ambientales en la Riqueza de Especies

Para entender mejor qué influye en la abundancia de Aspergillus, los investigadores examinaron varios factores ecológicos. El análisis apuntó a ciertas zonas ambientales, tipos de suelo y vegetación como contribuyentes significativos a una mayor riqueza de especies.

También notaron que las actividades humanas impactan estos hongos. Las áreas con mayor influencia humana podrían ofrecer nuevas oportunidades para que Aspergillus prospere, ya sea de manera positiva o negativa. La investigación sugiere que tanto los cambios naturales como los inducidos por humanos moldean dónde pueden vivir estos hongos.

Variabilidad en los Rangos de Especies

Los investigadores encontraron que hay mucha variación en los rangos de diferentes especies de Aspergillus. En promedio, cada especie ocupa alrededor del 2% de las regiones globales, con algunas teniendo rangos más grandes mientras que otras se apegan a entornos específicos.

Por ejemplo, Aspergillus sigurros y Aspergillus flocculosus tenían los rangos predichos más grandes, mientras que especies como Aspergillus lucknowensis se mantuvieron dentro de áreas más pequeñas y localizadas.

Esta variación plantea la pregunta de si el número de registros de ocurrencia en los datos de entrenamiento está relacionado con los tamaños de rango de las especies. El análisis mostró una correlación negativa débil, lo que significa que las especies con menos registros podrían tener rangos más grandes, pero este efecto es menor en comparación con factores ecológicos.

Rangos Superpuestos Entre Especies

Dado que muchas especies de Aspergillus comparten hábitats, los investigadores querían averiguar cuánto se superponen sus rangos. Al calcular el Índice de Jaccard, una medida de similitud, observaron cuán a menudo las especies vivían en las mismas áreas.

La mayoría de las especies mostraron una superposición limitada, con pocas parejas teniendo rangos significativamente compartidos. Esta baja superposición podría deberse a la competencia por recursos, lo que lleva a que menos especies existan en los mismos lugares.

Controladores Ambientales

El estudio también investigó los factores ambientales que impulsan las distribuciones de Aspergillus. Algunas de las variables más importantes incluyeron clasificaciones climáticas, zonas ecofiorísticas e impacto humano. Estos hallazgos sugieren que las variaciones en el clima, la vegetación y el suelo juegan un papel crucial en determinar dónde pueden prosperar las especies de Aspergillus.

Respuestas al Cambio Climático

A medida que el cambio climático se avecina, los investigadores se propusieron predecir cómo podrían responder las especies de Aspergillus. Al refinar sus modelos, buscaron ver cómo las temperaturas y condiciones cambiantes afectan la distribución de estos hongos a lo largo del tiempo.

Sorprendentemente, se espera que muchas especies experimenten una disminución en sus rangos a través de varios escenarios climáticos, con algunas mostrando expansiones potenciales, aunque estas podrían ser marginales. Esta variabilidad indica que cada especie reacciona de manera diferente al cambio climático, con algunas adaptándose mejor que otras.

Patógenos Mayores y Menores

Mientras investigaban el impacto del cambio climático, los investigadores se centraron en patógenos mayores como Aspergillus fumigatus y Aspergillus flavus. Sus hallazgos sugirieron que los rangos de estos patógenos mayores podrían disminuir ligeramente con el tiempo, especialmente bajo condiciones de cambio climático severo.

Por el contrario, varios patógenos menores parecieron tener una disminución más consistente en sus rangos predichos. Los resultados indican que, aunque algunas especies se predice que cambiarán su distribución, las áreas generales que ocupan pueden seguir siendo relativamente estables.

Implicaciones para Investigaciones Futuras

El estudio sobre las distribuciones de Aspergillus tiene varias implicaciones importantes para futuras investigaciones. A medida que cambian las condiciones climáticas, entender cómo estos hongos evolucionan y se adaptan a sus entornos será crucial. Estos conocimientos pueden ayudar a predecir posibles riesgos para la salud, especialmente a medida que algunos hongos que prosperan en climas más cálidos pueden volverse más prominentes.

La suposición de que las especies seguirán ocupando los mismos nichos ecológicos puede no ser cierta si se adaptan en respuesta a los cambios ambientales. Las observaciones en otros hongos muestran que pueden adquirir rápidamente mutaciones para crecer en temperaturas más altas.

Conclusión

En resumen, las especies de Aspergillus son un grupo altamente diverso y adaptable de hongos que se encuentran en todo el mundo. Sus roles en industrias y ecosistemas son significativos, pero también representan riesgos para la salud y la agricultura. La investigación sobre sus distribuciones ha revelado patrones de biodiversidad que se desvían de las expectativas tradicionales, destacando la necesidad de un estudio más profundo, especialmente a medida que el cambio climático impacta nuestro mundo.

Los hongos pueden no ser lo primero que te viene a la mente cuando piensas en las maravillas de la naturaleza, pero merecen tanta atención como los animales y plantas más carismáticos. Así que, la próxima vez que encuentres un hongo, recuerda que no es solo una tapa bonita; ¡podría pertenecer al fascinante mundo de Aspergillus!

Fuente original

Título: Global patterns of species diversity and distribution in the biomedically and biotechnologically important fungal genus Aspergillus

Resumen: Aspergillus fungi are key producers of pharmaceuticals, enzymes, and food products and exhibit diverse lifestyles, ranging from saprophytes to opportunistic pathogens. To improve understanding of Aspergillus species diversity, identify key environmental factors influencing their geographic distributions, and estimate the impact of future climate change, we trained a random forest machine learning classifier on 30,542 terrestrial occurrence records for 176 species ([~]40% of known species in the genus) and 96 environmental variables. We found that regions with high species diversity are concentrated in temperate forests, which suggests that areas with mild seasonal variation may serve as diversity hotspots. Species range estimates revealed extensive variability, both within and across taxonomic sections; while some species are cosmopolitan, others have more restricted ranges. Furthermore, range overlap between species is generally low. The top predictors of mean species richness were the index of cumulative human impact and five bioclimatic factors, such as temperature and temperate vs non-temperate ecoregions. Our future climate analyses revealed considerable variation in species range estimates in response to changing climates; some species ranges are predicted to expand (e.g., the food spoilage and mycotoxin-producing Aspergillus versicolor), and others are predicted to contract or remain stable. Notably, the predicted range of the major pathogen Aspergillus fumigatus was predicted to decrease in response to climate change, whereas the range of the major pathogen Aspergillus flavus was predicted to increase and gradually decrease. Our findings reveal how both natural and human factors influence Aspergillus species ranges and highlight their ecological diversity, including the diversity of their responses to changing climates, which is of relevance to pathogen and mycotoxin risk assessment.

Autores: Olivia L. Riedling, Kyle T. David, Antonis Rokas

Última actualización: 2024-12-03 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.29.626055

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.29.626055.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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