Apostila Criptogamas, Notas de estudo de Biologia Aplicada
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Apostila Criptogamas, Notas de estudo de Biologia Aplicada

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Microsoft Word - Apostila Criptogamas 2007_FINAL Jan2008.doc

Autores: Édison José de Paula† Estela Maria Plastino

Eurico Cabral de Oliveira Flávio Berchez Fungyi Chow

Mariana Cabral de Oliveira

INTRODUÇÃO À BIOLOGIA

DAS CRIPTÓGAMAS

Organizador: Fungyi Chow

São Paulo 2007

Instituto de Biociências

INTRODUÇÃO À BIOLOGIA

DAS CRIPTÓGAMAS

São Paulo 2007

ORGANIZADOR DESTE VOLUME

Professora Dra. Fungyi Chow

AUTORES DESTE VOLUME

Professor Dr. Édison José de Paula†

Professora Dra. Estela Maria Plastino

Professor Dr. Eurico Cabral de Oliveira

Professor Dr. Flávio Berchez

Professora Dra. Fungyi Chow

Professora Dra. Mariana Cabral de Oliveira

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

i

Ficha Catalográfica

Introdução à Biologia das Criptógamas / Organizado

por Fungyi Chow; Autores Édison José de

Paula†...[et al]. São Paulo : Instituto de Biociências

da Universidade de São Paulo, Departamento de

Botânica, 2007.

184 p.

ISBN 978-85-85658-20-5

1. Criptógamas – Biologia 2. Criptógamas -

Taxonomia I. Chow, Fungyi, org. II. Paula†, Édison

José de, autor III. Plastino, Estela Maria, autor IV.

Berchez, Flávio, autor V. Chow, Fungyi, autor VI.

Oliveira, Eurico Cabral de, autor VII. Oliveira, Mariana

Cabral de, autor

LC: QK 505.5

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

ii

ÍNDICE

PREFÁCIO .................................................................................... 1

AULAS PRÁTICAS INTRODUTÓRIAS

AULAS PRÁTICAS.................................................................... 5

MATERIAL DE LABORATÓRIO .................................................. 5

TÉCNICAS DE DOCUMENTAÇÃO E CONFECÇÃO DE CORTES ........ 6

MONTAGEM EM LÂMINAS ........................................................ 6

PREPARAÇÃO DE LÂMINAS ...................................................... 7

REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ..................................................... 7

AULA PRÁTICA: CÉLULAS DE PROCARIONTES E EUCARIONTES

FOTOSSINTETIZANTES

1) Zygnema sp. ou Spirogyra sp.

(Divisão Chlorophyta = algas verdes) ............................................ 8

2) Gloeocapsa sp. ou Oscillatoria sp.

(Divisão Cyanobacteria = algas azuis) ........................................... 9

3) Pinnularia sp. – diatomácea

(Divisão Bacillariophyta = diatomáceas) ......................................... 9

4) Alga verde unicelular (Divisão Chlorophyta) ................................. 9

5) Demonstração

5.1) Nitella sp. (Divisão Chlorophyta) . .................................... 9

5.2) Lâmina micrometrada . ................................................. 9

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS CRIPTÓGAMAS

ORIGEM DA VIDA .................................................................. 13

CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS ......................................... 13

CLASSIFICAÇÃO DOS GRANDES GRUPOS DE CRIPTÓGAMAS ...... 14

GLOSSÁRIO .......................................................................... 15

REFERÊNCIAS ....................................................................... 15

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

iii

A CÉLULA DE PROCARIONTES E EUCARIONTES FOTOSSINTETIZANTES

ORGANIZAÇÃO PROCARIÓTICA ............................................... 16

ORGANIZAÇÃO EUCARIÓTICA ................................................. 16

PIGMENTOS RELACIONADOS À FOTOSSÍNTESE ......................... 19

ORIGEM DOS EUCARIONTES FOTOSSINTETIZANTES ......................... 22

REFERÊNCIAS ....................................................................... 23

REPRODUÇÃO E SEXUALIDADE NAS CRIPTÓGAMAS

1) REPRODUÇÃO MOLECULAR ................................................. 24

2) REPRODUÇÃO CELULAR (DIVISÃO CELULAR) ........................ 24

3) REPRODUÇÃO DO ORGANISMO ........................................... 25

COMPARAÇÃO ENTRE OS TRÊS TIPOS DE REPRODUÇÃO

(VEGETATIVA, ESPÓRICA E GAMÉTICA) .................................... 27

4) SEXUALIDADE ................................................................... 28

5) HISTÓRICOS DE VIDA ........................................................ 29

REFERÊNCIAS ....................................................................... 29

CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS

INTRODUÇÃO ........................................................................ 33

O QUE SÃO FUNGOS? ............................................................. 33

ORIGEM ................................................................................ 36

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DOS FUNGOS VERDADEIROS ......... 37

NUTRIÇÃO ............................................................................ 37

OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO ............................................... 39

MORFOLOGIA ........................................................................ 39

PAREDE CELULAR .................................................................. 40

RESERVA .............................................................................. 40

REPRODUÇÃO ....................................................................... 40

IMPORTÂNCIA ....................................................................... 42

1) CLASSE MYXOMYCETES

Características básicas .................................................... 45

2) CLASSE OOMYCETES

Características básicas .................................................... 46

3) CLASSE ZYGOMYCETES

Características básicas .................................................... 48

4) CLASSE ASCOMYCETES

Características básicas .................................................... 51

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

iv

5) CLASSE BASIDIOMYCETES

Características básicas .................................................... 58

SIMBIOSE ENTRE ALGAS E FUNGOS: LIQUENS ......................... 63

Morfologia e reprodução .................................................. 64

Características biológicas dos liquens ................................ 65

Identificação e classificação ............................................. 65

GLOSSÁRIO .......................................................................... 66

REFERÊNCIAS ....................................................................... 70

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS ALGAS

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS ALGAS ..................................... 74

ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA DAS ALGAS .................................. 76

MONERA FOTOSSINTETIZANTES: DIVISÃO CYANOBACTERIA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................... 79

COMPARAÇÃO COM OUTRAS BACTÉRIAS .............................. 79

ORIGEM ............................................................................ 80

OCORRÊNCIA ..................................................................... 80

MORFOLOGIA .................................................................... 80

ORGANIZAÇÃO CELULAR ..................................................... 81

REPRODUÇÃO .................................................................... 83

HETEROCITO ..................................................................... 83

MOBILIDADE ..................................................................... 84

TOXINAS ........................................................................... 84

IMPORTÂNCIA ................................................................... 85

ASPECTOS ECOLÓGICOS ..................................................... 85

CLASSIFICAÇÃO ................................................................ 86

PROCLORÓFITAS ................................................................ 86

CARACTERIZAÇÃO E TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS DAS ALGAS

COM CLOROFILA a E b: DIVISÕES CHLOROPHYTA E EUGLENOPHYTA

DIVISÃO CHLOROPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 89

OCORRÊNCIA ................................................................. 89

MORFOLOGIA ................................................................. 90

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

v

ORGANIZAÇÃO CELULAR ................................................. 90

REPRODUÇÃO E HISTÓRICO DE VIDA ............................... 91

CLASSIFICAÇÃO ............................................................. 92

EVOLUÇÃO DO GRUPO .................................................... 92

Linhagem das Clorofíceas ............................................. 93

Linhagem das Carofíceas .............................................. 93

GLOSSÁRIO ................................................................... 94

DIVISÃO EUGLENOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ........................................ 95

OCORRÊNCIA ............................................................. 95

MORFOLOGIA ............................................................. 95

ESTRUTURA CELULAR .................................................. 95

REPRODUÇÃO ............................................................. 96

CLASSIFICAÇÃO ......................................................... 96

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS ..................................... 96

CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E IMPORTÂNCIA DAS ALGAS COM

CLOROFILA a E c E FUCOXANTINA: DIVISÕES PHAEOPHYTA,

BACILLARIOPHYTA E DINOPHYTA

1) Linhagem das Estramenópilas .......................................... 98

2) Linhagem dos Alveolados ................................................ 98

DIVISÃO PHAEOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 99

OCORRÊNCIA ................................................................. 99

MORFOLOGIA ................................................................. 99

CRESCIMENTO ............................................................... 100

ORGANIZAÇÃO CELULAR ................................................. 101

REPRODUÇÃO ................................................................ 102

HISTÓRICO DE VIDA ....................................................... 102

CLASSIFICAÇÃO ............................................................. 102

DIVISÃO BACILLARIOPHYTA (Diatomáceas)

