Procariontes e protistas fotossintetizantes - Apostilas - Biologia, Notas de estudo de Biologia. Centro Universitario Nove de Julho (UNINOVE)
Jose92
Jose9214 de Março de 2013

Procariontes e protistas fotossintetizantes - Apostilas - Biologia, Notas de estudo de Biologia. Centro Universitario Nove de Julho (UNINOVE)

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Apostilas de Biologia sobre o estudo dos Procariontes e protistas fotossintetizantes, divisão euglenophyta, caracteristicas, classificação.
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BOTÂNICA II - Prof. Expedito Barroso 1

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO CENTRO DE ESTUDOS SUPERIORES DE IMPERATRIZ

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E BIOLOGIA

PROCARIONTES E PROTISTAS FOTOSSINTETIZANTES

I – ORGANISMOS PROCARIÓTICOS: dois reinos - REINO ARCHAEBACTERIA - REINO EUBACTERIA ARQUEOBACTÉRIAS: Halófilas e Termófilas Divisão BACTERIOPHYTA: tiobactérias verdes, tiobactérias púrpuras, bactérias púrpuras sem enxofre e

Prochloron. Divisão CIANOBACTERIOPHYTA: cianobactérias. II –REINO PROTISTA– ALGAS: Eucarióticas; marinhas, dulcícolas e terrestres (neve, troncos, solo…) e em associações simbióticas com fungos, protozoários e animais. Cerca de 22.800 espécies vivas conhecidas. II.1 – ALGAS INFERIORES - REINO PROTISTA – Unicelulares Divisão EUGLENOPHYTA: euglenofíceas.  1.000 spp. Divisão PYRROPHYTA: pirrofíceas.  2.100 spp. Divisão CHRYSOPHYTA: diatomáceas, crisofíceas e xantofíceas.  7.200 spp. II.2 – ALGAS SUPERIORES - REINO PROTISTA – Total ou predominantemente multicelulares. Divisão CHLOROPHYTA: clorofíceas (uni e multicelulares).  7.000 spp. Divisão PHAEOPHYTA: feofíceas (multicelulares).  4.000 spp. Divisão RHODOPHYTA: rodofíceas (uni e multicelulares).  1.500spp.

DIVISÃO PIGMENTOS SUBST. RESERVA

PAREDE CELULAR

BACTERIOPHYTA Tiobactérias verdes Tiobactérias púrpuras Bactérias púrpuras

Prochloron

Cloróbio-clorofila Bactério-clorofila Bactério-clorofila Clorofila a, b carotenóides.

Carboidratos variados

Ácido murâmico, peptideoglicano, lipopolissacarídeos

CIANOBACTERIOPHYTA Clorofila a; ficocianina, ficoeritrina

Amido das cianofíceas

licoproteínas (mucopolissacarídeos)

EUGLENOPHYTA Clorofila a e b;  e  - caroteno, e xantofilas (neoxantina e anteraxantina)

Paramido (película): M.P.+ estrias helicoidais de proteínas (Periplasto)

PYRROPHYTA

Clorofila a e c, -caroteno, xantofilas específicas (peridinina, piridina, diadinoxantina e dinoxantina)

Amido Celulose ou sem PC

CHRYSOPHYTA

Clorofila a e c; -caroteno, xantofilas (luteína, fucoxantina, violaxantina e neoxantina).

Leucosina (Crisolaminarina)

Pectatos + óxidos de silício e celulose

CHLOROPHYTA Clorofila a e b Amido Celulose +hemicelulose+pectina

PHAEOPHYTA Clorofila a e c; fucoxantina Laminarina,

Manitol Celulose+algina

RHODOPHYTA

Clorofila a; ficocianina; ficoeritrina; carotenóides.

Amido das florídeas

Celulose + polissacarídeos (galactonas sulfatadas: Agar ou carragenano) ou CaCO3

As características de Parede Celular são, obviamente, informações que constituem a regra e não a totalidade, pois

há exceções dentro de uma mesma Divisão.

