HISTOLOGIA VEGETAL

 O CORPO DAS PLANTAS (ANATOMIA VEGETAL)

 

Mais especificamente das angiospermas dicotiledôneas, representadas pelas árvores que vemos comumente por aí, como as mangueiras, abacateiros, ipê e etc.

 

HISTOLOGIA VEGETAL

 

De forma geral, temos de estudar este assunto tendo em mente que as plantas apresentam dois tipos básicos de tecido, os meristemáticos e os adultos/permanentes, e dois tipos de crescimento, baseados no tipo de tecido responsável pela multiplicação celular, os crescimentos primário e secundário. Ainda, na mesma planta há partes jovens e velhas, por exemplo, as extremidades do caule e da raiz são jovens, ao passo que as partes mais próximas da linha do solo são mais antigas.

 

Os tecidos meristemáticos são constituídos de células indiferenciadas, capazes de originar os outros tipos de células e de tecidos. São células que têm, em geral, parede celular mais fina e vacúolos centrais menores. Já os tecidos adultos têm vários tipos de células que persistem no corpo da planta.

 

Sobre as formas de crescimento, o primário é basicamente o crescimento em comprimento, resultante da multiplicação dos meristemas localizados na ponta do caule e na ponta da raiz (os meristemas apicais). Já o crescimento secundário é o crescimento em espessura, típico das plantas com porte arbóreo, como as angiospermas dicotiledôneas, sobre as quais daremos ênfase aqui. É um crescimento que resulta da multiplicação das células localizadas nos meristemas secundários: o câmbio vascular e o felogênio. Não se preocupe, já veremos todos esses tecidos (ou seja, preocupe-se, justamente por termos de ver tudo isso ☹).

 

Vejamos então a seguir, os tipos básicos de tecidos vegetais:

 

1. Tecidos de revestimento: cobrem o corpo da planta.

 

1.1. Epiderme: tecido constituído de uma camada de células que reveste as folhas e as partes jovens da planta, que são, ou a planta jovem ou então as extremidades do caule e da raiz. A epiderme é revestida por uma cutícula constituída de ceras (lipídeos), com a função de prevenir a perda excessiva de água. Na face de baixo das folhas, chamada de face abaxial, há estruturas chamadas estômatos, com uma abertura que pode ser fechada ou aberta, para controlar a entrada de O₂ e CO₂ e a saída de H₂O_(g) por transpiração. Os estômatos são estudados nos conteúdos de fisiologia vegetal.

 

1.2. Periderme: a casca das raízes e dos caules adultos é constituída pela periderme e pelo floema. A periderme é uma camada que possui três tecidos, o súber, o felogênio e a feloderme. Na medida em que a planta se desenvolve a periderme substitui a epiderme. Em algumas plantas, a periderme morre e é substituída por outra. A periderme morta, que se desprende, é chamada ritidoma (comum em goiabeiras, por exemplo).

 

1.2.1. Súber: tecido mais externo, também conhecido como cortiça. É constituído de células mortas e cujas paredes celulares são impregnadas de suberina, uma substância impermeabilizante. No súber é possível observar pequenas aberturas chamadas lenticelas, que permitem as trocas gasosas.

1.2.2. Felogênio: meristema secundário que origina a periderme (o súber e a feloderme).

1.2.3. Feloderme: tecido parenquimático.

 

2. Tecidos de preenchimento: são os parênquimas, um grupo de tecidos bastante diverso. Preenchem os espaços das plantas, mas podem realizar outras funções. Exemplos:

 

2.1. Clorofiliano: preenche o interior das folhas e é constituído de células fotossintetizantes.

2.2. Amilífero: armazena amido (as batatas e as mandiocas têm bastante).

2.3. Aquífero: armazena água. Pode ser encontrado em plantas típicas de ambientes áridos.

2.4. Aerífero: funciona como boia e permite a flutuação da planta na água.

 

3. Tecidos de sustentação: sustentam o corpo do vegetal.

 

3.1. Colênquima: formado por células vivas, encontrado principalmente no córtex dos caules e nas folhas.

3.2. Esclerênquima: formado por células mortas, com paredes secundárias espessas e impregnadas da substância lignina. Esse tecido é mais comumente encontrado em regiões que não crescem mais, como os caules maduros e as cascas, porém também está presente nas folhas e nas cascas duras de frutos e de sementes. Algumas das células do esclerênquima têm formato de fibras e são utilizadas na fabricação de fibras têxteis e outros produtos similares.

OBS: as paredes celulares primárias são, justamente, as primeiras que se formam. São encontradas em todas as células da planta, compostas primordialmente de celulose, hemicelulose e pectinas, esse tipo de parede é flexível, contém ~70 % de água em sua composição e permite o crescimento da célula. Quando a célula para de crescer, deposita-se mais constituintes no interior da parede primária, inclusive a lignina, de maneira que essa parede se torna mais espessa, mais rígida e resistente e com menor teor de água, é a parede secundária.