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 103

OCORRÊNCIA ................................................................. 104

MORFOLOGIA ................................................................. 104

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

vi

ORGANIZAÇÃO CELULAR ................................................. 104

TAXONOMIA ................................................................... 105

MOVIMENTO .................................................................. 105

REPRODUÇÃO E HISTÓRICO DE VIDA ............................... 105

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA ............................................. 107

ASPECTOS ECOLÓGICOS ................................................. 107

DIVISÃO PYRROPHYTA = DINOPHYTA (Dinoflagelados)

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 108

ORGANIZAÇÃO CELULAR ................................................. 108

REPRODUÇÃO E HISTÓRICO DE VIDA ............................... 109

ASPECTOS ECOLÓGICOS ................................................. 109

BIOLUMINESCÊNCIA ....................................................... 109

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS ........................................ 110

TAXONOMIA ................................................................... 110

CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E IMPORTÂNCIA DAS ALGAS COM

CLOROFILA a E FICOBILIPROTEÍNAS: DIVISÃO RHODOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................... 111

SEMELHANÇAS ENTRE RHODOPHYTA E CYANOBACTERIA ........ 111

DIFERENÇAS DE OUTRAS ALGAS EUCARIÓTICAS ................... 111

OCORRÊNCIA ..................................................................... 112

MORFOLOGIA .................................................................... 112

CRESCIMENTO ................................................................... 112

ORGANIZAÇÃO CELULAR ..................................................... 113

REPRODUÇÃO .................................................................... 114

CLASSIFICAÇÃO ................................................................ 114

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS ............................................ 116

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DE ALGAS MARINHAS BENTÔNICAS

(Rhodophyta, Phaeophyta e Chlorophyta)

1) ALIMENTAÇÃO – consumo direto ...................................... 117

2) FICOCOLÓIDES .............................................................. 124

3) FERTILIZANTES ............................................................. 122

4) FICOBILIPROTEÍNAS ...................................................... 122

5) β-CAROTENO ................................................................. 123

6) MEDICINA ..................................................................... 123

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

vii

REFERÊNCIAS ....................................................................... 123

EXERCÍCIOS: ALGAS

GUIA DE EXCURSÃO AO LITORAL ......................................... 127

EXERCÍCIOS EM LABORATÓRIO E APRESENTAÇÃO

DOS RESULTADOS ............................................................. 131

REFERÊNCIAS BÁSICAS PARA OS EXERCÍCIOS ...................... 133

CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS ........................ 134

DIVISÕES BRYOPHYTA, PSILOPHYTA, ARTHROPHYTA,

LYCOPODOPHYTA E PTEROPHYTA

ADAPTAÇÃO DAS PLANTAS AO AMBIENTE TERRESTRE ............... 137

DIVISÃO BRYOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................... 141

OCORRÊNCIA ..................................................................... 141

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA ................................... 142

REPRODUÇÃO..................................................................... 143

CLASSIFICAÇÃO ................................................................ 143

Classe Hepaticae ............................................................ 144

Classe Anthocerotae ....................................................... 145

Classe Musci .................................................................. 146

IMPORTÂNCIA ................................................................... 146

INTRODUÇÃO ÀS PLANTAS VASCULARES .................................. 149

DIVISÃO PSILOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 151

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA ................................ 151

DIVISÃO LYCOPODOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 153

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA ................................ 153

DIVISÃO ARTHROPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 155

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA ................................ 155

DIVISÃO PTEROPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS ............................................ 157

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA ................................ 157

Índice

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

viii

FÓSSEIS DE CRIPTÓGAMAS VASCULARES ................................ 161

ANCESTRAIS DAS PLANTAS TERRESTRES ................................. 163

TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS EM CRIPTÓGAMAS TERRESTRES ....... 165

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DAS CRIPTÓGAMAS VASCULARES .... 167

REFERÊNCIAS ....................................................................... 167

AULAS PRÁTICAS DE BRYOPHYTA, PSILOPHYTA,

LYCOPODOPHYTA E ARTHROPHYTA

DIVISÃO BRYOPHYTA

1) Marchantia (Classe Hepaticae) ...................................... 169

2) Symphyogyna (Classe Hepaticae) ................................. 170

3) Anthoceros (Classe Anthocerotae) ................................ 170

4) Sematophyllum (Classe Musci) ..................................... 170

CRIPTÓGAMAS VASCULARES: DIVISÕES PSILOPHYTA,

LYCOPODOPHYTA E ARTHROPHYTA

1) Psilotum (Divisão Psilophyta) ....................................... 171

2) Lycopodium (Divisão Lycopodophyta) ............................ 171

3) Selaginella (Divisão Lycopodophyta) ............................. 171

4) Equisetum (Divisão Arthrophyta) .................................. 171

CRYPTÓGAMAS VASCULARES: DIVISÃO PTEROPHYTA

1) Polystichum (Ordem Filicales) ....................................... 173

2) Ophyoglossum (Ordem Ophyoglossales) ........................ 173

3) Salvinia (Ordem Salviniales) ........................................ 173

4) Osmunda (Ordem Osmundales) .................................... 173

5) Outros exemplares da Família Polypodiaceae .................. 174

Chave dicotômica artificial para identificação de alguns

Gêneros de Pteridófitas do Jardim do Departamento de

Botânica – USP .................................................................. 174

Pteridófitas – Glossário para a Chave de Identificação ............. 175

EXCURSÃO À MATA ATLÂNTICA ...................................................... 179

Prefácio

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

1

PREFÁCIO

A disciplina “Morfologia e Taxonomia de Criptógamas” (BIB 120) começou a ser

ministrada em 1976, quando o Conselho do Departamento de Botânica do Instituto de

Biociências da Universidade de São Paulo (IB/USP) aprovou, em 1975, a proposta do Prof.

Eurico Cabral de Oliveira Filho para criar duas novas disciplinas em substituição às de

“Morfologia e Anatomia Vegetal” (liderada pela Dra. Bertha L. de Morretes) e “Sistemática

Vegetal” (liderada pelo Prof. Aylthon B. Joly) com duração anual, que vinham sendo

ministradas no departamento desde o antigo Curso de História Natural da Faculdade de

Filosofia, Ciências e Letras (FFCL). Essa alteração no programa foi bem aceita e a

disciplina se manteve mais ou menos inalterada até 1992, quando uma nova dinâmica foi

adotada, incluindo maior participação dos alunos em coletas, grupos de discussão e

preparação de projetos. Essa dinâmica foi mantida até 2007, ano em que a disciplina foi

ministrada pela última vez. Ainda nesse ano, após a reestruturação curricular do Curso de

Ciências Biológicas do instituto, o conteúdo da BIB 120 foi redistribuído em duas novas

disciplinas: “Diversidade Biológica e Filogenia” e “Diversidade e Evolução dos Organismos

Fotossintetizantes”, suplementadas por duas disciplinas optativas, uma abrangendo a

Biologia de Algas e outra a Biologia de Fungos.

A disciplina de Criptógamas, como era apelidada a BIB 120, abordava um espectro

muito vasto de organismos que compreendia quatro dos cinco Reinos do sistema de

classificação de Whittaker: Moneras com clorofila a, Protistas, Plantas e Fungos. Além

disto, tratava não apenas da morfologia e taxonomia, mas também da evolução e da

importância econômica de cada grupo. Por abranger uma diversidade tão grande de

organismos, era necessário utilizar uma abordagem superficial, tendo por objetivo “levar

os alunos a um passeio pela biodiversidade dos organismos fotossintetizantes”,

excetuando as plantas com sementes (Spermatophyta). Com esse intuito, depois de

apresentada a macro-biodiversidade desses organismos, a perspectiva futura era que os

alunos pudessem aprofundar seus conhecimentos em cursos optativos mais

especializados. O grupo das Moneras com clorofila a e dos fungos eram tratados nesta

disciplina atendendo ao termo genérico Criptógamas, que além de englobar as algas,

Prefácio

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

2

briófitas e pteridófitas também incluía esses organismos.

