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.

 

Ecologia 01 - Fluxo de matéria e energia nos ecossistemas

Fluxo de matéria e energia nos ecossistemas (Ecologia 01)

Maximiliano Mendes - 2014

Ecologia, no âmbito da biologia, é o estudo (logos) da casa (oikos). Essa casa, basicamente, é o planeta terra. Já a economia, campo de estudos que tem sido bastante considerado no âmbito da biologia, é o manejo (nomos) da casa.

A ecologia consiste no estudo científico das interações entre os seres vivos e o ambiente físico. Esse estudo normalmente se dá em nível de populações, comunidades e ecossistemas, ou seja, níveis hierárquicos de organização biológica superiores ao organismo. Como pesquisam os ecossistemas, os estudos ecológicos podem incluir também o ambiente físico. Os elementos físicos e químicos do meio são chamados fatores abióticos, ao passo que aqueles referentes aos organismos são os chamados fatores bióticos. Como exemplo, se considerarmos um lago como o nosso ecossistema, os peixes e os outros organismos, mais as interações entre eles, são os fatores bióticos, ao passo que a temperatura da água, concentração de certas substâncias na água, grau de turbidez e outros, são fatores abióticos. Os fatores bióticos e abióticos interagem e são influenciados uns pelos outros.

Na imagem temos um exemplo de ecossistema aquático: um aquário! Apesar de ser um ecossistema artificial, projetado pelo homem, possui componentes bióticos, como os peixes, as plantas e os micro-organismos, e também os constituintes abióticos, como a intensidade da luz, a presença de substâncias químicas dissolvidas na água, a presença de terra como substrato e outros. Esses componentes bióticos e abióticos interagem entre si. Por exemplo, as plantas e algas precisam de energia luminosa para realizar a fotossíntese e esse processo permite que haja a liberação de O₂ para a água, o que permite a respiração dos outros organismos. Imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fish_tank_%282%29.jpg

Habitat e nicho ecológico:

Habitat é o local onde uma espécie se encontra normalmente na natureza (onde ela habita), já o nicho ecológico é o conjunto de interações que essa espécie tem com as outras e com o ambiente físico, pode ser o seu papel ecológico em um ambiente. De forma simples, o nicho é o trabalho da espécie e o habitat é onde ele mora. Exemplo: um Leão tem como habitat a savana africana e o seu nicho é de predador (consumidor).

O urso polar e a foca vivem em no habitat ártico. Quanto ao nicho, o urso é, entre outras coisas, predador da foca. Já a foca, não sinta tanta pena, também é predadora e mata peixes inocentes para poder viver.

Falando em consumidores, predação e tal...

Fluxo de matéria e energia em um ecossistema:

Um tipo de interação comum entre os seres vivos de um ecossistema é aquela na qual um organismo usa outro como alimento. Pra que essa crueldade? Os organismos são constituídos de matéria, então precisam de diversas substâncias para construir os seus corpos e também de energia para manter o seu metabolismo. Os herbívoros são animais que se alimentam de vegetais. Os vegetais dos quais os herbívoros se alimentam, por serem autótrofos, são chamados de produtores: produtores de substâncias orgânicas que servem de alimento para eles e para quem se alimenta deles. O herbívoro é um consumidor, pois se alimenta de outro organismo.

Os produtores correspondem ao que chamamos de primeiro nível trófico, pois, normalmente, são comidos por outros organismos (normalmente, pois uma planta carnívora, por exemplo, consegue utilizar outros organismos como alimento...). Os consumidores correspondem aos níveis tróficos seguintes, o segundo, o terceiro e aí por diante. Os herbívoros, por exemplo, correspondem ao segundo nível trófico e também são chamados consumidores primários (os onívoros também podem ser consumidores primários).

Então, a massa e a energia de um ecossistema são transferidas de um organismo para o outro por meio da alimentação, assim, dizemos que as sequências de organismos que se alimentam uns dos outros são chamadas cadeias alimentares. As cadeias incluem vários níveis tróficos e nelas há um fluxo de energia decrescente, mas que mantém a vida em um ecossistema.

Os organismos de um ecossistema, ao morrerem, sofrem a ação de outros, chamados decompositores, que são fungos e bactérias capazes de utilizar a matéria orgânica de um organismo morto e retornar substâncias inorgânicas mais simples para o ambiente. Os organismos chamados detritívoros, como as minhocas e alguns besouros que se alimentam de fezes não são decompositores, mas, como eles, alimentam-se de restos de outros organismos, como as fezes, diminuem ainda mais o tamanho das partículas e, assim, ajudam a acelerar o processo de decomposição. Tanto os decompositores quanto os detritívoros são saprotrofos, organismos que se alimentam de matéria orgânica morta, como os corpos, as folhas que caem das árvores, as fezes que até podem cair das árvores, mas vem de outro lugar e etc.

Como vários dos organismos podem participar de mais de uma cadeia alimentar, inclusive como consumidores de níveis tróficos distintos, um diagrama que mostre mais de uma cadeia alimentar interligada é chamado de teia alimentar.

Nessa teia alimentar simplificada, perceba que a serpente pode ser um consumidor secundário e também um consumidor terciário. O homem, o predador mais brutal de todos, pode ocupar qualquer nível trófico, menos o de produtor, claro.

O principal fornecedor de energia para a manutenção das cadeias alimentares na terra é o sol, que fornece energia luminosa para os organismos autótrofos fotossintetizantes. Mas há também outros fornecedores, como por exemplo, as fontes hidrotermais, que provêm CO₂ e sulfeto de hidrogênio (H₂S) para que algumas bactérias quimiossintetizantes utilizem essas substâncias em reações de oxidação e possam produzir as substâncias orgânicas que lhes servem de alimento. Os quimiossintetizantes, ao invés de se valerem da energia luminosa, utilizam a energia liberada em reações de oxidação-redução nas suas reações de síntese de substâncias orgânicas (quimiossíntese). A figura abaixo mostra uma dessas fontes hidrotermais.