 

3.3. Xilema: (veja abaixo).

 

4. Tecidos condutores de seiva: transportam as seivas bruta e elaborada.

 

4.1. Xilema (lenho): responsável pela condução da seiva bruta, das raízes até as folhas. A seiva bruta é uma solução constituída de água e sais minerais extraídos do solo pela raiz. As células do xilema são mortas e têm as paredes celulares espessas e reforçadas por lignina, que auxilia na sustentação da planta. Nas eudicotiledôneas essas são as traqueídes e os elementos de vaso.

 

4.2. Floema (líber): conduz a seiva elaborada, das folhas para as outras regiões da planta. A seiva elaborada é uma solução contendo várias substâncias orgânicas produzidas nas folhas, graças ao processo de fotossíntese. As células do floema são vivas, são os elementos de tubo crivado e as células companheiras.

Estrutura simplificada do xilema e do floema, mostrando os tipos celulares principais. Imagem modificada de: Adobe Stock.

 

5. Tecidos meristemáticos: possui células indiferenciadas, cujas paredes celulares são menos espessas e os vacúolos centrais são menores. Esses tecidos originam os tecidos acima.

 

5.1. Meristemas primários: são os que descendem diretamente dos meristemas embrionários, localizados nos ápices do caule e da raiz (veja de novo a figura lá no começo do texto). Responsáveis pelo crescimento primário, ou seja, longitudinal/vertical.

 

5.2. Meristemas secundários: são o felogênio da periderme, o câmbio vascular (gera os vasos condutores de seiva no caule) e o periciclo (gera os vasos condutores de seiva na raiz). Esses meristemas são originados a partir da desdiferenciação de tecidos adultos. Promove o crescimento secundário, ou seja, em espessura.

 

A tabela a seguir mostra a origem e desenvolvimento dos principais tecidos vegetais:

Na imagem abaixo estão mostrados os principais tecidos vegetais e as disposições deles. Imagem modificada de: Adobe Stock.

A ORIGEM DA VIDA

A ORIGEM DA VIDA
 
Acredita-se que o nosso universo tenha surgido há ~13,7 bilhões de anos e o planeta Terra há ~4,5 bilhões de anos. No início de sua formação a Terra era em grande parte coberta por magma, havia intensas descargas elétricas, atividade vulcânica e bombardeios por meteoritos. As condições eram bem diferentes das atuais e nesse ambiente inóspito não havia vida.
 
Porém, na medida em que o planeta começou a resfriar e surgiram as primeiras rochas sólidas, foram surgindo as condições capazes de permitir o surgimento dos primeiros organismos. Acredita-se que os primeiros microfósseis datem de ~3,5 bilhões de anos atrás.
 


Aspecto da Terra primitiva.
 
 
Há duas correntes principais de pensamento para explicar o surgimento dos organismos, desenvolvidas muitos anos antes de os pesquisadores terem noções sobre o surgimento e as condições da Terra primitiva. São elas:
 
Biogênese: acredita-se que um organismo poderia surgir apenas a partir de outro, pré-existente.
Abiogênese: acredita-se que a matéria não viva possa se organizar de maneira a gerar os organismos vivos.
 
No âmbito da abiogênese, há conceito antigo e um moderno:
 
- Abiogênese por meio da ação de uma “força vital” ou algo similar, capaz de reorganizar a matéria não viva e gerar seres vivos rapidamente, como em poucos dias. É uma ideia antiga, com raízes aristotélicas e também pode ser chamada de geração espontânea. Lembrando que as pessoas sabiam que a reprodução originava novos seres vivos, porém, eles também criam que a vida poderia surgir via geração espontânea.
- Abiogênese por meio de processos de “evolução química”’, de longa duração, nos quais houve a formação das substâncias constituintes das células, sua organização e a geração das primeiras células. É o conceito moderno e o mais aceito pelos pesquisadores.
 

 
Apesar de esse segundo ser o conceito mais aceito hoje em dia, por muito tempo, a maioria dos estudiosos cria na hipótese da geração espontânea, que enfrentou um dos seus primeiros desafios experimentais em 1668. Foi quando Francesco Redi elaborou um experimento tentando desbancá-la baseado na hipótese de que as larvas que se observam nos corpos em putrefação são originadas pelos ovos que as moscas depositam neles, não o resultado de geração espontânea.
 
Para testar essa hipótese Redi elaborou um experimento que, simplificando, consistia em colocar pedaços de carne em dois conjuntos de frascos: um conjunto era mantido destampado, de maneira que as moscas poderiam pousar nas carnes, enquanto o outro era mantido tampado, isolando as carnes das moscas. Após deixar os frascos em repouso por alguns dias, observou que só surgiram larvas nos frascos deixados destampados, onde as moscas poderiam pousar, logo, sua hipótese foi confirmada: as larvas eclodem dos ovos das moscas e não surgem por geração espontânea.
 