Acreditamos que a BIB 120, que deixa de integrar o currículo do Curso de Ciências

Biológicas do IB/USP a partir de 2007, prestou bons serviços em ministrar aos biólogos

que aqui estudaram uma oportunidade para entrar em contato com uma gama muito

grande de organismos interessantes e importantes sob vários aspectos, tais como o

evolutivo, o ecológico e o econômico, mostrando uma miríade de soluções adaptativas

para a sobrevivência e perpetuação neste planeta de grupos extremamente diversos de

organismos. Um ponto forte desta disciplina era seu caráter eminentemente prático,

incluindo três coletas de campo e estudo do material coletado pelos próprios alunos nas

aulas práticas. Por outro lado, sua substituição por disciplinas mais embasadas em

aspectos filogenéticos que abrangem a diversificação dos diversos clados está bem

justificada e era necessária, tornando-se possível nos últimos anos com o advento do

seqüenciamento genético.

O corpo selecionado de conhecimento que ora se disponibiliza em via eletrônica foi

organizado e formatado pela equipe que ministrou a BIB 120 nos últimos anos. No

entanto, ele é resultado da colaboração de vários colegas que trabalharam nesta área

desde o antigo curso de Sistemática Vegetal, incluindo os professores Aylthon B. Joly,

Maria Amélia B. de Andrade, Antonio Lamberti, Kurt Hell, Yumiko Ugadim, José Fernando

Bandeira de Mello Campos além de Eurico C. de Oliveira que permaneceu na disciplina até

o último ano em que ela foi ministrada.

Aulas Práticas Introdutórias

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

3

AULAS PRÁTICAS

INTRODUTÓRIAS

Aulas Práticas Introdutórias

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

5

AULAS PRÁTICAS

Leia atentamente todo o texto antes de iniciar sua prática.

No final de cada aula prática, verifique se:

- A bancada e os aparelhos ópticos estão em ordem e limpos.

- As lentes objetivos e oculares do microscópio óptico estão na sua possição

correta (no menor aumento e distanciados da platina).

- A platina do microscópio óptico está completamente seca.

- O esteromicroscópio (lupa) está em ordem, seco e limpo.

- Todo o material utilizado (ex. placas de Petri, lâminas e lamínulas) está

limpo.

MATERIAL DE LABORATÓRIO

Para as aulas práticas cada grupo de trabalho deve providenciar:

- Duas pinças histológicas, uma de ponta fina e outra de ponta arredondada.

- Dois estiletes ou seringas para insulina, descartáveis.

- Um pincel de cerdas finas.

- Uma caixa de lâminas para microscopia.

- Uma caixa de lamínulas 22 x 22 mm.

- Lenços de papel absorvente ou papel higiênico macio.

- Lápis número 2 para desenho.

- Borracha macia.

- Lâminas de barbear (giletes novas).

- Papel sulfite para os esquemas e as anotações (os esquemas devem ser

feitos a lápis).

- Caderno com índice alfabético para elaboração de um glossário (opcional).

- Lupa de mão, com aumento de 5-10 vezes (instrumento útil, principalmente

para observações no campo).

- Livros (ver referências recomendadas).

Aulas Práticas Introdutórias

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

6

TÉCNICAS DE DOCUMENTAÇÃO E CONFECÇÃO DE CORTES

A microscopia óptica só permite a observação de objetos transparentes ou

translúcidos. Isto significa que material opaco deve ser previamente clarificado

(diafanizado) e que material espesso deve ser cortado em secções finas para permitir a

transmissão da luz.

Os cortes podem ser feitos com um equipamento especial, o micrótomo, ou à mão

livre com lâminas de barbear novas. Em cortes à mão livre materiais resistentes podem

ser segurados com os dedos polegar e indicador e materiais delicados podem ser presos

em um suporte macio e homogêneo, como isopor, medula de guapuruvú ou embaúba,

etc. Bons cortes podem ser obtidos colocando-se o material sobre lâmina contendo uma

gota de água, observando-se ao esteromicroscópio e prendendo o material com o

indicador. Em todos os casos, deve-se posicionar a lâmina de barbear em um ângulo

aproximado de 90 graus em relação ao material, fazendo-se movimentos de corte

contínuos e suaves com a mesma.

Os cortes selecionados podem ser removidos com um pincel ou estilete e colocados

sobre a lâmina com água ou álcool 70% segundo o material. Para se obter um bom corte

é necessário, normalmente, fazer-se vários, selecionando apenas os melhores.

MONTAGEM EM LÂMINAS

O material para exame deve ser montado em lâminas de vidro para microscopia e

recoberto com lamínula, também de vidro. A lâmina deve estar limpa, sendo um bom

critério para avaliar sua limpeza a colocação de uma gota de água sobre a mesma. Se a

gota se espalhar, tendendo a ocupar ampla superfície, a lâmina pode ser considerado

limpa, caso contrário, deve ser novamente lavada. As lâminas podem ser lavadas com

detergente e guardadas em álcool 70%.

A preparação deve ser feita colocando uma gota do meio de montagem sobre a

lâmina, com auxílio de um conta-gotas, e a seguir, com um estilete, pinça ou pincel, o

material a ser examinado. Se necessário, dissocia-se o material com dois estiletes,

observando-se ao esteromicroscópio. Cobre-se a preparação com a lamínula, tomando

cuidado para evitar bolhas de ar. O excesso de líquido de montagem, que extravasa pelos

bordos da lamínula deve ser retirado com papel absorvente antes de sua observação no

microscópio, evitando-se que a platina se molhe.

Aulas Práticas Introdutórias

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

7

A substituição de um líquido de montagem por outro, por exemplo, um corante,

pode ser feita sem a remoção da lamínula. Para isso, coloca-se uma gota do novo líquido

sobre a lâmina, junto à margem da lamínula. Do outro lado da lamínula encosta-se um

pedaço de papel de filtro que por capilaridade promoverá a substituição.

Preparações semipermanentes são feitas evitando-se a evaporação do líquido de

montagem. Neste caso é importante empregar como líquido de montagem um fixador

(formol 4%, cuidado! O formol é tóxico) para evitar a decomposição do material. A

vedação da lamínula pode ser feita com esmalte de unha ou luto. Para isso, a lâmina e a

face superior da lamínula devem estar bem limpas e secas. O luto é uma mistura de 1

parte de breu e 3 partes de cera de carnaúba, preparada à quente. O luto é fundido e

aplicado com um triângulo de metal aquecido. Ao esfriar-se, endurece vedando o espaço

entre lâmina e lamínula.

Uma preparação em lâmina pode ser mantida, ainda, por curtos períodos (uma

semana ou menos) em uma câmara úmida feita em placa de Petri, especialmente quando

o líquido de montagem for glicerina a 30%. Maiores concentrações de glicerina podem

prejudicar a preparação.

PREPARAÇÃO DE LÂMINAS

Uma lâmina corretamente preparada deve apresentar as seguintes características

para permitir uma boa observação:

- Isenta de bolhas de ar.

- Conter pequena quantidade de material, pois as preparações muito densas

impedem a passagem de luz.

- O líquido deve penetrar o espaço entre lâmina e lamínula.

- A lamínula não deve estar flutuando (o excesso de líquido pode ser retirado

com papel absorvente).

- Nunca deve haver líquido sob a lâmina. A platina não deve ser molhada.

REPRESENTAÇÃO GRÁFICA

Selecionar as partes e estruturas para documentar o estudo, iniciando pelo aspecto

Aulas Práticas Introdutórias

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

8

geral, em observação macroscópica, depois em esteromicroscópio e, finalmente, ao

microscópio. Neste último, inicia-se com a objetiva de menor aumento, passando-se para

aumentos maiores conforme o que se pretende observar.

Na maioria das aulas práticas não será empregada a objetiva de maior aumento (de

imersão) porque ela requer o uso de óleo de imersão e só oferece boa imagem com cortes

muito finos.

