El reino Fungi ha sido históricamente uno de los menos explorados. Durante mucho tiempo, desde el punto de vista taxonómico, se pensaba que los hongos pertenecían al reino vegetal, sin embargo, estudios más avanzados demostraron que forman parte de un reino completamente distinto e independiente. De hecho, son mucho más parecidos a los mamíferos que a las plantas, pues forman parte del grupo de los “opistocontos” (Opisthokonta), donde coexisten organismos eucariontes que presentan un “flagelo en su parte posterior”. «En resumen, lo que es un espermatozoide para los humanos (célula motil especializada en la reproducción), lo es una zoospora para los hongos de los Phylum Cryptomycota, Chytridiomycota y Blastocladiomycota (una espora asexual, flagelada y capaz de desplazarse en medios acuáticos).” Estas relaciones evolutivas entre hongos, animales y coanoflagelados que muestra la aparición del clado de los Opistokontos predice una línea de tiempo de hace aproximadamente mil millones de años.
Los hongos han sido esenciales en diversos procesos fermentativos ancestrales que aún prevalecen hoy en día y están arraigados a nuestra cultura y tradiciones -como lo es la elaboración de cerveza, vino y pan. Así mismo, desde hace miles de años se han empleado hongos psilocibios con fines religiosos, ritos sagrados, chamánicos y espirituales por parte de diversas etnias y culturas en gran parte del planeta tierra. De hecho, existen teorías que postulan que el uso de hongos enteógenos pudo haber estado involucrados con la diferencia del tamaño del cerebro, el desarrollo cognitivo y la creatividad, entre otras cosas, que pudieron haber hecho prevalecer a la especie Homo sapiens sobre el resto de los homínidos.
A lo largo de las últimas décadas, los hongos han demostrado un enorme potencial biotecnológico, especialmente en la salud humana, siendo fundamentales en la producción de antibióticos, como la penicilina, descubierta por Alexander Fleming en el año 1928. También se han utilizado como fuente de compuestos bioactivos, tales como inmunosupresores, antihistamínicos, pigmentos, antivirales, antibacterianos e incluso agentes anticancerígenos.
Así mismo, los hongos también desempeñan un papel clave en la agricultura orgánica y sustentable, donde desde hace décadas se utilizan como agentes de control biológico, ya que algunas especies presentan propiedades entomopatógenas, nematófagas, bactericidas y antifúngicas, lo que permite combatir plagas y enfermedades de forma eficiente mimetizando los fenómenos de la naturaleza. Entre otras disímiles aplicaciones y por su alta capacidad de sintetizar enzimas oxidativas extracelulares, los hongos también se han utilizado como de biocatalizadores para la remediación de suelos y aguas contaminadas con hidrocarburos, sobre todo en países productores de petróleo que son generadores de una gran cantidad de derrames y pasivos ambientales que tienen un alto impacto en el medio ambiente.
Más recientemente, en la última década, ha surgido un campo muy prometedor que es el uso de los hongos para la obtención de nuevos biomateriales sustentables. El biodiseño y biofabricación de biomateriales a partir de residuos vegetales lignocelulósicos y auto-generados por el micelio de hongo surge como una nueva cultura material que se basa en los nuevos paradigmas de la fabricación alternativa partiendo de la lógica “de hacer crecer los nuevos materiales en lugar de extraerlos” e integrando los principios básicos de la economía circular y de la “Biotecnología Material”, la cual hemos definido como “el uso racional de la biodiversidad para darle valor añadido a materiales naturales, compuestos o desechos orgánicos y convertirlos en productos biodegradables útiles para la sociedad, el arte y la cultura, en reemplazo de otros que pudieran ser perjudiciales para el ambiente o perniciosos para la vida, en sí mismos, o en su proceso de producción” (https://revistabionatura.com/2021.06.01.29.html).
¿Qué le llevó a investigar el potencial del reino fungi para el desarrollo de materiales sustentables?
