Se ha descrito una nueva especie de hongo bioluminiscente de los bosques de bambú de Meghalaya basándose en datos morfológicos y moleculares. Es el primer registro de distribución del género Roridomyces en la India. De las 120.000 especies de hongos descritas, se sabe que unas 100 son bioluminiscentes o capaces de emitir luz. Solo se han reportado unas pocas especies de la India, principalmente debido a la falta de estudios y documentación. Si bien se necesita más investigación para descubrir por qué los hongos brillan, un estudio que imita a un hongo grande y brillante nativo de Brasil ha demostrado que atraen visitantes de insectos que podrían ayudar a dispersar sus esporas. El sistema bioluminiscente fúngico se identificó e integró en las plantas de tabaco, que eran capaces de brillar continuamente.

Durante la temporada del monzón, un equipo de científicos de India y China se embarcó en una incursión de hongos en Assam. En el transcurso de dos semanas, quedaron asombrados por la gran diversidad de hongos en la región: se observaron cientos de especies de hongos, algunas de las cuales eran nuevas para la ciencia. Después de escuchar los informes de los lugareños sobre “hongos eléctricos”, se dirigieron al distrito de West Jaintia Hills en Meghalaya. Era una noche lluviosa y una persona local guió al equipo a un bosque de bambú, que forma parte de un bosque comunitario, y les pidió que apagaran las antorchas. Un minuto después, el grupo quedó asombrado por lo que vieron: en medio de la oscuridad, un espeluznante resplandor verde emergió de los palos de bambú muertos que estaban cubiertos de pequeños hongos. El hongo emite su propia luz, un fenómeno conocido como bioluminiscencia.

Curiosamente, los residentes locales usaron los palos de bambú que brillan intensamente como antorchas naturales para navegar por el bosque por la noche. Steve Axford, un fotógrafo de hongos que acompañó al equipo, instaló un pequeño estudio y tomó fotografías.

Micelios bioluminiscentes sobre sustrato de bambú. Foto de Steve Axford.

Tras una observación más cercana, el equipo notó que solo se encendían los tallos (tallos) del hongo y sospecharon que podría ser una nueva especie, dijo Gautam Baruah, quien dirige la iniciativa Rural Futures en la Fundación Balipara en Assam y es co- autor del informe. Un examen detallado en el laboratorio había confirmado su sospecha: era una nueva especie del género Roridomyces y el primer hongo de este género descubierto en la India.

“Los miembros del género Roridomyces son muy frágiles y aman las condiciones húmedas y húmedas”, explicó Samantha Karunarathna, micóloga principal de la Academia de Ciencias de China y autora principal del informe. “En general, los hongos bioluminiscentes parecen haber coevolucionado junto con algunos insectos específicos, ya que estos hongos atraen a los insectos para dispersar sus esporas”.

Este hongo solo se encontró creciendo en bambú muerto (Phyllostachys mannii). Elementos especiales podrían estar presentes en el sustrato de bambú que prefiere este hongo, dijo Karunarathna, y agregó que se necesita más investigación para comprender por qué crecen en esta especie de bambú. Hasta ahora, este hongo se conoce en Krang Shuri, distrito de West Jayantia Hills y Mawlynnong, distrito de East Khasi Hills en Meghalaya.

Cuerpos fructíferos de Roridomyces phyllostachydis. Foto de Steve Axford.

El fenómeno conocido como bioluminiscencia o la capacidad de emitir luz es más común en los animales que habitan en ambientes oceánicos que en la tierra. Los insectos como las luciérnagas son famosos por su capacidad de brillar, pero se sabe poco sobre los hongos. La emisión de luz se produce como resultado de una reacción química en la que la energía se libera en forma de luz, normalmente luz verde.

El científico principal y director del Instituto de Investigación y Jardín Botánico Tropical Jawaharlal Nehru (JNTBGRI), CK Pradeep, elogia el hallazgo y afirma que los hongos en la India no están bien documentados en comparación con otras regiones del mundo.

“Este descubrimiento es muy importante y agrega significado en la comprensión de la distribución fitogeográfica de hongos bioluminiscentes y temas relacionados”, dijo. “Encontrar hongos bioluminiscentes en los bosques es todo un desafío”, agregó, “¡ya que tenemos que buscarlos por la noche!

Arrojando luz sobre la biogeografía de los hongos bioluminiscentes

De unas 120.000 especies de hongos descritas (de un estimado de 2,2 a 3,8 millones), se sabe que unas 100 son bioluminiscentes o capaces de emitir luz. Se han encontrado principalmente en regiones templadas y tropicales de Europa, América del Norte y del Sur, Sudeste Asiático, Japón y Australia, entre otros.

Solo se han informado unas pocas especies de hongos brillantes en la India. Se han informado dos de los Ghats occidentales, uno en los Ghats orientales y uno en el estado de Kerala, entre otros. También se han visto hongos brillantes en los bosques de Maharashtra y Goa (parte de los Ghats occidentales), pero no se han informado científicamente. Karunarathna cree que la cantidad real de hongos bioluminiscentes en la India debería ser mayor.

“La vasta área de la India tampoco se explora en busca de ningún grupo de hongos y, en particular, de macrohongos”, que pueden tener propiedades medicinales, dijo Pradeep. “Hasta ahora hemos documentado solo ca. 1900 especies de hongos formadores de hongos de la India, ¡lo cual es ridículamente pequeño en comparación con el área de nuestro país!” La falta de expertos y de fondos son los principales obstáculos, explicó.