Os esquemas devem ser realizados a lápis, em preto e branco e em tamanho

adequado a fim de poder representar todas as estruturas estudadas (recomenda-se que

estas ocupem aproximadamente a metade de uma folha A4). As legendas das estruturas

nunca devem faltar e devem ser indicadas por meio de traços bem visíveis e cuja

extremidade se localize sobre a estrutura correspondente. Legendas do esquema também

devem ser colocadas sob o desenho, descrevendo objetivamente o que representa o

esquema (ex. Corte transversal da alga vermelha Gracilaria com aumento de 40X).

AULA PRÁTICA: CÉLULAS DE PROCARIONTES E EUCARIONTES

FOTOSSINTETIZANTES

Objetivos: Caracterizar em termos gerais as células de procariontes e eucariontes

fotossintetizantes ao microscópio óptico. Estudar a diversidade na organização celular,

envoltórios e cloroplastos. Entender a distribuição do citoplasma, vacúolo, núcleo e

nucléolo.

1) Zygnema sp. ou Spirogyra sp. (Divisão Chlorophyta = algas verdes).

Material vivo, muito sensível, não devendo ser tocado com metal (ex. pinças e

estiletes). Ao preparar a lâmina, usar pipeta Pasteur ou bastão de vidro. O material não

deve secar.

a) Prepare uma lâmina colocando poucos filamentos do material em uma gota de

água e observe ao microscópio.

b) Focalize uma célula e passe a observar a maior quantidade de estruturas em um

aumento adequado. Nesse aumento estude uma célula em detalhe.

c) Qual é a forma do cloroplasto? Quantos há por célula? No caso de Spirogyra, para

responder a esta pergunta você precisa fazer observações na extremidade de diversas

Aulas Práticas Introdutórias

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

9

células para contar o número de pontas terminais dos cloroplastos.

d) Onde estão localizados os pirenóides?

e) Faça reação com lugol, isto é, substitua a água por este reagente. Observe sob

aumento apropriado e verifique quais estruturas foram evidenciadas.

f) Faça, agora, uma coloração com eosina usando o mesmo processo. Quais são as

estruturas evidenciadas?

g) Faça esquemas com legendas de uma ou várias células tentando identificar o

máximo de estruturas possíveis e coloque a escala representando o tamanho aproximado

ou o aumento da objetiva e ocular (ex. 400x).

2) Gloeocapsa sp. ou Oscillatoria sp. (Divisão Cyanobacteria = algas azuis).

Para Gloeocapsa dissocie o material em uma lâmina com ajuda de dois estiletes ou

pinças.

a) Prepare a lâmina usando uma gota de água contendo o material e observe ao

microscópio. Trabalhe com pouca luz para poder localizar as células que são muito

pequenas.

b) Compare com as células de Spirogyra ou Zygnema e enumere as principais

diferenças.

3) Pinnularia sp. - diatomácea (Divisão Bacillariophyta = diatomáceas).

Alga bentônica de água doce. Material vivo.

a) Prepare uma lâmina com uma gota do material e observe no microscópio óptico.

b) Escolha um indivíduo e procure observar a parede ornamentada. Para isso, varie

as condições de iluminação.

4) Alga verde unicelular (Divisão Chlorophyta).

Prepare uma lâmina com uma gota do material e observe no microscópio óptico.

5) Demonstração.

5.1) Nitella sp. (Divisão Chlorophyta). Alga de água doce, ilustrando células

consideradas gigantes.

5.2) Lâmina micrometrada, servindo como escala. Note que a ocular amplia 10X e

que o campo óptico mede:

i) com a objetiva de 4X - 4500 µm = 4,5 mm.

ii) com a objetiva de 10X - 1800 µm = 1,8 mm.

iii) com a objetiva de 40X - 500 µm = 0,5 mm.

Aulas Práticas Introdutórias

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10

ENTREGAR ESQUEMA DE Spirogyra sp. OU Zygnema sp. PARA AVALIAÇÃO: ATIVIDADE

INDIVIDUAL.

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INTRODUÇÃO AO ESTUDO

DAS CRIPTÓGAMAS

Introdução ao Estudo das Criptógamas

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13

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS CRIPTÓGAMAS

ORIGEM DA VIDA

A hipótese mais aceita para a origem da vida provem de um cenário proposto por

Oparin na década de 20, em que o oceano primitivo seria rico em compostos químicos

energéticos e que a interação entre estes compostos levou à produção de moléculas

complexas auto-replicativas (ex. RNA) que, eventualmente, por processos ainda não

muito claros, tornaram-se entidades celulares auto-replicativas. Segundo esse cenário, os

primeiros organismos vivos eram procariontes heterotróficos, tendo as linhas autotróficas

surgido posteriormente. Os eucariontes teriam sido originados a partir de procariontes

com capacidade de fagocitose, e que ao fagocitar outros procariontes adquiriram

capacidades metabólicas adicionais. Esses procariontes fagocitados foram se

simplificando e especializando gradualmente originando as organelas das células atuais,

além de contribuírem com genes para a formação do núcleo. Essa célula hospedeira

primitiva foi denominada de urcarioto.

CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS

Inicialmente, todos os seres vivos eram classificados como plantas ou animais, mas,

após a invenção do microscópio, descobriu-se um mundo de criaturas unicelulares, muitas

vezes difíceis de serem classificadas dentro desses dois grandes grupos. Foi criada uma

terceira categoria de seres vivos, os protistas, para acomodar esses microorganismos.

Cientistas do século IXX já tinham a percepção da importância de considerações

evolutivas no estudo dos seres vivos. A árvore filogenética de Haeckel (1866), demonstra

essa preocupação em relacionar os diferentes grupos de seres vivos. A partir da visão

clássica de Haeckel foi desenvolvido o esquema dos cinco reinos de Whittaker (1969),

modelo que foi dominante até o a década de 1980.

Monera (procariontes) - algas azuis.

Protista (eucariontes unicelulares) - algas e fungos unicelulares.

Plantae (eucariontes multicelulares autótrofos fotossintetizantes) - algas, briófitas,

pteridófitas e plantas com sementes.

Fungi (eucariontes multicelulares com nutrição heterótrofa absortiva) - fungos

Introdução ao Estudo das Criptógamas

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14

verdadeiros.

Animalia (eucariontes multicelulares com nutrição heterótrofa ingestiva) –

vertebrados e invertebrados.

Na década de 1970 houve um avanço metodológico de enorme impacto na biologia.

Esse avanço foi a possibilidade de seqüenciamento de DNA. Em 1983, Woese utilizou o

seqüenciamento de um gene universal (que codifica para o RNA da subunidade pequena

do ribossomo) para construir uma árvore filogenética universal. Essa árvore, hoje

amplamente aceita, divide os seres vivos em três grandes grupos, os eucariontes

(Eucaria), as eubactérias (Bacteria) e as arqueobactérias (Archaea), sendo os dois últimos

procariontes. Já em 1937, Chatton havia proposto que os seres vivos fossem divididos em

dois grandes grupos os eucariontes e os procariontes. Essa divisão tornou-se firmemente

estabelecida como a primeira distinção filogenética. Os eucariontes apresentavam uma

série de características comuns, e os procariontes foram reunidos simplesmente por não

apresentarem essas características. Não existia, portanto, uma razão lógica para se

considerar os procariontes como um grupo filogeneticamente coerente. Mas, ao longo dos

anos, a idéia dos procariontes como um táxon se estabeleceu. Woese demonstrou que os

procariontes não formam um grupo coeso, separando-os em dois grupos distintos:

Bacteria e Archaea. A árvore universal de Woese permanece em uma forma não-

enraizada, ou seja, não responde a questão crucial de quem é o ancestral comum dos

seres vivos.

Baseado na hipótese de Woese de classificação dos seres vivos em três domínios

primários, diversos estudos têm sido feitos tentando verificar a relação entre esses

domínios. Vários estudos têm postulado que as arqueobactérias e os eucariontes tiveram

um ancestral comum sendo evolutivamente mais próximos do que ambos são das

eubactérias. Entretanto, é possível que este cenário venha a se alterar com o aumento de

seqüências de DNA para um maior número de organismos.

