REINO FUNGI - OS FUNGOS

O REINO FUNGI

 

Características gerais:

 

Reino constituído por seres vivos que vivem fixos a um substrato e, apesar de superficialmente aparentarem semelhança com algumas plantas, os fungos são mais proximamente relacionados aos animais, pois possuem parede celular constituída de quitina (ao invés de celulose) e utilizam o glicogênio como reserva energética (ao invés do amido).

 

Imagem mostrando as relações filogenéticas dos fungos em relação aos animais.

 

São:

 

Eucarióticos.

Heterótrofos. (Apesar de haver controvérsia sobre alguns fungos capazes de realizar a radiosíntese).

Unicelulares (leveduras) ou pluricelulares (cogumelos e orelhas de pau).

Podem ter reprodução agamética ou gamética.

A digestão ocorre fora do corpo, pois o fungo libera enzimas no meio e depois absorve os nutrientes do meio.

 

O corpo dos fungos é constituído por filamentos chamados hifas. Ao conjunto de hifas dá-se o nome micélio (não é um tecido nem um órgão).

 

O corpo dos fungos, formado por diversas hifas (os filamentos).

 

As hifas podem ser:

 

Septadas: cada célula da hifa é delimitada por um septo (parede) incompleto, ou seja, há continuidade citoplasmática entre as células.

 

Cenocíticas: não há septos ou qualquer parede delimitando as células da hifa. Cada hifa é um tubo contínuo preenchido por citoplasma e núcleos.

 

Hifas septadas e hifas cenocíticas.

 

O micélio pode ser:

 

Vegetativo: composto por hifas imersas em um substrato (como um pão velho, por exemplo). Essas hifas podem se estender por grandes distâncias dentro do substrato, por exemplo, o maior organismo que existe é um fungo, Armillaria ostoyae, de mais de 3000 anos de idade, cujos filamentos estendem-se por 6×10⁶ m², no estado de Washington, EUA.

 

Hifas de fungos sob o solo.

 

Reprodutor: constituído por hifas capazes de produzir esporos, que geralmente se desenvolvem externamente ao substrato. Em alguns casos pode ser chamado de corpo de frutificação (é o cogumelo propriamente dito).

 

Cogumelo Amanita muscaria. O cogumelo é o corpo de frutificação, um tipo de micélio reprodutor. Esse fungo produz substâncias com efeito alucinógeno.

 

Assim como as bactérias, os fungos saprofágicos vivem sobre a matéria orgânica em decomposição, obtendo dela as substâncias que lhes servem de alimento. Eles podem atuar como decompositores da matéria orgânica, devolvendo os elementos químicos para o meio ambiente na forma de compostos simples que podem ser utilizados por outros organismos (como o CO₂, NH₃, PO₄^-3 e etc.).

 

A nutrição dos fungos é heterótrofa e a digestão é extracorpórea. Os fungos liberam enzimas digestórias no meio e depois absorvem as substâncias resultantes dessa digestão.

 

Fungos atuando como decompositores.

 

Os fungos podem se associar de forma simbiótica com outros organismos:

 

Liquens: associação entre fungos e algas (ou fungos e cianobactérias) encontradas em trocos de árvores ou em rochas. A alga, por ser autótrofa e fotossintetizante, fornece nutrientes para o fungo, ao passo que o fungo envolve as algas com as suas hifas e fornece para elas um ambiente úmido e compostos inorgânicos simples. Reproduzem-se por meio de estruturas propagativas chamadas sorédios, que consistem em algas envoltas por hifas dos fungos. Os líquens não conseguem viver em regiões poluídas, sendo assim, a ausência de líquens em determinados locais é um indicativo de baixa qualidade ambiental. A maioria dos fungos que formam líquens são do grupo dos ascomicetos, o mais numeroso. OBS: alguns estudiosos não consideram os líquens como um tipo de mutualismo, mas sim como um exemplo de parasitismo, do fungo parasitando as algas. Tome-lhe plot twist.

 

Líquens no tronco de uma árvore.

 

Micorrizas (“raízes que contêm fungos”): associação mutualística entre fungos e raízes de plantas na qual as hifas do fungo invadem as raízes da planta. Os fungos obtêm nutrientes da planta, que é autótrofa e fotossintetizante, ao passo que auxiliam a planta a absorver água e minerais escassos no solo. Além disso, as plantas conseguem produzir substâncias sinalizadoras em reposta aos ataques de patógenos e herbívoros e transmitir essas substâncias para outras plantas através dos fungos, de maneira que as vizinhas possam produzir substâncias de defesa em tempo. Estima-se que mais de 90 % das espécies de plantas vasculares formem micorrizas (pteridófitas, gimnospermas e angiospermas).