Esquema simplificado do experimento de Redi.
 
Não obstante, os resultados foram contestados por muito tempo: os críticos afirmaram que ao tampar os frascos Redi tinha impedido a força vital de entrar em contato com as carnes, por isso as larvas não surgiram. Ademais, os defensores da geração espontânea criam que a força vital ainda podia gerar micro-organismos. Os micro-organismos foram descritos pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke.
 
Após anos de controvérsia, incluindo outros experimentos, a disputa foi resolvida de vez em 1862 por Louis Pasteur. Pasteur realizou um experimento para testar a hipótese de que, ao se ferver um caldo nutritivo, os micro-organismos que se detectam no material posteriormente são provenientes de contaminação pelo ar, ao invés de surgirem por geração espontânea.
 
Para isso, Pasteur criou frascos com gargalos longos e curvados, chamados de pescoço de cisne. Dentro desses frascos foi introduzido o caldo nutritivo, que foi esterilizado com o uso de uma chama. Então os gargalos também foram curvados também com o auxílio de uma chama. Esses gargalos curvados permitem que a suposta força vital entre no frasco e tenha contato com o caldo nutritivo, porém, retêm os micro-organismos contaminantes na curvatura.
 

Frasco com o gargalo curvado usado no experimento de Pasteur.
 
 
Dias após realizar o experimento não se encontrou vida nos frascos, mas quando se arrancavam os gargalos de modo a permitir o contato do ar e dos micro-organismos contaminantes com o caldo, em pouco tempo as amostras foram contaminadas por eles.
 
Esse experimento terminou a controvérsia sobre a geração espontânea e a biogênese de maneira definitiva. Porém, um problema ainda persistia e persiste: e quanto ao primeiro organismo? Esse não poderia ter sido gerado a partir de outro. Logo, deveria haver algum tipo de processo abiótico, sem um componente similar a força vital, capaz de tê-lo gerado. Como mencionado, a maioria dos pesquisadores aceita a hipótese de que a vida surgiu via abiogênese por processos de evolução química.
 
Acredita-se que na Terra primitiva ocorreram processos químicos nos quais as substâncias simples, ao longo do tempo e nas condições adequadas, geraram substâncias orgânicas cada vez mais complexas, que, por fim, originaram os primeiros organismos.
 

Resumo simplificado de como a vida pode ter surgido.
 
Uma possibilidade é baseada nas propostas de Haldane e Oparin, de 1924 (ambos trabalhando independentemente): supondo uma atmosfera pobre em oxigênio e composta primariamente por CH₄, H₂, NH₃ e H₂O, essas substâncias reagiriam graças à energia fornecida por descargas elétricas originando compostos orgânicos, que seriam concentrados nos oceanos e deram origem à uma “sopa pré-biótica”, onde os processos de evolução química foram capazes de permitir o surgimento da vida.
 
Essa hipótese foi testada em 1953 por Stanley Miller, que elaborou um aparato simulando essas condições ambientais. No aparato a água que evapora faz circular os compostos e os eletrodos simulam os relâmpagos, que fornecem a energia requerida para as reações químicas. Após algum tempo, foram detectadas algumas substâncias orgânicas como os aminoácidos glicina e alanina.
 

Modelo do aparelho de Miller.
 
Atualmente acredita-se que essas não tenham sido as condições da atmosfera primitiva, porém, o experimento mostra a possibilidade de se obter substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas simples, dependendo das condições ambientais. Além disso, também é possível que micro-organismos ou várias substâncias tenham sido formados fora da Terra e trazidos para cá em corpos celestes como os meteoritos. Essa é a hipótese chamada de panspermia, evidenciada pela presença de vestígios de micro-organismos e de substâncias orgânicas em alguns meteoritos, que podem ter origem extraterrestre.
 

A hipótese da panspermia prevê que algumas substâncias e talvez até micro-organismos possam ter sido trazidos para a Terra em corpos celestes.
 
O próximo passo deve ter sido a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como os fosfolipídeos, proteínas e os ácidos nucleicos. Mas para que haja a síntese dessas moléculas e a vida possa surgir é necessário que haja catálise e polímeros capazes de armazenar as informações genéticas. Como as moléculas de RNA são capazes de fazer ambas as coisas, pode ser que elas tenham surgido antes das outras moléculas complexas:  é a hipótese chamada de mundo do RNA.
 

Como as moléculas de RNA podem tanto transmitir informações genéticas quanto ter atividade catalítica, podem ter sido as precursoras tanto do DNA quanto das proteínas.
 