CLASSIFICAÇÃO DOS GRANDES GRUPOS DE CRIPTÓGAMAS

O termo criptógamas (do grego cripto = oculto e gamos = união sexuada) é

utilizado genericamente englobando algas, fungos, briófitas e pteridófitas. Esse vocábulo

foi utilizado inicialmente no século XVIII por Linnaeus, para designar os “vegetais” cuja

“frutificação” não se distingue a olho nu. Embora perdure seu emprego para definir

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15

aqueles grupos, ele não é mais utilizado em sistemas de classificação atuais, pois engloba

organismos bastante diversos e que não apresentam maiores afinidades filogenéticas. Em

outras palavras, o termo não tem nenhum significado taxonômico.

A diversidade de organismos estudados dentro de criptógamas é evidenciada, por

exemplo, no sistema de classificação, proposto por Woese, onde figuram em dois dos

domínios, eucariontes e eubactérias, ou no sistema de Whittaker, onde figuram em quatro

dos cinco reinos.

GLOSSÁRIO

Árvores filogenética: demonstração gráfica da afinidade filogenética (ancestralidade

comum) de diferentes organismos ou grupos de organismos.

Filogenia: história evolutiva das unidades taxonômicas.

REFERÊNCIAS

Leedale, G.F. 1974. How many are the kingdoms of organisms? Taxon 23: 261-270.

Margulis, L. & Schwartz, K.V. 2001. Cinco reinos: um guia ilustrado dos filos da vida na

Terra. 3a ed. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Raven, P.H.; Evert, R.F. & Eichhorn, S.E. 2007. Biologia Vegetal. 7a ed. Editora

Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Oliveira, E.C. 2003. Introdução à biologia vegetal. 2a ed. Edusp, São Paulo, SP, Brasil.

Whittaker, R. 1969. New concepts of kingdoms of organisms. Science 163: 150-160.

Woese, C.R. 1987. Bacterial evolution. Microbiological Reviews. pp. 221-271.

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A CÉLULA DE PROCARIONTES E EUCARIONTES FOTOSSINTETIZANTES

Dentre as várias divisões que são incluídas entre as criptógamas reconhecem-se

dois tipos básicos de organização celular: procariótica (Cyanobacteria = algas azuis) e

eucariótica (demais divisões). Na maioria das divisões aqui estudadas, esses dois tipos de

células possuem parede celular envolvendo o protoplasto (membrana plasmática +

citoplasma). Exceções como da Divisão Euglenophyta que não possui parede celular serão

estudadas no respectivo capítulo.

ORGANIZAÇÃO PROCARIÓTICA

De um ponto de vista estrutural, as células de procariontes caracterizam-se pela

ausência de membrana nuclear e de organelas envoltas por membranas no citoplasma. A

estrutura básica dessas células será tratada detalhadamente na Divisão Cyanobacteria.

ORGANIZAÇÃO EUCARIÓTICA

As células de eucariontes, caracterizam-se pela presença de membranas nucleares e

organelas envoltas por membranas no citoplasma. Destacam-se a seguir, os

componentes básicos de uma célula eucariótica vegetal (neste texto, por vegetal

designaremos em um sentido amplo aos organismos que fazem fotossíntese):

1) Parede celular: é um envoltório externo à membrana plasmática, característico

de células vegetais, permitindo assim a distinção entre célula vegetal e animal. É

permeável, dotada de uma certa elasticidade e desempenha um papel importante na

proteção e sustentação do protoplasto, além de apresentar resistência à tensão e

decomposição. Sua constituição é muito complexa e variada, podendo apresentar

polissacarídeos, como a celulose, hemicelulose, ágar, carragenana ou alginato. Pode

possuir também sílica ou carbonato de cálcio, proporcionando uma consistência rígida à

parede. Através de paredes celulares adjacentes podem ocorrer plasmodesmos que

permitem a conexão intercelular.

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17

2) Membrana plasmática: é um envoltório externo ao citoplasma, característico

de células eucarióticas e procarióticas, constituído por substâncias lipoprotéicas.

3) Flagelos: são estruturas alongadas, relacionadas à mobilidade celular e

constituídas por nove pares de microtúbulos distribuídos ao redor de um par de

microtúbulos centrais. Este conjunto está envolto pela membrana plasmática. Todos os

seres vivos, com exceção das divisões Cyanobacteria e Rhodophyta (= algas vermelhas),

possuem flagelo pelo menos em alguma fase de seu histórico de vida, como, por

exemplo, nos gametas. O número, a forma e a posição de inserção dos flagelos variam

nos diversos grupos vegetais.

4) Mitocôndrias: são as organelas responsáveis pela respiração celular; são

constituídas por uma dupla membrana, sendo a mais interna com invaginações

denominadas cristas. Estas podem ser achatadas ou tubulares. O primeiro tipo é

característico das divisões Rhodophyta, Cryptophyta, Euglenophyta e Chlorophyta.

Mitocôndrias com cristas tubulares são encontradas em Chrysophyta (= algas douradas),

Raphidophyta , Prymnesiophyta, Eustigmatophyta e Xanthophyta (= algas amarelo-

esverdeadas).

5) Ribossomos: são organelas envolvidas na síntese protéica e estão presentes em

todos os vegetais, podendo ser classificadas em dois tipos com base em seus coeficientes

de sedimentação em ultra-centrífuga (expresso em unidades de Svedberg - S):

a) “70S” - ribossomos menores presentes em bactérias e Cyanobacteria,

cloroplastos e mitocôndrias de células de eucariontes.

b) “80S” - ribossomos maiores presentes no citoplasma de células eucarióticas

(exceto nos cloroplastos e mitocôndrias).

6) Núcleo: o núcleo é constituído por uma dupla membrana (membrana nuclear) e

contem DNA em seu interior. Existem dois tipos básicos de núcleos em eucariontes

vegetais. Estes dois tipos diferem no processo de divisão nuclear.

O primeiro tipo é encontrado apenas em Pyrrophyta (= Dinophyta = dinoflagelados)

e Euglenophyta, sendo denominado de núcleo mesocariótico, o qual se caracteriza por

apresentar:

a) Cromossomos condensados durante todo o ciclo mitótico.

b) Nucléolos persistentes mesmo durante a prófase.

c) Nucléolos grandes.

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d) Cromossomos aderidos à membrana nuclear e não aos microtúbulos.

e) Membrana nuclear intacta durante todo o ciclo mitótico.

O segundo tipo de núcleo, denominado de núcleo eucariótico, é encontrado em

todos os demais grupos e se caracteriza por apresentar:

a) Cromossomos condensados na prófase e dispersos durante a telófase.

b) Nucléolos dispersos durante a prófase e condensados durante a telófase.

c) Nucléolos pequenos.

d) Cromossomos aderidos aos microtúbulos.

e) Membrana nuclear dispersa ou persistente durante a divisão nuclear.

7) Vacúolos: são organelas constituídas por dupla membrana e estão presentes

nas células eucarióticas vegetais. Os vacúolos estão relacionados principalmente à

reserva de óleos, taninos, açúcares, água, sais, ácidos graxos e proteínas. Nas células

jovens são pequenos e numerosos, enquanto que nas células adultas são maiores,

podendo formar um único vacúolo que pode ocupar 90% da célula.

8) Cloroplastos: nestas organelas ocorre a conversão da energia luminosa em

energia química (fotossíntese). Quando indiferenciadas, são pequenas e incolores, não

possuindo um sistema de lamelas. Neste caso, recebem o nome de proplastos.

Composição dos cloroplastos: 40-60% de proteínas, 25-35% de lipídios, 5-10% de

clorofilas, 1% de outros pigmentos e pequenas quantidades de DNA e RNA.

Os cloroplastos são organelas envoltas por membranas lipoprotéicas que possuem

no interior uma matriz granular. Essa matriz recebe o nome de estroma, sendo

basicamente constituída por uma solução concentrada de enzimas que atuam na fixação

do CO2. Embebidas nessa solução, encontram-se sistemas de lamelas (tilacóides) que se

dispõem paralelamente ao eixo principal do cloroplasto. Esses tilacóides estão dispostos

de forma característica em cada uma das divisões vegetais. Podem estar livres nos

cloropastos (ex. Rhodophyta) ou associados em bandas. Quando associados,

reconhecem-se dois tipos morfológicos:

a) Bandas de três tilacóides, com presença de uma banda periférica, paralela

ao envelope do cloroplasto. Exemplos: Phaeophyta (= algas pardas), Chrysophyta e

Euglenophyta.

b) Bandas de dois tilacóides. Exemplo: Cryptophyta.

c) Bandas de dois a seis tilacóides, sendo que um ou mais tilacóides de uma

banda podem se deslocar para outra banda. Exemplo: Chlorophyta.