Los hongos bioluminiscentes generalmente brotan en la madera en descomposición y son capaces de digerir la lignina en los restos de plantas. La mayoría de los hongos bioluminiscentes pertenecen a un género llamado Mycena (hongos capó). Un estudio reciente aún por revisar por pares que secuenció los genomas de cinco especies de Mycena, cuatro de las cuales son bioluminiscentes, mostró que la bioluminiscencia evolucionó en el ancestro común de Mycena y otro clado marasmoide y se originó hace alrededor de 160 millones de años en el período Jurásico tardío.

Cuerpos fructíferos de Roridomyces phyllostachydis durante el día. Foto de Steve Axford. tallos brillantes

El equipo de Karunarathna tomó cuerpos fructíferos frescos del hongo y los secó con una secadora eléctrica de alimentos. Luego, los especímenes secos se llevaron de regreso al laboratorio donde extrajeron el ADN y secuenciaron las regiones del gen del espaciador transcrito interno (ITS) y la subunidad grande del ribosoma nuclear (LSU) del hongo para identificar la especie. Usando las secuencias genéticas, construyeron un árbol filogenético para representar la posición de la nueva especie en relación con otras especies estrechamente relacionadas.

Tanto las características morfológicas como los análisis filogenéticos mostraron que el hongo es una nueva especie del género Roridomyces, que actualmente tiene 12 especies de las cuales se sabe que cinco son bioluminiscentes. En condiciones húmedas, los tallos (tallos) de los hongos de este género son viscosos o glutinosos. Este descubrimiento es el primer registro de distribución del género Roridomyces en la India. El equipo nombró a la especie phyllostachydis, por el género del árbol de bambú huésped Phyllostachys del que se recolectó.

Durante el día, los pequeños hongos, con un sombrero de alrededor de 3 a 15 mm de diámetro, parecen normales. Pero por la noche adoptan un avatar casi espeluznante con un brillo verde. Lo que sorprendió al equipo de esta especie fue que solo brillaban los estípites y los micelios (hebras con forma de hilo) en el sustrato de bambú; las gorras de color beige con un centro marrón no emitían luz y el equipo dice que las razones de esto siguen siendo un misterio. Para averiguarlo, el equipo planea secuenciar el genoma de este hongo.

¿Por qué brillan los hongos?

Un estudio de 2015 mostró que la bioluminiscencia en Neonothopanus gardneri, un hongo grande y brillante que crece en la base de las palmeras jóvenes en los bosques de coco brasileños, está bajo el control de un reloj circadiano. La actividad de las enzimas involucradas en la producción de picos de luz durante la noche y esta regulación implica que las luces tienen un propósito.

Hongos Neonothopanus gardneri creciendo en la base de una palma babasú joven en Gilbués, PI, Brasil. Foto de Michele P. Verderane.

Los micólogos se han quedado perplejos en cuanto a por qué los hongos brillan porque el proceso consume energía. Diferentes especies pueden brillar por diferentes razones dependiendo de la parte del hongo que brille y se han postulado un par de hipótesis sobre el papel ecológico de la luz: podría usarse para atraer insectos para la dispersión de esporas o para disuadir a los animales frugívoros de consumirlas. El estudio sobre N. gardneri proporcionó evidencia de lo primero.

Los investigadores construyeron setas artificiales pegajosas hechas de resina acrílica y las equiparon con luces LED en su interior que emitían una luz verde equivalente en intensidad a la de N. gardneri. Luego, estos imitadores se colocaron en el bosque donde se encuentran los reales junto con los que no tienen luces LED.

El experimento reveló que más insectos como escarabajos errantes, moscas, avispas y hormigas estaban adheridos a los hongos iluminados que a los oscuros por la noche. Los hongos necesitan ayuda para colonizar nuevos sustratos y, en algunos casos, el viento puede transportar y distribuir esporas. Pero en el fondo del dosel del bosque donde se encuentra N. gardneri, los vientos son generalmente escasos. Los insectos en este experimento son capaces de dispersar esporas y los científicos creen que esta podría ser una de las razones por las que los hongos brillan.

Aún así, no se sabe si los insectos ayudan al hongo a dispersar sus esporas y se necesita mucha más investigación para dilucidar por qué los hongos emiten luz.

La creación de plantas brillantes.

Los científicos han identificado cuatro enzimas involucradas en la vía bioluminiscente fúngica: la luciferasa que cataliza la oxidación del compuesto luciferina, que da como resultado la emisión de luz, y otras tres enzimas que están involucradas en la biosíntesis de la luciferina. Esta vía podría ser cooptada en varias aplicaciones, como en biomedicina, bioingeniería y para desarrollar biosensores ambientales.

El sistema de bioluminiscencia fúngica podría integrarse en las plantas porque las reacciones bioquímicas en algunos hongos son similares a las que ocurren naturalmente en las plantas. En abril, un equipo informó que había creado plantas de tabaco modificadas con el sistema bioluminiscente fúngico y que emitían continuamente su propia luz autosostenida. Las plantas también eran más brillantes que las creadas previamente usando un sistema de luminiscencia bacteriana.

“No esperábamos que la experiencia de ver el brillo en la planta completamente desarrollada con el ojo nɑƙeɗ fuera tan mágica”, dijo Karen Sarkisyan, del Instituto de Ciencias Médicas de Londres y autora principal del artículo en un comunicado. Estos hallazgos podrían allanar el camino para el monitoreo en tiempo real de los procesos en las plantas y también para el desarrollo de plantas brillantes para diversos usos, como la arquitectura orgánica y el alumbrado público.