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Tiobactérias só se desenvolvem em ambientes com grandes quantidades de matéria orgânica em decomposição. E Prochloron é um gênero de bactérias que vivem como simbiontes em colônias de tunicados (Filo Chordata). Observe que ela apresenta clorofilas a e b. A bactéria que invadiu a célula eucariótica primitiva e tornou-se simbiótica originando as Mitocôndrias, era

provavelmente uma bactéria púrpura sem enxofre. Cloroplastos surgiram de várias simbioses distintas: eucariontes

com cianobactérias ou, bactérias extintas.

Cianobacteriophyta e Rhodophyta são as únicas em que todas as espécies não apresentam flagelos em alguma fase do ciclo de vida.

Chlorophyta apresenta também spp unicelulares (Chlamydomonas spp., Volvox spp.,…), assim como Rhodophyta. Phaeophyta não apresenta nenhuma espécie unicelular. Rhodophyta é a única divisão em que as spp. não apresentam centríolos, e algumas se incrustam com CaCO3,

sendo denominadas de algas coralígenas, pois ajudam a formar os recifes de corais nos oceanos tropicais.

R E I N O P R O T I S T A - A L G A S O termo Alga foi proposto por Karl von Linée em 1.753 na sua obra Species Plantarum. As algas desempenham uma função nos ambientes aquáticos comparável àquela das plantas nos ambientes terrestres: são os Produtores Primários nesses ambientes. Habitam sempre a Zona Eufótica e, com menores densidades populacionais, a Zona Disfótica. São constituintes do Plâncton, e Bentos Marinho e em áreas de Florestas de Manguezais (Água salobra < 32 ppm, com níveis mínimos de O2 no solo). Importantes constituintes também dos ambientes Dulcícolas, ou águas continentais, sejam de águas paradas – Ecossistemas lênticos, ou de águas correntes – Ecossistemas lóticos.

São eucarióticas, unicelulares ou multicelulares, autótrofas ocupando todos os ambientes da biosfera (lagos gelados a gotículas de água na atmosfera); podem ser epífitas sobre árvores de mangue ou sobre outras algas, ou ainda, mantém relações simbióticas com protozoários, fungos e animais. E por fim, em situações extremas (stress) ocuparam o ambiente terrestre (areia perto da praia, lama, troncos, rochas, solos áridos dos desertos).

Origem Polifilética (as diversas divisões atuais originaram-se a partir de diferentes linhagens) provavelmente com idade de 1,5 bilhão de anos que é a possível data de origem dos eucariontes unicelulares. Fósseis de Rodofíceas com  1,1 Bilhão de anos e fósseis de algas verdes multicelulares foram encontrados na Austrália Central com cerca de 900 milhões de anos. Porém é a partir do Cambriano (600 milhões de anos) que as grandes algas evoluíram

Agrupam-se as algas em dois grandes grupos: o Grupo das Unicelulares (Euglenophyta, Chrysophyta e Pyrrophyta) e o Grupo das Multicelulares predominantemente (Chlorophyta, Phaeophyta, Rhodophyta).

As algas tipicamente unicelulares compreendem cerca de 10.300 espécies vivas e descritas.

Em relação à estrutura celular é importante observar que:

a) a presença da Parede Celular com Celulose como Matriz é regra em Pyrrophyta, Chlorophyta, Phaeophyta e Rhodophyta,, sendo na primeira e segunda divisão o principal componente. A matriz de celulose impregnada com outros poilissacarídeos é que lhes proporciona uma consistência gelatinosa.

b) todas as algas apresentam as clorofilas em cloroplastos (só -clorofila presente em todas), sugerindo que através de vários eventos simbióticos entre diferentes cianobactérias, ou mesmo bactérias fotossintetizantes, e diferentes algas eucarióticas tenham evoluído os cloroplastos nas suas formas atuais.

c) as Substâncias de Reservas são geralmente Carboidratos característicos (Paramilo – Euglenas; Leucosina - algas douradas e diatomáceas; Amilo – Algas Dinoflageladas; Amilo - algas verdes; Leucosina - algas amarelo- esverdeadas; Laminarina - algas pardas; Amilo das florídeas- Algas vermelhas) e lipídeos.