Variações nesse último tipo de disposição podem ser encontradas em algumas algas

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verdes, briófitas e pteridófitas. Essas variações consistem em arranjos mais complexos

dos tilacóides, com formação de pilhas de lamelas achatadas, que recebem o nome de

granum (plural = grana).

Outra característica importante para a distinção de grupos taxonômicos baseados

na estrutura dos cloroplastos diz respeito ao invólucro. Todos os plastos são envoltos por

uma dupla membrana lipoprotéica. Além dessa dupla membrana, como ocorre em

Rhodophyta, Chlorophyta, briófitas, pteridófitas e plantas com sementes, pode existir um

invólucro externo de retículo endoplasmático, cuja membrana externa adjacente ao

citoplasma, possui ribossomos aderidos à superfície. Entre o invólucro do retículo

endoplasmático e o cloroplasto, existem ribossomos, túbulos e, em alguns casos,

produtos de reserva, sendo interpretados como de origem citoplasmática. Este invólucro

de retículo endoplasmático pode ser interpretado como remanescente de associações

endossimbióticas antigas (Lee, 1989). Este pode ser constituído por uma camada

(Euglenophyta e Pyrrhophyta) ou duas (Chrysophyta, Cryptophyta e Phaeophyta), sendo

que neste caso a mais externa pode incluir também o núcleo, especialmente se o número

de cloroplastos por célula for pequeno.

Pirenóides - são regiões protéicas diferenciadas que occorrem dentro do

cloroplasto e que converte os produtos da fotossíntese em produtos de reserva. Ocorrem

em todas as classes de algas, e dentro de uma mesma classe, a sua presença é

considerada um caráter primitivo.

PIGMENTOS RELACIONADOS À FOTOSSÍNTESE

Entre os vegetais reconhecem-se quimicamente três tipos de pigmentos

fotossintetizantes: clorofilas, carotenóides e ficobiliproteínas.

Todos os vegetais fotossintetizantes possuem clorofilas e carotenóides, porém

somente Cyanobacteria, Rhodophyta e Cryptophyta possuem também ficobiliproteínas.

Clorofilas

São os pigmentos responsáveis pela coloração verde da maioria dos vegetais. São

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pigmentos lipossolúveis, presentes nos tilacóides, constituídos por um anel tetrapirrólico

com um átomo de magnésio (Mg) no centro. As algas apresentam quatro tipos de

clorofilas: a, b, c (c1 e c2) e d. A clorofila a é o principal pigmento da fotossíntese, sendo

encontrada em todos os vegetais. As outras clorofilas, bem como os outros pigmentos,

funcionam como acessórios na fotossíntese, transferindo a energia luminosa absorvida

para a clorofila a. No entanto, as outras clorofilas têm uma distribuição restrita (Tabela

1).

Os espectros de absorção dessas diferentes clorofilas apresentam dois picos de

absorção, um na faixa do vermelho e outro na faixa do azul.

Carotenóides

São pigmentos liposolúveis de coloração amarela, laranja ou vermelha, presentes

nos tilacóides. São divididos em dois grupos: carotenos e xantofilas. Ocorrem vários tipos

de carotenos e xantofilas entre as algas. Dentre os carotenos, o mais amplamente

distribuído é o β-caroteno. Funcionam como pigmentos acessórios à fotossíntese e

ocorrem geralmente dentro dos cloroplastos.

Ficobiliproteínas

São pigmentos solúveis em água, de coloração azul ou vermelha, presentes nas

divisões Rhodophyta, Cyanobacteria e Cryptophyta. Geralmente mascaram a presença da

clorofila, proporcionando colorações azuladas ou avermelhadas às algas.

As ficobiliproteínas são constituídas por ficobilina (= cromóforo) ligada à apoproteína

(parte protéica da molécula). Estas ficobiliproteínas estão agrupadas na superfície dos

tilacóides formando os ficobilissomos (divisões Rhodophyta e Cyanobacteria) ou estão

localizados no interior dos tilacóides (Divisão Cryptophyta).

Existem quatro tipos de ficobiliproteínas: i) ficoeritrina, de coloração vermelha

(absorção máxima a 565 nm); ii) ficoeritrocianina, de coloração vermelha (absorção

máxima a 568 nm); iii) ficocianina, de coloração azul (absorção máxima entre 620-638

nm); e iv) aloficocianina, de coloração azul (absorção máxima a 650 nm).

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Tabela 1. Distribuição dos pigmentos e produto de reserva nas diferentes divisões de algas. (Sistema de classificação baseado em Lee, 1989).

DIVISÃO CLOROFILAS FICOBILINAS CAROTENÓIDES PRODUTO(S) DE RESERVA

Cyanobacteria = algas azuis

a c-ficocianina, c-ficoeritrina, aloficocianina,

ficoeritrocianina.

β-caroteno, zeaxantina.

Amido das cianobactérias

Prochlorofíceas (Cyanobacteria)

a, b β-caroteno, zeaxantina.

Amido

Euglenophyta a, b β-caroteno, λ-caroteno, diadinoxantina, diatoxantina, neoxantina, β-criptoxantina.

Grãos de paramilo

Pyrrhophyta = Dinophyta = dinoflagelados

a, c2 β-caroteno, peridinina, diadinoxantina, diatoxantina,

dinoxantina.

Amido e óleo

Cryptophyta a, c2 ficoeritrina, ficocianina.

α-caroteno, β-caroteno, aloxantina.

Amido

Raphidophyta a, c β-caroteno, luteína.

Chrysophyta = algas douradas

a, c1, c2 β-caroteno, fucoxantina, diatoxantina, diadinoxantina.

Crisolaminarina

Haptophyta = Prymnesiophyta

a, c1, c2 β-caroteno, fucoxantina, diatoxantina, diadinoxantina.

Bacillariophyta = diatomáceas

a, c1, c2 β-caroteno, α-caroteno, fucoxantina, diatoxantina, diadinoxantina, neoxantina.

Crisolaminarina

Xantophyta = algas amarelo- esverdeadas

a, c β-caroteno, diadinoxantina, diatoxantina, heteroxantina,

vaucheriaxantina éster.

Crisolaminarina

Eustigmatophyta a β-caroteno, violaxantina, diatoxantina heteroxantina,

vaucherixantina éster.

Phaeophyta = algas pardas

a, c1, c2 β-caroteno, fucoxantina, violaxantina, zeaxantina.

Laminaria e manitol

Rhodophyta = algas vermelhas

a b-ficocianina,

b-ficoeritrina, c-ficocianina,

c-aloficocianina, c-ficoeritrina, b-ficoeritrina, b-ficoeritrina.

β-caroteno, zeaxantina, antheraxantina, luteína.

Amido das florídeas

Chlorophyta = algas verdes

a, b β-caroteno, luteína, violaxantina, zeaxantina.

Amido

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ORIGEM DOS EUCARIONTES FOTOSSINTETIZANTES

Existem basicamente duas hipóteses para explicar a origem dos cloroplastos. Uma

delas, denominada Teoria Autógena, afirma que os plastos originaram-se

progressivamente a partir de invaginações da membrana plasmática. A outra, conhecida

como Teoria Endossimbiótica, explica a origem do cloroplasto a partir de um procarionte

fotossintetizante, que teria sido fagocitado por uma célula heterotrófica, que já possuía

núcleo e outras organelas, como a mitocôndria. O conhecimento atual aponta

preponderantemente para uma origem endossimbiótica dos cloroplastos. Os argumentos

no qual se baseia essa hipótese são:

1) A presença de DNA nos cloroplastos, sendo este semelhante aos de procariontes

pela ausência de proteínas básicas (histonas).

2) A presença de ribossomos 70S nos cloroplastos, semelhantes aos encontrados

em procariontes (bactérias, cianobactérias e proclorofíceas). Os ribossomos encontrados

no citoplasma de eucariontes, fora das mitocôndrias e dos cloroplastos, são 80S.

3) Cloroplasto constituído por uma membrana dupla, pelo menos. A mais interna

supostamente de origem procariótica e a mais externa de origem vacuolar (eucariótica).