Os fosfolipídeos permitiram a formação das bicamadas fosfolipídicas, estrutura básica das membranas celulares. Essas bicamadas podem ter permitido a compartimentação e a concentração das substâncias orgânicas, das moléculas de RNA inclusive, favorecendo a ocorrência das reações químicas capazes de gerar as primeiras células.
 
Tendo surgido, enfim, as primeiras células, acredita-se que elas tenham sido bem simples, similares às células procariontes mais simples atuais. Lembre-se de que a Terra tem ~4,5 bilhões de anos e os primeiros possíveis microfósseis de células, ~3,5 bilhões.
 

Candidatus Pelagibacter communis. São as células de vida livre com o menor genoma conhecido, de 1.308.759 pares de bases e aproximadamente 1389 genes.
 
No tocante ao tipo de metabolismo energético dos primeiros organismos, há duas hipóteses, a de que eles eram heterótrofos e a de que eram autótrofos.
 
- Hipótese heterotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido as mais simples possíveis nas condições em que se encontravam, logo, como os sistemas bioquímicos requeridos para a síntese de substâncias orgânicas a partir das inorgânicas requer um nível maior de complexidade, a hipótese prevê que os primeiros organismos obtinham os seus nutrientes a partir do meio. Esses primeiros organismos se desenvolveram em um meio anaeróbico e podem ter realizado um processo similar à fermentação alcoólica como a conhecemos atualmente, que, além de gerar energia potencial química, libera etanol e CO₂ para o meio, sendo que esse CO₂ pode ter favorecido o surgimento dos autótrofos, que o utilizam como fonte de átomos de carbono para a síntese de substâncias orgânicas.
 
A sequência de surgimento dos organismos no planeta seria:
Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossíntéticos (liberam O₂) => Aeróbicos.
 
(Detalhe, nem todos os tipos de fermentação liberam CO₂ para o meio. A alcoólica, por exemplo, libera, já a lática, não).
 
- Hipótese autotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido autótrofas quimiossintetizantes, pois, apesar da complexidade, não haveria processos químicos capazes de gerar substâncias orgânicas em quantidades suficientes para manter os organismos heterótrofos na Terra primitiva. Assim, os primeiros seres vivos podem ter sido quimiossintetizantes, como os encontrados nas fontes hidrotermais nas profundezas dos oceanos, que são ambientes quentes (60°-105° C) e sulfurosos.
 
Esses ambientes seriam protegidos da instabilidade da superfície do planeta e poderiam permitir que houvesse a seguinte reação:
 
FeS + H₂S => FeS₂ + H₂ + energia potencial química.
 
A energia potencial química é então empregada para impulsionar a síntese de substâncias orgânicas que sevem de alimento ao quimiotrófico.
 
Então, de acordo com essa hipótese, a sequência de surgimento dos organismos no planeta é:
 
Quimiossintéticos => Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossintéticos (liberam O₂) => Respiração aeróbica.

Resumo de um ecossistema encontrado nas vizinhanças das fontes hidrotermais.
 
Posteriormente, além das células procariontes, houve também o desenvolvimento das células eucariontes, que são mais complexas e possuem sistemas membranosos internos: as várias organelas membranosas, como o retículo endoplasmático, complexo de golgi, peroxissomo e etc. Essas células podem ter surgido há 2,5 bilhões de anos e os sistemas membranosos internos podem ter sido o resultado de invaginações da membrana plasmática, a sim de corresponder ao aumento no volume: as células eucariontes são, normalmente, bem maiores que as procariontes e, enquanto a área de superfície corresponde ao quadrado da dimensão linear, o volume corresponde ao cubo. Então, para corresponder a superfície, surgiram as invaginações, que por sua vez geraram as estruturas membranosas internas.
 
Além disso, pode também ter havido o aumento de complexidade graças ao processo de endossiombiose ou simbiogênese, no qual as células eucariontes primitivas fagocitaram células procariontes, mas ao invés de digeri-las, mantiveram-nas em seu interior pois isso lhes conferia vantagens adaptativas. Bons exemplos de organelas que podem ter surgido assim são as mitocôndrias e os cloroplastos, que possuem duas membranas, DNA e ribossomos próprios além de poderem se duplicar.
 

Esquema mostrando como poderiam ter surgido e se desenvolvido as células eucariontes.
 
E assim, uma vez que a vida surgiu, pôde evoluir e gerar a enorme biodiversidade que conhecemos. Para terminar, no tocante à questão “o que é vida?” a NASA define da seguinte forma: a vida como a conhecemos, aqui na Terra, é um sistema químico autossustentável capaz de evoluir por mecanismos darwinianos. 
 
 
 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15209075
https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2020/08/26/what-is-panspermia-new-evidence-for-the-wild-theory-that-says-we-could-all-be-space-aliens/?sh=69581af96543
https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2019.00076
https://astrobiology.nasa.gov/research/life-detection/about/

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.