d) a Divisão Celular é Centrípeta como nos animais e fungos. A formação de Placa Celular só ocorre em uma Phaeophyta e em poucas Chlorophyta. Centríolos estão presentes, exceto em Rhodophyta.

e) as algas multicelulares não formam sistemas complexos de tecidos como das plantas superiores, porém em Phaeophyta há uma organização no talo em estruturas que lembram elementos condutores, sendo portanto esta Divisão considerada como a mais complexa.

f) A presença de Núcleo, Nucleólo, Cromossomos (DNA+Histona), formação de fibras do fuso, flagelos 9:1 (exceção Rhodophyta) e Sistemas de membranas típico com formação das Organelas celulares, parece indicar

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uma origem comum a todas as algas, plantas, animais e fungos, a partir de um organismo ancestral que possuísse todas essas características.

DIVISÃO EUGLENOPHYTA I CARACTERÍSTICAS GERAIS a) Originaram-se a partir de protozoários flagelados que na evolução adquiriram cloroplastos bioquimicamente

semelhantes aos das clorofíceas mas estruturalmente diferentes; b) Maioria das espécies é dulcícola (águas continentais ou interiores), sobretudo em ambiente rico em matéria

orgânica (eutróficos) onde tornam a água esverdeada; c) Comprimento de pouco menos de 10 m a mais de 500 m. Todos no nível monadal (móvel); d) Unicelulares, hábito gregário só nas espécies do gênero Colacium; e) Sem PC, mas com Película flexível denominada Periplasto (MP + Estrias de proteína flexíveis entrelaçadas

helicoidalmente). Em Phacus é rígida, em Trachelemonas há um envoltório ferroso secretado pelo protoplasto; f)  15 gêneros autotróficos com cloroplastos (clorofila  e  + carotenóides - (reduzido) e -caroteno)

provavelmente adquiridos por ingestão de algas verdes e posterior redução das mesmas, presente ainda neoxantina e anteraxantina esta última específica da Divisão;

g) Substância de reserva: Paramilo ou paramido, específico, formado fora do cloroplasto ao contrário do amido; h) Primariamente autótrofos mas que requerem Vitaminas fornecidas pelo ambiente; heterótrofos os que não têm

cloroplastos (absorvem matéria orgânica e fagocitam bactérias, leveduras, flagelados,…). Algumas espécies também são Mixotróficas (metabolismo autótrofo ou heterótrofo);

i) Reprodução Assexuada: Fissão binária longitudinal a partir do reservatório (sem Rep. Sexuada – evolutivamente perdida). Durante a Mitose não formam fibra do fuso e a Carioteca permanece intacta (também em Pyrrophyta, Fungi, Chlorophyta e Cilliophora) com os cromossomos totalmente contraídos na Interfase.

j) Em condições ambientais desfavoráveis a célula se desfaz dos flagelos, arredonda-se e secreta uma gelatina espessa formando as palmelas, resistentes à dessecação e permitindo a anemocoria.

II MORFO-FISIOLOGIA BÁSICA Euglena sp. III CLASSIFICAÇÃO -  1.000 spp. Classe: Euglenophyceae Ordem: Euglenales Sub-ordem: Eugleniales (isoladas)

Família: Euglenaceae (Euglena, Phacus, Trachelomonas, Ottonia,…) Astasiacaeae (Astasia) Rhynchopodaceae (Rhynchopus) Peranemaceae (Peranema, …) Rhizapidaceae (Rhizaspsis,…) Sub-ordem: Colaciinales (coloniais) Família : Colaciaceae (Colacium,…)