4) a presença de clorofila a como principal pigmento fotossintetizante, tanto nos

cloroplastos, quanto nos procariontes.

5) a incapacidade de formação “de novo” dessas organelas em células em que

foram removidas.

6) a capacidade de síntese protéica, devido à presença de DNA e ribossomos,

resultando em sistemas genéticos semi-independentes.

7) semelhança no arranjo genético e na seqüência de diversos genes presentes nos

cloroplastos e em alguns procariontes.

Quanto à diferenciação dos pigmentos encontrados nos cloroplastos, existem duas

propostas. Uma delas é que eles já estariam diferenciados no organismo procarionte que

originou os cloroplastos endossimbioticamente. Segundo essa proposta, três formas

básicas de procariontes teriam dado origem aos diferentes cloroplastos encontrados nos

vegetais: um deles, apresentando clorofila a e ficobiliproteínas; o outro, apresentando

clorofilas a e b; e o terceiro, apresentando clorofilas a e c. A outra proposta é que a

diferenciação dos pigmentos tenha ocorrido após a origem dos primeiros indivíduos com

cloroplastos. Estudos biomoleculares recentes têm trazido evidências para a segunda

proposta, sugerindo uma origem monofilética para os cloroplastos (Bhattacharya &

Medlin, 1998). No entanto, o tema é ainda muito polêmico (Howe et al., 1992).

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A microscopia eletrônica levou ao reconhecimento de dois tipos básicos de

cloroplastos: os simples com duas membranas, encontrados em Chlorophyta, Rhodophyta

e Glaucocystophyta; e os complexos com três ou quatro membranas, encontrados nos

demais grupos de algas. Os plastídios simples teriam se originado a partir de um evento

primário de endossimbiose com uma cianobactéria, sendo que a membrana interna teria

origem procariótica e a externa teria origem no fagossomo. Os plastídios complexos

teriam se originado a partir de um evento de endossimbiose secundário, onde o

organismo engolfado seria um eucarionte fotossintetizante e, portanto, teria as duas

membranas do evento primário (já presentes no eucarionte fagocitado) mais a membrana

do eucarionte e mais o do fagossomo. Plastídios com apenas três membranas teriam

posteriormente perdido uma das quatro membranas iniciais.

Um exemplo clássico da origem do cloroplasto através de um evento de

endossimbiose secundária é o do gênero Cryptomonas, pertencente à Divisão

Cryptophyta, um pequeno grupo de algas unicelulares flageladas. Cryptomonas apresenta

um cloroplasto com quatro membranas, com um nucleomorfo derivado da redução do

núcleo do endossimbionte. Quando analisada filogeneticamente, verificou-se que o

nucleomorfo era relacionado às algas vermelhas (Douglas et al., 1991).

REFERÊNCIAS

Alberts, B.; Bray, D.; Lewis, J.; Raff, M; Roberts, K. & Watson, J.D. 1989. Molecular

biology of the cell. Garland Publishing, Inc. New York & London.

Bhattacharya, D. & Medlin, L. 1998. Algal phylogeny and the origin of land plants. Plant

Physiol. 116: 9-15.

Douglas, S; Murphy, C.A.; Spencer, D.F. & Gray, M.W. 1991. Cryptomond algae are

evolutionary chimaeras of two phylogenetically distinct unicellular eukaryotes. Nature

350: 148-151.

Howe, C.J.; Beanland, T.J.; Larkun, A.W.D. & Lockhart, P.J. 1992. Plastid origins. TREE

7(11): 378-383.

Knoll, A.H. 1992. The early evolution of Eucaryotes: a geological perspective. Science

256: 622-627.

Lee, R.E. 1989. Phycology. 2nd ed. Cambridge University Press, Cambridge.

Raven, P.H.; Evert, R.F. & Eichhorn, S.E. 2007. Biologia Vegetal. 7a ed. Editora

Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Introdução ao Estudo das Criptógamas

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24

Oliveira, M.C. & Menck, C.F.M. 2001. O mundo de RNA e a origem da complexidade da

vida. In: Matioli, S.R. (Ed.). Biologia molecular e evolução. Holos Editora, Ribeirão

Preto. pp. 15-26.

Szé, P. 1986. A biology of the algae. Wm C. Braun Publishers, Dubuque.

Van den Hoek, C.; Mann, D.G. & Jahns, H.M. 1995. Algae - an introduction to phycology.

Cambridge University Press, Cambridge.

REPRODUÇÃO E SEXUALIDADE NAS CRIPTÓGAMAS

A reprodução pode ser definida como uma extensão da matéria viva no tempo e no

espaço, assim sua importância fundamental é a auto-perpetuação. A formação de novas

unidades vivas permite a substituição ou adição em qualquer nível de organização.

Temos, assim, a reprodução a nível molecular, celular e do organismo. Associado ao

último, está o sexo e o histórico de vida, que também serão abordados neste capítulo.

1) REPRODUÇÃO MOLECULAR

A reprodução molecular pode ocorrer através da síntese e acúmulo ou duplicação de

substâncias (água, enzimas, DNA, RNA, etc.). Implica no aumento do tamanho da célula

e pode ser seguida pela reprodução (divisão) celular que, nos eucariotos, consiste de

duas etapas consecutivas, a divisão do núcleo (cariocinese) e do citoplasma (citocinese).

2) REPRODUÇÃO CELULAR (DIVISÃO CELULAR)

Nos eucariontes, distinguem-se, basicamente, dois tipos de divisão celular, a mitose

e a meiose. O termo mitose (do grego, mitos = filamento) está associado à espiralização

dos cromossomos durante a divisão celular, enquanto o termo meiose (do grego, meios =

menos), associado à redução do número de cromossomos.

A mitose é precedida pela duplicação dos cromossomos. Assim, a célula mãe duplica

seus cromossomos e após a cariocinese e a citocinese dá origem a duas células filhas

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geneticamente idênticas. A célula mãe pode ser diplóide (2n cromossomos) ou haplóide (n

cromossomos), sendo que as células filhas terão a mesma ploidia original. O resultado

final da mitose, portanto, é a formação de células filhas geneticamente idênticas. Nos

organismos unicelulares, após a mitose, as duas células separam-se, sendo que o

processo equivale à reprodução do organismo como um todo. Em outros casos, as células

filhas permanecem unidas, formando assim, colônias ou organismos multicelulares. Nos

organismos pluricelulares, a mitose adiciona células que levam ao crescimento dos

tecidos.

Nos organismos unicelulares, a mitose é classificada de acordo com os tipos de

células que origina:

2.1) Divisão binária

a) Simples. Divisão de uma célula em duas células filhas com tamanho

aproximadamente semelhante. Ocorre na maioria dos casos.

b) Brotamento. Divisão de uma célula, resultando em duas células de

tamanho muito distinto. Ocorre principalmente nas leveduras (fermentos).

2.2) Divisão múltipla. Divisão de uma célula, simultaneamente, em várias células

filhas. Geralmente, essas células separam-se, porém, quando isso não ocorre, há a

formação de colônia. Ocorre em alguns Protista.

A meiose é responsável pela redução do número de cromossomos. Nesse caso, uma

célula mãe diplóide sofre duas divisões sucessivas, originando quatro células filhas

haplóides. A formação de gametas, em última análise, é dependente desse processo.

3) REPRODUÇÃO DO ORGANISMO

A reprodução do organismo como um todo consiste na separação e desenvolvimento

de unidades reprodutivas derivadas do organismo parental. Distinguem-se três tipos: i)

vegetativa; ii) espórica; e iii) gamética.

3.1) Reprodução vegetativa. Nesse tipo de reprodução, todo o organismo ou

uma parte do mesmo torna-se uma unidade reprodutiva. Assim, nos organismos

unicelulares, a divisão celular é acompanhada pela separação das células filhas,

resultando na sua reprodução. Os processos de divisão celular binária e múltipla,

descritos anteriormente, incluem-se neste caso.