 

Micorrizas. As hifas verdes estão fazendo a comunicação entre as duas árvores. 

 

Classificação

 

De forma geral, o nome do grupo é baseado no nome da estrutura produtora de esporos, dentre os principais grupos estão:

 

Grupo	Características
Cythridiomycota	Unicelulares ou filamentosos (hifas cenocíticas). Predominantemente aquáticos. São os únicos que apresentam flagelos em algum estágio do ciclo de vida.
Zygomycota	Hifas cenocíticas. Formam esporos sexuados chamados zigósporos. Não possuem corpo de frutificação. São saprofágicos. Podem ser utilizados na produção do molho de soja shoyu, e na produção de medicamentos anti-inflamatórios e contraceptivos. Formam micorrizas. Exemplos: Rhizopus, o bolor negro do pão.
Ascomycota	É o grupo com o maior número de espécies. Hifas septadas. Formam esporos sexuados chamados ascósporos, em hifas especializadas chamadas ascos. Algumas espécies formam corpo de frutificação (ascocarpo). Formam liquens. Exemplos: Leveduras (como a Saccharomyces cerevisiae, usada na fabricação de massas e bebidas alcoólicas). Trufas (fungos saprofágicos do gênero Tuber que formam micorrizas e são apreciados na culinária). Penicillium sp., que produzem o antibiótico penicilina. Dos grãos de centeio infectados por Claviceps purpurea obtêm-se o ácido lisérgico (usado na fabricação do LSD – dietilamina do ácido lisérgico) e a ergotina. Ambos os compostos são alucinógenos. Aspergillus flavus crescem em amendoins e produzem toxinas cancerígenas chamadas aflatoxinas. Penicillium roquefortii e P. camembertii são usados na produção de queijos.
Basidiomycota	Hifas septadas. Formam esporos sexuados chamados basidiósporos em hifas especializadas chamadas basídios. Alguns são utilizados como alimento. Também podem formar micorrizas. Algumas espécies formam corpo de frutificação (basidiocarpo: cogumelos e orelhas-de-pau). Exemplos:  Champignons e shitake, utilizados na alimentação humana. Amanita muscaria e A. phalloides produzem a substâncias tóxicas e alucinógenas. Psilocybe sp. produzem a psilocibina, substância alucinógena.
Deuteromycota	Reúne fungos sem classificação definida, nos quais não se conhecem processos sexuais de reprodução. É uma categoria de conveniência.

 

Importância e utilização:

 

Os fungos saprofágicos atuam como decompositores da matéria orgânica, devolvendo elementos químicos para o meio na forma de compostos simples, que podem ser utilizados por outros organismos, como já visto.

Alimentação, como os basidiomicetos: como exemplos temos os champignons e o shitake.

Preparação de alimentos fermentados: fazem as massas como as dos pães crescer, graças ao processo de fermentação alcoólica, que libera CO₂ na massa. Utilizados na produção de bebidas alcoólicas e laticínios.

Alguns produzem antibióticos (ex: penicilina) e toxinas importantes (ex: aflatoxinas – produzidas por fungos do gênero Aspergillus que se desenvolvem em amendoins).

Alguns são parasitas de humanos, causando micoses, e outros são parasitas de culturas vegetais importantes para a agricultura, como a vassoura de bruxa, parasita do cacau, que podem causar grandes prejuízos. O fungo Candida albicans é o causador da candidíase, infecção sexualmente transmissível.

 

 

Algumas drogas alucinógenas como a psilocibina e a dietilamina do ácido lisérgico (LSD) são procedentes de fungos.

Alguns fungos, como os Cordyceps (Ophiocordyceps) são parasitas que podem controlar o comportamento dos animais que infectam, de maneira que o comportamento do animal infectado facilita a dispersão de esporos fungais. Há indícios de que esses fungos podem ser usados no tratamento de doenças respiratórias como a asma e a bronquite, pois podem produzir substâncias antiinflamatórias e modular a atividade do sistema imunitário.

 

Cordyceps infectando um grilo. Veja os micélios reprodutivos.

 

Alguns fungos, como os que habitam a localidade de Chernobyl, na Ucrânia, têm grandes quantidades de melanina e se acredita que possam aproveitar a energia proveniente da radiação residual do acidente ocorrido em 1986 em reações capazes de convertê-la em energia química: é a radiosíntese, que converte a energia da radiação ionizante em energia potencial química. 

Referências:

 

Livros de biologia do ensino médio da Sônia Lopes e Amabis, várias entradas sobre o assunto na Wikipedia e Britannica e nos links das imagens.