- 1 núcleo. - 1 flagelo longo emergente plumulado - 1 flagelo curto não emergente (às vezes 2) - 2 corpúsculos basais (Blefaroblastos) - Reservatório ou Garganta (Invaginação da MP) onde saem

os flagelos e se abrem os Vacúolos - n cloroplastos pirenóides . Vacúolos contráteis ou Pulsáteis - Fototrópica +, exceto alta luz - Estigma (fotorreceptor avermelhado - carotenóides) na

garganta - Vivem na ausência de luz com fonte de C, N e sais minerais - Em luz com meio apropriado: divisão da célula + rápida

que de cloroplastos (forma indivíduos incolores) - Podem perder os flagelos, segregar uma camada gelatinosa

grossa formando cistos palmelóides em condições adversas, permitindo até a anemocoria

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DIVISÃO PYRROPHYTA

I CARACTERÍSTICAS GERAIS E MORFO-FISIOLOGIA - Maioria das espécies é unicelular biflagelada; - Maioria marinha e importante no fitoplâncton, onde variam de 20.000/l nos mares frios a 2.500/l nos mares

quentes. Outras espécies são dulcícolas, na neve e em turfeiras. Conhecidas desde o Permiano; - 2 flagelos plumosos: um pélvico e outro perpendicular a esse (movimento de pião), outras spp. aflageladas ou

apenas os zoósporos têm flagelos e não o indivíduo maduro; - Placas celulósicas duras (Tecas) formadas em vesículas no interior da célula e não por fora da MP como na

maioria das algas. Algumas espécies não têm tecas só película; - Clorofila a e c, mascaradas por carotenóides ( caroteno) e xantofilas (Peridinina, Piridina, Dinoxantina e

Diadinoxantina) semelhantes ao pigmento fucoxantina; - Cloroplastos originados talvez pela ingestão de Crisófitas e estabelecimento de uma simbiose estável com a

evolução. - Substância de reserva: Amido, óleos e poliglucanos; - Níveis monadal, cocal e trical. Algumas spp são Heterótrofas por ingestão de partículas, e os Autotrófos

necessitam de Vit B12; - Vivem em simbiose com muitos filos de animais em oceanos tropicais: esponjas, celeneterados,cordados,

moluscos e protistas. Os simbiontes não possuem nem teças e nem flagelos e são denominados de zooxantelas, muito importantes na produtividade de recifes de corais: até 30.000 ind/mm3 de tecido animal, nessas simbioses não produzem Amido, mas Glicerol para o animal;

- *Bioluminescência em algumas spp. (liberação de energia química em flashes de luz) Noctiluca, Ceratium, Peridinium, … ;

- Núcleos são moniliformes (fileiras de pequenas contas); - Reprodução Assexuada: Fissão binária longitudinal ou Oblíqua (cada cél. filha com parte da teca e um flagelo).

Algumas espécies imóveis podem ainda apresentar zoósporos. Há a formação de cistos no interior das tecas em condições adversas;

- Reprodução Sexuada: Isogâmica ou mais raramente Anisogâmica, com Alternância Zigótica de fases nucleares, sendo portanto as pirrofíceas ou dinofíceas organismos haplontes típicos;

- Gymnodinium ssp. (G. breve, G. catenella, G.costatum, G. neglectum,…) e Gonyaulax spp. (G. tamarensis) causam o fenômeno da Maré vermelha: Mudanças no ecossistema que causam Bloom das populações. Modificações nos níveis de nutrientes, oligoelementos, detritos, To altas , S‰ baixa, Luz adequada, ventos, correntes, … são os principais indutores do fenômeno. Peixes e moluscos alimentam-se dessas algas em abundância e pelo consumo exagerado de Oxigênio e toxinas morrem. Existem aproximadamente 20 spp.descritas que secretam neurotoxinas (saxitoxina e goniautoxina) que atuam no Sistema Nervoso dos animais.