MycoWorks, una empresa establecida en Silicon Valley (San Francisco, California), es pionera en el desarrollo de textiles a base de micelio de hongos. Con su tecnología propia llamada “Made In Reishi” ellos iniciaron una disruptiva industria emergente.
Estando en IndieBio a finales del 2019, en una empresa aceleradora de empresas de base biotecnológica ubicada en San Francisco (CA), pude tener una reunión y conocer personalmente a Phil Ross, Co-Founder y CTO de MycoWorks, con quien tuve una interesante conversación y la oportunidad de presentarle un “Journey Talk” acerca de mi vida personal y obra académica y científica, y me ofreció ser parte del Board de Asesores Científicos de MycoWorks. Esto, abrió una puerta de infinitas posibilidades, pues en ese momento yo estaba viviendo en la selva amazónica ecuatoriana y era Profesor e Investigador de la Universidad Regional Amazónica Ikiam, como Catedrático de Micología Aplicada en la carrera de Ingeniería en Biotecnología, Co-Director del Grupo de Microbiología Aplicada y director del Laboratorio de Biotecnología Microbiana de dicha Universidad. En ese momento, me encontraba en una situación muy interesante de mi vida porque estaba en la mitad de dos mundos muy diferentes, pero perfectamente complementarios, por un extremo, siendo asesor científico de una empresa establecida en Silicon Valley, uno de los “Hot-Spots” más importantes donde se desarrollan las tecnologías más vanguardistas del mundo y, por otro extremo, viviendo e investigando en la selva amazónica, uno de los “Hot-Spots” de mayor diversidad biológica del planeta tierra.
Posteriormente, a mediados del año 2020 y en medio de la Pandemia COVID-19, recibí una llamada de los Co-Founders de Spora, una Start-Up chilena que tenía como propósito desarrollar textiles basados en micelio de nueva generación, en la cual me invitaban a formar parte del equipo como director científico. Es así como comenzó una nueva etapa en mi trayectoria como investigador socio científico.
Luego de 25 años explorando la aplicación de los hongos en diversas áreas estratégicas de alto impacto, como la salud humana, la agricultura, la biocorrosión, biomejoramiento de crudos extrapesados, la micoremediación ambiental, entre otras, decidí enfocarme en el estudio y uso potencial de los hongos para el desarrollo de nuevos biomateriales para el planeta tierra.
¿Qué características únicas del reino fungi lo hacen tan prometedor para el desarrollo de nuevos materiales?
El reino Fungi destaca por su extraordinaria capacidad para autogenerar estructuras complejas a partir del micelio. El micelio es la estructura vegetativa del hongo constituida por complejos de glucanos, quitina y proteínas transmembranas que crece de manera natural sobre residuos orgánicos, la hojarasca y la materia orgánica en descomposición formando una red microscópica y tridimensional de filamentos. Una excelente virtud es que, en el desarrollo de materiales autogenerados por micelio, llamase micotectura, Foam, empaques o micotextiles, esta red puede moldearse en la forma y el tamaño de la superficie que lo contenga y, al ser deshidratada, se convierte en un material sólido, ligero, resistente y completamente biodegradable. Además, el micelio tiene propiedades de aislamiento térmico, acústico y es ignifugo que, aunado a sus propiedades mecánicas, lo convierten en una plataforma ideal para crear materiales sostenibles del futuro, pero en este caso empleando un reino distinto al animal o al vegetal y surgiendo a su vez como alternativa al uso del plástico.
Lógicamente, no todos los hongos tienen potencial para ser empleados para fabricar micotecturas, micomateriales o micotextiles. Generalmente, los hongos que más se usan son los descomponedores de materia orgánica, los cuales están involucrados en el ciclo del carbono, entre otros ciclos biogeoquímicos como el de nitrógeno y el fósforo. Los hongos ligninolíticos o llamados de la podredumbre blanca (White rot fungi) pertenecen al Phylum Basidiomycota y poseen un sistema enzimático de degradación de lignina altamente activo que les facilitan poder utilizar residuos orgánicos como fuente de carbono y energía. Dentro de estos hongos, surgen con importancia algunas especies pertenecientes al Orden de los Polyporales y las familias Ganodermataceae y Polyporaceae.