Tanto a matéria quanto a energia de um sistema fechado não podem ser nem criadas e nem destruídas. Os ecossistemas terrestres são sistemas abertos e a energia para mantê-los vem de uma fonte externa ao sistema, como o sol (a fonte mais comumente mencionada), e sai do sistema na forma de calor liberado pelas reações metabólicas dos organismos. Essa energia pode ser transferida e transformada, porém, sempre diminui de um nível trófico para o outro. A massa presente em um ecossistema, ao contrário da energia, pode ser reciclada, como por exemplo, um átomo de carbono que faz parte de uma molécula de CO₂, depois de uma molécula de glicose e depois novamente do CO₂.

Nessa figura se mostra de maneira simplificada por onde podem passar os elementos químicos que constituem os organismos.

Assim, a transferência de energia, seja qual for a fonte, é unidirecional e parte é perdida de várias formas: o organismo não consegue absorver todos os nutrientes do alimento que ingere, ele usa parte da energia adquirida na manutenção do seu próprio metabolismo e também parte da energia é perdida na forma de calor. Estima-se que, em média (e para facilitar a sua vida no nível médio), apenas aproximadamente 10 % da energia de um nível trófico passa para o nível seguinte. Por exemplo: quando um gato come um rato, ele aproveita 10 % do total que, em teoria, o rato poderia ter lhe fornecido, pois o resto é perdido.

A figura mostra como a matéria (massa + energia) é perdida e decresce ao longo dos níveis tróficos.

Existem diagramas ilustrativos sobre as quantidades de biomassa, energia e números de indivíduos em uma cadeia alimentar, são as chamadas pirâmides. Biomassa é a quantidade de massa em um nível trófico, por unidade de área ou volume (nesse caso, para os ecossistemas aquáticos).

Quando se quer mostrar os números de indivíduos em cada nível trófico se utilizam as pirâmides de números, nas quais a base representa o primeiro nível trófico. Se o interesse for mostrar a quantidade de biomassa em cada nível trófico do ecossistema são utilizadas as pirâmides de biomassa.

Exemplos hipotéticos de pirâmides de números. Note que, nesses casos, nem sempre o número de indivíduos da base ou de um determinado bloco é maior. No exemplo da direita, uma árvore pode alimentar muitas cigarras.

Exemplos hipotéticos de pirâmides de biomassa. Dê atenção especial para essa do fitoplâncton, pois é um clássico.

Como é normal a base da figura ser o bloco mais largo e os blocos seguintes até o ápice irem ficando cada vez mais curtos, às vezes refletindo as perdas de energia ao longo da cadeia alimentar, adotou-se o nome de pirâmide para esse tipo de representação. Porém, é bom destacar que, como visto nas figuras, em certos casos os diagramas não apresentam um formato exatamente piramidal, pois a base pode ser mais estreita que o segundo bloco, como nos casos em que um produtor é capaz de sustentar muitos consumidores primários ou quando os produtores conseguem se multiplicar muito rápido e os consumidores primários se alimentam de um grande número deles (exemplo: fitoplâncton e zooplâncton nos ecossistemas aquáticos). Outro exemplo, similar, poderia ser o de um búfalo cheio de carrapatos malditos, que são predados por aves.

Uma garça procurando carrapatos crocantes nas costas de um búfalo.

As pirâmides de energia mostram a quantidade de energia potencial química disponível em cada nível trófico, sendo que a base também representa os produtores e os blocos seguintes os vários consumidores. Como o fluxo de energia é unidirecional, esse tipo de pirâmide sempre tem a base mais larga e o ápice mais curto, ou seja, sempre são pirâmides mesmo.

Pirâmides hipotéticas de energia. Note que, mesmo para o caso anteriormente citado das cadeias alimentares de ambientes aquáticos nos quais os números de organismos do fitoplâncton são menores que os do zooplâncton, ainda assim, a energia disponível no nível do fitoplâncton é maior que a energia disponível no zooplâncton.

Por fim, a quantidade de biomassa produzida pelos autótrofos, considerando certo período, área ou volume, é o que se chama de produtividade primária bruta (PPB). Produtividade primária líquida, PPL, é a PPB - R, onde R corresponde ao que os autótrofos consomem na respiração. Assim, a PPL corresponde ao que está disponível para os heterótrofos. O termo produtividade secundária se refere à produção de biomassa pelas reações anabólicas dos heterótrofos. A produtividade pode ser expressa em unidade de massa/unidade de área ou volume/unidade de tempo.

É também interessante notar que os ecossistemas com as maiores taxas de PPL são os aquáticos, em resumo, porque no caso dos ecossistemas terrestres, as plantas, que são os produtores apresentam grandes quantidades de tecidos ou mortos ou não fotossintetizantes, ao contrário dos principais produtores dos ecossistemas aquáticos, o fitoplâncton.

REFERÊNCIAS:

Amabis & Martho. Fundamentos da Biologia Moderna: Volume Único. Moderna. 2006.

Begon, Townsend & Harper. Ecology: from individuals to ecosystems. 4^th ed. Blackwell Publishing. 2006.

Campbell, Reece et al. Biologia. 8ª ed. Artmed. 2010.

Linhares & Gewandsznajder. Biologia Hoje. 2ª ed. Ática. 2013. Vol. 3.
http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/add_ocr_gateway/green_world/decayrev1.shtml

http://oceanexplorer.noaa.gov/edu/learning/5_chemosynthesis/activities/chemovsphoto.html

http://scienceaid.co.uk/biology/ecology/food.html

http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/secondary-production-13234142

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