II CLASSIFICAÇÃO -  2.100 spp. Classe: Cryptophyceae Chloromonadophyceae Desmokontae (Adiniferae) *Dinophyceae (Peridineae) Subclasse: Dinoflagelatae Ordem: Gymnodiniales

Família: Gymnodiniaceae (Gymnodinium) Noctilucaceae (Noctiluca)

Ordem Peridiniales Família: Peridiniaceae (Peridinium) Gonyaulaceae (Gonyaulax) Ceratiaceae (Ceratium)

Subclasse: Phytodiniformes Ordem Rhizodiniales Dinocapsales Dinococcales Dinotrichales

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DIVISÃO CHRYSOPHYTA I CARACTERÍSTICAS GERAIS E MORFO-FISIOLOGIA - Três classes: Diatomáceas, Crisofíceas e Xantofíceas. Unicelulares autotróficos; - Principal constituinte do fitoplâncton marinho e dulcícola, embora vivam com epífitas; - Clorofila a e c, mais fucoxantina exceto nas xantofíceas (carotenóide castanho-dourado), a fucoxantina mascara

a cor verde, como em Phaeophyta; - Cloroplastos bioquimicamente semelhantes aos das Phaeophyta e de algumas Pyrrophyta; - Substância de Reserva: Crisolaminarina (semelhante a laminarina de Phaeophyta), e gotículas de óleo

armazenadas fora do cloroplasto; - Flagelos desiguais, mas de estrutura similar como em Phaeophyta; - Presença ou não de celulose na Parede Celular, também de Sílica; - Evolutivamente próxima da Divisão Phaeophyta, conforme descrito nas três características acima; - Diferença básica para Phaeophyta: Parede celular composta de substâncias pécticas impregnadas ou não de

materiais silicosos que lhes dá extrema rigidez e nas Phaeophyta presença de ácido algínico que confere aspecto gelatinoso ao talo;

II CLASSIFICAÇÃO

1- CLASSE: BACILLARIOPHYCEAE (DIATOMEAE)

- Diatomáceas; - 60.000 spp. Incluindo as vivas e extintas. Apenas 5.600 spp. vivas; - Unicelulares isoladas, às vezes formam cenóbios gelatinosos; - Níveis de monadal a trical; - Constituição diplóide dos cromossomos na fase vegetativa (elevado nível de desenvolvimento); - Principalmente no Plâncton, mas no Bentos ou epífitas (marinhas e dulcícolas); - Substância de Reserva: Crisolaminarina. Maioria Autotrófica. Algumas são heterotróficas obrigatórias, e outras

são simbiontes, sem a carapaça, de protozoários da Ordem Foraminiferida; - Diferem das outras crisofíceas pela: ausência de flagelos, exceto em alguns gametas masculinos; - Elevada diversidade em pequenas áreas - Parede celular ou Frústula encontra-se dividida em duas metades; - Frústula (Sílica e Opalina – SiO2.nH2O) chega a 50% do peso total e formada por duas valvas em encaixe; - A maior é denominada de Epiteca e fecha a menor, Hipoteca. Fechadas por contos que se interligam, as

Pleuras. Muito ornamentada com poros, depressões e canalículos que ligam o Protoplasma ao meio externo e servem como auxiliar de locomoção;

- Reprodução Assexuada: Fissão binária complexa: cada teca vai para o indivíduo filho, assim há uma redução do tamanho de parte dos descendentes através das gerações até que quando atinge 30% de redução eventualmente ocorre Reprodução Sexuada (Meiose (R!));

- Reprodução Sexuada: Isogâmica, Anisogâmica ou Oogâmica com gametas com 1 ou sem flagelo, dependendo da classe;

- Uso da carapaça (Terra de Diatomáceas com Diatomito) em agroindústria, indústria bélica, produtos de saúde, microlixadores,…

Apresenta duas ordens definidas, sobretudo, de acordo com o plano de Simetria:

1.1 Ordem Centrales - Simetria Radial - Valvas redondas ou triangulares, maior flutuabilidade e, portanto maior abundância e diversidade em oceanos e

grandes lagos. - Reprodução Sexuada por Oogamia através de meiogametas flagelados (flagelo pinado) e oosferas. O zigoto

formado recebe o nome de Auxozigoto devido ao grande volume (dilatação e silicificação). Típica alternância gamética.