¿Cómo contribuyen los hongos a la biodiversidad y qué papel juegan en el equilibrio de los ecosistemas?
Los hongos son fundamentales para la biodiversidad y el equilibrio de los ecosistemas. Actúan como descomponedores primarios, reciclando materia orgánica y liberando nutrientes esenciales al suelo, lo que sustenta la vida vegetal y, en consecuencia, toda la cadena trófica. Su diversidad funcional los convierte en piezas clave para mantener la estabilidad, resiliencia y productividad de los ecosistemas. En general, existen 3 grandes grupos de hongos según su rol en los ecosistemas:
¿Cuáles son los beneficios ambientales y económicos de adoptar materiales basados en el reino fungi en comparación con materiales tradicionales?
Adoptar nuevos materiales basados en el reino Fungi ofrece beneficios ambientales y económicos significativos frente a los materiales tradicionales que son altamente tóxicos y contaminantes con el planeta tierra. En lo ambiental, estos micomateriales son biodegradables, requieren menos energía para su producción y no generan residuos tóxicos, lo que reduce la huella de carbono, la huella hídrica y el impacto ecológico. Lo fascinante es que este crecimiento no requiere luz solar pues no son organismos fotosintéticos, consume poca energía, y puede adaptarse a distintas condiciones y niveles de escalamiento, pues utiliza como sustrato residuos generados por la industria agrícola, integrando de esta manera a su cadena de valor la economía circular. En términos económicos, los costos de producción pueden ser competitivos, especialmente al escalar industrialmente los procesos y al lograr una economía de escala, abriéndose oportunidades para nuevas industrias sostenibles en sectores como la construcción, el embalaje, diseño de interiores, la moda y el diseño industrial.
¿Qué cambios cree que son necesarios, a nivel global, para que esta tecnología alcance su máximo potencial?
En principio, es fundamental desarrollar una nueva conciencia sobre la cultura material. La mayoría de los materiales utilizados en la industria textil son altamente contaminantes y tóxicos para el planeta. Frente a esta realidad, ofrecer alternativas sostenibles y ambientalmente responsables implica no solo una transformación tecnológica, sino también un cambio en la mentalidad colectiva. Es necesario que los consumidores puedan identificar y elegir conscientemente materiales que sean realmente sostenibles, con bajo impacto ambiental y alineados con un modelo de producción más ético y responsable.
Por otro lado, el escalamiento productivo es un aspecto clave. Si para Spora el objetivo final del desarrollo de materiales sustentables es mitigar el cambio climático y reducir el impacto ambiental local que genera la industria textil convencional, entonces, es esencial garantizar que su producción se implemente a nivel global. Solo mediante un modelo de producción sostenible, escalado e integrado en distintas regiones del mundo, se podrá generar un impacto positivo tanto a nivel local como planetario. En este sentido, en Spora hemos recibido recientemente la aprobación de una patente por parte de la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos (USPTO), la cual respalda un modelo innovador de escalamiento industrial para la producción de textiles a base de micelio. Entre otros aspectos más científicos, este sistema se basa en la integración de una industria emergente basada en la Nanobiotecnología moderna para la producción de micotextiles con industrias ancestrales, tales como la industria de los hongos comestibles, altamente escalable y ya validadas en múltiples contextos productivos y geografías. Esta sinergia permite no solo aumentar la eficiencia en la producción de biomateriales derivados del micelio, sino también garantizar su producción a nivel industrial, para asegurar el máximo potencial de esta nueva materialidad y conquistar la motivación final que es mitigar el cambio global.