 

OS PROTISTAS PARTE 01 - AS ALGAS

OS PROTISTAS PARTE 01 - AS ALGAS 

Antes de começar, assista a esse vídeo resumo.

 

Os protistas constituem uma categoria artificial, constituída pelas algas e pelos protozoários, seres vivos que habitam ambientes aquáticos, úmidos e com algumas espécies parasitas (apenas os protozoários podem ser parasitas). Estes seres têm várias origens evolutivas distintas. De forma geral, os organismos eucariontes que não se encaixam adequadamente nos Reinos Fungi, Plantae e Animalia, são classificados nos vários táxons de protistas. Apesar de os protozoários serem unicelulares e nem todas as algas serem multicelulares, pode-se destacar a multicelularidade como sendo uma apomorfia importante do grupo, das algas, pois os organismos multicelulares têm um corpo, chamado talo, e isso também constitui o primeiro passo no que diz respeito ao surgimento de tecidos verdadeiros.

 

Filogenia simplificada dos protistas.

 

A classificação dos protistas é baseada em vários aspectos, se são uni- ou multicelulares, autótrofos ou não, quais estruturas celulares possuem e um critério interessante é o da endossimbiose. Apenas as algas verdes e as algas vermelhas são endossimbiontes primários. Outros grupos fagocitaram e não digeriram as algas verdes ou as vermelhas para adquirir os seus cloroplastos, que podem ter sido perdidos ou alterados ao longo das gerações.

 

 

ALGAS

 

São seres:

 

Eucariontes.

Unicelulares ou pluricelulares: os multicelulares têm um corpo chamado talo, ainda sem tecidos e órgãos diferenciados.

Todas são autótrofas fotossintetizantes.

 

As algas compreendem um grupo diverso de organismos geralmente aquáticos ou de ambientes úmidos, um dos quais, o das algas verdes, pode ser considerado como o ancestral das plantas. Apesar disso, as algas não são plantas, pois não apresentam tecidos e órgãos diferenciados e nem um embrião multicelular que retira alimento da planta genitora. Superficialmente, o talo das algas multicelulares pode se parecer com as partes de uma planta, mas não possui tecidos diferenciados, nem raízes, folhas e caules verdadeiros.

 

Imagem representativa da diversidade das algas. A a E: glaucófitas, rodófita (alga vermelha), clorófita (alga verde), acetabulária (alga verde) e uma planta. São os eucariontes que contém cloroplastos arqueoplastídeos primários.  F a J: criptomonas, haptófita, diatomácea, alga parda e dinoflagelado. Têm cloroplastos derivados de algas vermelhas. K a O: rhizária, Euglena, rhizária, dinoflagelada, plasmódio (apicomplexo, têm uma organela, chamada complexo apical, derivada dos cloroplastos). Outras linhagens de cloroplastos. As barras de escalas na imagem indicam 5 micrometros. 

Imagem:

https://www.researchgate.net/publication/51175061_Do_Red_and_Green_Make_Brown_Perspectives_on_Plastid_Acquisitions_within_Chromalveolates

 

As algas são organismos que vivem geralmente em ambientes aquáticos, tanto de água doce quanto de água salgada e também em ambientes úmidos. A maioria das algas apresenta parede celular, sendo que em certos casos, alguns componentes destas paredes celulares podem ser de interesse econômico.

 

As algas aquáticas podem fazer parte tanto do Plâncton quanto do Bentos:

 

Plâncton: Grupo de organismos que vivem à deriva em ambientes aquáticos, pois não conseguem vencer as correntes de água e nadar livremente. O plâncton pode ser dividido em fitoplâncton, constituído dos organismos fotossintéticos como as algas e as cianobactérias, e em zooplâncton, constituído de protozoários e microcrustáceos, por exemplo.

Bentos: Grupo de organismos aquáticos que vivem no fundo.

O Nécton é o grupo de organismos capaz de nadar livremente e vencer as correntes de água. O exemplo mais fácil são os peixes.

 

Imagem mostrando o plâncton, o bentos e o nécton (grupo dos organismos que consegue se locomover, vencendo as correntes de água). Fonte: http://mrgulka.weebly.com/3-groups-of-ocean-animals.html

 

As algas podem apresentar reprodução:

 

Assexuada:

 

Divisão binária, no caso de algas unicelulares, em que uma célula se divide originando duas iguais.

Fragmentação do talo, em que um fragmento da alga pode regenerar um novo talo. O talo, como já mencionado, é o corpo vegetativo de uma alga multicelular.

Zoosporia, em que uma alga haploide produz zoósporos por mitose, células flageladas que têm a capacidade de se desenvolver e originar um novo indivíduo adulto.