- Principais Gêneros: Cyclotella, Stephanodiscus, Rhizosolenia, Actynoptychus,Bidulphia, Coscinodiscus,…

1.2 Ordem Penales - Simetria Bilateral; - Valvas com um eixo maior com uma linha central, com forma navicular ou de bastão, e esculturas transversais

ao eixo, portanto mais freqüentes nos ambientes dulcícolas, estuarinos; - Reprodução

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- Assexuada: célula mãe desenvolve-se num auxósporo; - Reprodução Sexuada: Isogâmica ou Anisogâmica com gametas sem flagelos; - Principais Gêneros: Navicula, Pinnularia, Entogonia, Strangulonema, Diatoma, Fragilaria, Eunotia, Synedra,

-

2- CLASSE: CHRYSOPHYCEAE

- Crisofíceas ou algas douradas; - 1.000 spp, maioria isolada, algumas poucas coloniais; - Descobertas apenas a partir da década de 50 do século passado, pois pelo seu diminuto tamanho, não eram

capturadas pelas redes de plâncton da época, - Principal constituinte do nanoplancton marinho (fitoplancton de dimensões microscópicas e provavelmente os

grandes Produtores Primários do planeta); também abundantes em ecossistemas dulcícolas; - Cloroplastos grandes e presentes apenas 1 ou 2 na maioria das espécies conhecidas; - Com ou sem Parede Celulósica, com ou sem escamas silicosas ou orgânicas (Carbonatos), superficiais ou

internas; - Pigmentos característicos: Luteína e Fucoxantina - Substância de Reserva: Crisolaminarina na forma de um volumoso grânulo e óleos; - Maioria das espécies possui flagelos, outras, são aflageladas ou amebóides (com pseudópodos) o que pode

indicar uma relação filogenética com o Filo Sarcodina ou Rhizopoda (Amebas e afins); - Nutrição: Autotrófica ou heterotrófica por ingestão de bactérias e material orgânico; - Reprodução Assexuada: Fissão binária Longitudinal com formação de zoósporos mitóticos. Presença de formas

encistadas silificadas ou palmelóides (gelatinosas) como estruturas de resistência às condições adversas do ambiente;

- Reprodução Sexuada: rara, e quando ocorre é por Isogamia.

2.1 Ordem: Chrysomonadales 2.2 Ordem: Silicoflagellatae2.3 Ordem: Rhizocrisidiales2.4 Ordem: Chrysocapsales2.5 Ordem: Chrysophaerales2.6 Ordem: ChrysotrichalesPrincipais gêneros: Chromulina, Mallomonas, Exuviella, Distephanus, Dinobryon, Synura,

Calyptrosphera, Hydrurus ,…

3- CLASSE: XANTOPHYCEAE (HETEROKONTAE)

- Xantofíceas ou Algas verde-amareladas;-  600 spp, muito delicadas;- Apresentam clorofila a e c, mas não apresentam a Fucoxantina;- Ambiente marinho, dulcícola e terrícola;- Substância de Reserva: freqüentemente Crisolaminarina e óleos;- Geralmente imóveis; flagelos, quando presentes, desiguais (heterocontes); algumas amebóides;- Isoladas ou Filamentosas- ramificadas ou não;- Cloroplastos disciformes Às vezes com pirenóides;- Parede celular freqüentemente em duas partes em forma de “H”, de pectina ou raramente de celulose;- Cistos quando presentes incrustados de SiO2; - Reprodução Assexuada: Zoósporos de flagelos desiguais, Aplanósporos e Autósporos; - Reprodução Sexuada: Isogâmica ou Oogâmica com presença no filamento de Zoosporângio, Anterídio e

Oogônio (Vaucheria) com gametas de flagelos desiguais - a Meiose é gamética em Vaucheria ;

3.1 Ordem: Heterochloroidales 3.2 Ordem: Rhizochloroidales 3.3 Ordem: Heterocapsales 3.4 Ordem: Heterococcales 3.5 Ordem: Heterotrichales

Principais gêneros: Vaucheria, Tribonema, Monodus, Botrydium, Goniochloris, Ophiocytium,…

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