 

Sexuada:

 

Pela formação de zigósporos, em que duas células adultas haploides funcionam como gametas, unindo-se e formando um zigoto dentro de um envoltório chamado zigósporo, diploide. Este zigoto sofre meiose e origina 4 novos indivíduos haploides.

Por conjugação, em que há a diferenciação de certas células haploides de um filamento em gametas masculinos e femininos, que se unem, originando um zigoto diploide. Este, por sua vez, dá origem a novos talos.

Alternância de gerações. Há a alternância de indivíduos adultos haplóides (n), os gametófitos (“planta” que produz gametas) e indivíduos adultos diplóides (2n), os esporófitos (“planta” que produz esporos). Neste caso, os gametófitos (n) produzem gametas (n), que após a fecundação originam um zigoto (2n). O zigoto se desenvolve e origina um esporófito (2n), que produz esporos (n). Os esporos germinam e originam gametófitos, reiniciando o ciclo.

 

Reprodução sexuada e assexuada em Chlamydomonas.

Imagem: https://www.biologyjunction.com/algal__fungal_protist_notes_b1.htm

Reprodução sexuada por conjugação em Spirogyra. Imagem: Myloview.com.

 

Ciclo de vida com alternância de gerações em Ulva sp. Imagem: plantscience4u.com.

 

Importância ecológica das algas: as algas, por serem autótrofas fotossintetizantes, são a base das cadeias alimentares de ambientes aquáticos (são os produtores). São também responsáveis por ~90% da fotossíntese realizada no planeta, sendo assim, são responsáveis pela manutenção da quantidade de O₂ presente na atmosfera (~21%). São o pulmão do mundo, ao passo que as grandes florestas são grandes aparelhos de ar condicionado.

Cadeia alimentar de ambiente aquático mostrando as algas como produtoras. Imagem: https://www.dalconenvironmental.com.au/services/.

Os chamados “florescimentos” danosos das algas são eventos nos quais as algas podem se multiplicar de maneira excessiva, de maneira que o que inicialmente pode parecer bom e/ou inofensivo, pode resultar na morte de vários organismos aquáticos. Como exemplos desses florescimentos podemos citar a eutrofização e as marés vermelhas.

Na eutrofização ocorre inicialmente um aumento na entrada de nutrientes no ambiente, sobretudo os compostos nitrogenados e fosfatados. Isso promove a multiplicação excessiva das algas, que inclusive formam uma camada superficial que dificulta a passagem da luz para as regiões mais profundas, prejudicando a fotossíntese das algas bentônicas.

Esse excesso de algas gera também um excesso de restos dessas algas, o que promove a multiplicação dos organismos decompositores aeróbicos no fundo. Essa multiplicação consome mais O2 do que as algas conseguem liberar, gerando zonas hipóxicas, ou seja, com quantidades de O2 insuficientes para manter a vida de um organismo aeróbico. Isso gera a morte de vários deles, como os peixes, prejudicando inclusive quem depende da pesca.

 

Nos casos em que ocorre eutrofização, o fator determinante é o aumento das concentrações de NO₃^– e SO₄^-2 no meio, geralmente provenientes das atividades humanas. Esses nutrientes promovem a multiplicação das algas, o que desencadeia uma sequência de eventos que leva a geração das zonas hipóxicas e à morte de organismos aquáticos aeróbicos.

Imagem: http://ngojwg.org

No caso das marés vermelhas típicas o início é semelhante ao que vimos na eutrofização. Ocorre uma entrada excessiva de nutrientes no ambiente, promovendo a multiplicação das algas, mas nesse caso, as algas que se multiplicam são as dinoflageladas, capazes de liberar toxinas no meio. Tendo em vista que essas algas possuem pigmentos, multiplicam-se excessivamente e formam uma população muito densa, as águas adquirem uma coloração avermelhada, por isso o nome do fenômeno. As toxinas que essas algas liberam causam a morte de peixes e, dependendo da situação, nas proximidades das águas as toxinas podem ser dispersadas em gotículas e causar até problemas respiratórios em humanos, além de poder causar outros tipos de problemas caso as pessoas ingiram os peixes contaminados com as toxinas. 

Algumas algas podem viver de maneira simbiótica com outros grupos de organismos, como por exemplo, os líquens, que são associações entre algas e fungos, as zooxantelas, associações normalmente entre corais e algas dinoflageladas e as zooclorelas, associações normalmente entre algas verdes e corais. Nesses tipos de associações as algas, por serem organismos produtores, fornecem substâncias orgânicas para os fungos ou corais, e recebem deles proteção e alguns compostos simples. Esses tipos de associações permitem aos organismos viver e colonizar ambientes que, talvez, por si sós, não conseguiriam.

 

Líquens em um galho de árvore. Imagem: Wikipédia.

 

Pólipo de coral Montipora sp. Esse coral possui algas dinoflageladas vivendo como simbiontes. Caso não tivesse, teria a coloração branca. Imagem: Wikipédia.

 

Por conta do aumento da temperatura das águas oceânicas e do acúmulo de poluentes, vários corais têm passado por um processo de branqueamento, no qual as algas podem morrer ou serem expulsas dos tecidos dos corais, terminando a relação simbiótica, o que pode até levar à morte dos corais, pois os tornam mais vulneráveis. O branqueamento se deve ao fato de que sem as algas, vemos apenas a cor dos esqueletos calcáreos dos corais. Inclusive, a ausência das algas também pode dificultar a formação desses esqueletos calcários.

 

Esquema mostrando o branqueamento dos corais. Imagem: Universidade do Wisconsin.
 

 

Importância econômica das algas: Várias espécies de algas pluricelulares são utilizadas na alimentação humana, como as algas pardas, verdes e vermelhas. Além disso, algumas produzem substâncias de interesse econômico. Alguns exemplos: as diatomáceas são algas que possuem carapaças constituídas de SiO₂ (dióxido de silício), que podem formar depósitos e serem utilizadas na fabricação de produtos de polimento e cosméticos. As algas vermelhas têm bastantes nutrientes e são utilizadas na culinária oriental, como o nori, que embala os sushis. Outros grupos de algas, com as verdes e as pardas, também têm espécies comestíveis. Na tabela sobre a classificação há alguns exemplos a mais.

As algas podem ser utilizadas no processo de biorremediação, que consiste em "limpar" ambientes poluídos com o uso de organismos capazes de neutralizar poluentes ou reduzir as suas concentrações no ambiente. Como exemplos, as algas Chlamydomonas são capazes de neutralizar herbicidas e as algas Chlorella e Spirulina são capazes de absorver metais pesados do meio, como o chumbo, cádmio e o mercúrio.

Classificação das algas:

 

A tabela a seguir mostra alguns dos principais grupos de algas, que, dependendo da fonte, são classificados como Filos ou Classes. A classificação é baseada em aspectos diversos, como os tipos de clorofila, outros pigmentos que contêm e as substâncias de reserva nutritiva:

 

Filo	Importância e peculiaridades
Chlorophyta (algas verdes)	Prováveis ancestrais das plantas; algumas espécies são comestíveis; podem formar associações simbióticas com fungos (líquens) e cnidários (zooclorelas). As paredes celulares podem conter ulvanos, substâncias usadas como espessantes.
Phaeophyta (algas pardas)	Apresentam espécies comestíveis (kombu); possuem os maiores talos. A algina da parede dá a consistência de alimentos, como a espuma da cerveja, e funciona como emulsificante de sorvetes, doces e maionese. Nas paredes celulares há também os fucoidanos, utilizados na produção de geis e como antioxidantes.
Rhodophyta (algas vermelhas)	Apresentam espécies comestíveis (nori do sushi). O ágar da parede é utilizado na fabricação de géis e a carragenina, como estabilizante de emulsões, usada na produção de alimentos, medicamentos e produtos cosméticos.
Bacillariophyta (diatomáceas)	Recobertas por carapaças chamadas frústulas constituídas de SiO2. O acúmulo de carapaças no fundo do mar origina os diatomitos, utilizados na produção de polidores, filtros, tijolos e isolantes térmicos. Também, caso sejam encontradas nos pulmões de cadáveres, podem indicar morte por afogamento.
Chrysophyta (algas douradas)	Nada particularmente especial…
Euglenophyta (euglenóides)	São unicelulares e sem paredes celulares. Populações grandes destes organismos sugerem que as águas estão poluídas por matéria orgânica.
Dinophyta (dinoflagelados)	São as responsáveis por causar as marés vermelhas, fenômeno em que ocorre a proliferação excessiva destes organismos, com a liberação de toxinas nas águas, que terminam por matar animais marinhos. Podem ser encontrados associados com protozoários actinopodes e corais (zooxantelas). Algumas apresentam bioluminescência. Atribui-se ao fenômeno do aquecimento global e ao acúmulo de poluentes, o fato de que os corais estão se tornando brancos devido à morte das zooxantelas.
Charophyta (carofíceas)	Nada particularmente especial…

 

Referências:

Livros de biologia do ensino médio da Sônia Lopes e Amabis, várias entradas sobre o assunto na Wikipedia e Britannica e nos links das imagens.