Nos organismos pluricelulares, uma porção multicelular separa-se constituindo uma

Introdução ao Estudo das Criptógamas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

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unidade reprodutiva. Essas unidades podem ser formadas de fragmentos pouco

diferenciados do restante do corpo (talo) das plantas, sendo o processo conhecido como

reprodução por fragmentação. Esse processo é muito próximo à reprodução regenerativa,

em que as unidades reprodutivas originam-se como resultado da injúria da planta mãe

por ação de agentes externos. Por exemplo, a maioria das plantas pode ser cortada em

muitos pedaços, cada qual podendo originar novas plantas inteiras. Esse potencial de

regeneração é largamente empregado pelo homem. Propágulos, por outro lado, são

unidades reprodutivas com morfologia definida e diferenciada do restante do talo.

A reprodução vegetativa envolve somente divisões celulares do tipo mitose e,

portanto, não ocorrem alterações na ploidia das células. Os organismos resultantes são

geneticamente idênticos aos parentais (clones). Desse modo, a reprodução vegetativa é

muitas vezes citada como reprodução assexuada, em oposição à reprodução sexuada.

Esses conceitos, entretanto, não têm muito significado porque a reprodução,

nominalmente, formação de unidades reprodutivas, é sempre “assexual”. Deve-se, assim,

distinguir os processos de reprodução e sexualidade, embora em muitos casos eles sejam

praticamente simultâneos. Parte do processo sexual, que envolve a fusão de duas células,

é até mesmo contrário à reprodução.

3.2) Reprodução espórica. Envolve células especializadas, esporos, que ao serem

liberadas, têm a capacidade de se desenvolver diretamente em um novo indivíduo. Os

esporos originam-se de estruturas especiais denominadas esporângios, os quais podem

ser unicelulares (monosporângios) ou multicelulares (ex. bisporângios, tetrasporângios ou

polisporângios). Os esporos derivados são denominados, respectivamente, monósporos,

bísporos, tetrásporos ou polísporos. Os esporos podem apresentar flagelos (zoósporos) ou

não (aplanósporos), podendo ser classificados ainda de muitas outras maneiras, de

acordo com sua morfologia, número de núcleos, de flagelos, etc. Em alguns casos podem,

inclusive, ser pluricelulares.

3.3) Reprodução gamética. Envolve células sexuais especializadas, os gametas,

que não se desenvolvem diretamente, mas precisam fundir-se a outras compatíveis para

originar um novo organismo. O processo de fusão é a fertilização e seu produto é o

zigoto. O zigoto pode sofrer divisões mitóticas resultando em um embrião e,

posteriormente, em um organismo adulto.

Os gametas podem apresentar mobilidade própria através de flagelos

(planogametas) ou não (aplanogametas). Podem ser morfologicamente idênticos ou

distintos em tamanho e forma. Quando se distinguem, pelo menos em suas dimensões,

os maiores são os gametas femininos e os menores os masculinos. Quando são

morfologicamente idênticos podem diferir em seu grau de mobilidade e compatibilidade,

Introdução ao Estudo das Criptógamas

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27

isto é, são sexualmente distintos, compatíveis somente com o sexo oposto. Neste caso,

são arbitrariamente classificados com os símbolos positivo (+) e negativo (-).

A reprodução gamética é classificada em dois tipos básicos quanto à morfologia dos

gametas envolvidos: isogamia e heterogamia.

- ISOGAMIA - quando os dois gametas são idênticos morfologicamente. Essa classe

envolve, geralmente, gametas móveis.

- HETEROGAMIA - quando os dois gametas são distintos morfologicamente. Existem

dois tipos de heterogamia:

a) Anisogamia - quando um dos gametas é maior que o outro, não

diferindo na forma e presença de flagelos.

b) Oogamia - quando os gametas diferem na forma, sendo um muito

pequeno (flagelado ou não) em relação ao outro, que é sempre imóvel. O gameta

feminino, maior e imóvel, é denominado oosfera, enquanto o masculino, menor, é

denominado anterozóide, se flagelado, ou espermácio, se não apresenta flagelo.

A isogamia, anisogamia e oogamia são, muitas vezes, interpretadas como uma série

evolutiva. Note que a oogamia é um caso extremo de anisogamia. É possível encontrar os

três tipos de reprodução em um mesmo gênero (ex. Chlamydomonas).

Os gametas originam-se a partir de estruturas denominadas gametângios, sendo os

mais especializados os oogônios (originam oosferas) e anterídios (originam anterozóides

ou espermácios). Nas briófitas (ex. musgos e hepáticas) e pteridófitas (= criptógamas

vasculares) a oosfera é protegida por células estéreis, e este conjunto recebe o nome de

arquegônio. Também nestes grupos, células estéreis envolvem os anterozóides.

COMPARAÇÃO ENTRE OS TRÊS TIPOS DE REPRODUÇÃO (VEGETATIVA, ESPÓRICA E GAMÉTICA)

Cada um dos três tipos de reprodução vistos anteriormente apresenta vantagens

adaptativas próprias.

A vantagem da reprodução vegetativa está ligada à sua grande velocidade de

propagação. Nos organismos unicelulares ocorre simplesmente pela divisão celular, que

pode ocorrer em pequenos intervalos (horas). Nos multicelulares a reprodução vegetativa

é mais lenta, mas requer relativamente pouca especialização de tecidos ou células. Assim,

a reprodução vegetativa é muito eficiente, persistindo como um método de propagação

praticamente universal entre as algas, outras plantas e fungos.

A reprodução por esporos representa um mecanismo eficiente de dispersão a longa

Introdução ao Estudo das Criptógamas

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distância. As plantas são caracteristicamente sésseis, portanto, sua dispersão é

dependente de unidades reprodutivas. Os esporos são produzidos em grande número,

sendo unidades independentes, isto é germinam diretamente, sem necessidade de

fertilização. Na água podem ter mobilidade através de flagelos e no ar podem apresentar

paredes celulares com envoltórios que protegem contra o dessecamento. Podem ser leves

e resistentes, sendo dispersos pelo vento, pela água de chuva ou por animais. Muitas

briófitas, pteridófitas e fungos apresentam adaptações morfo-fisiológicas responsáveis por

mecanismos higroscópicos dependentes da umidade relativa do ar que auxiliam na

disseminação dos esporos. Assim, a reprodução por esporos também é amplamente

distribuída nas algas, outras plantas e fungos.

A reprodução gamética também pode representar um mecanismo de dispersão, mas

menos eficiente que os anteriores. O encontro dos gametas masculinos e femininos

implica em mecanismos mais complexos, envolvendo o transporte de pelo menos um dos

gametas. A reprodução gamética sempre requer um meio aquático, pois os gametas não

possuem resistência ao dessecamento. As desvantagens desse tipo de reprodução,

entretanto, são pequenas se comparadas a uma vantagem vital oferecida pelos gametas:

o sexo.

4) SEXUALIDADE

Durante o histórico de vida de um organismo, o processo de sexualidade envolve,

necessariamente, três etapas: PLASMOGAMIA → CARIOGAMIA → MEIOSE

Plasmogamia é a fusão dos citoplasmas, enquanto que a cariogamia, a fusão dos

núcleos. Durante a meiose podem ocorrer recombinações gênicas. Assim, a função

primordial da sexualidade é introduzir mudanças genéticas nos organismos resultantes.

É importante notar que o processo sexual nem sempre está associado ao aumento

do número de indivíduos. É distinto da reprodução (multiplicação), mas muitas vezes os

dois processos ocorrem simultaneamente. Multiplicação é um processo conservativo,

enquanto o sexo introduz mudanças genéticas. Sexo é um processo de adaptação e não

de reprodução (= aumento do número de indivíduos).

5) HISTÓRICOS DE VIDA

Introdução ao Estudo das Criptógamas

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Ocorrem três tipos básicos de históricos de vida entre as criptógamas: haplobionte

haplonte, haplobionte diplonte e diplobionte.

5.1) HAPLOBIONTE HAPLONTE. Ocorre apenas uma fase de vida livre, haplóide.

O zigoto é a única fase diplóide do histórico, sendo a meiose zigótica.

5.2) HAPLOBIONTE DIPLONTE. Ocorre apenas uma fase de vida livre, diplóide. A

meiose ocorre na formação dos gametas.

5.3) DIPLOBIONTE. Ocorrem duas fases de vida livre, uma haplóide (gametófito)

e outra diplóide (esporófito). A meiose ocorre na formação dos esporos. Esse histórico

pode ser isomórfico (gametófito e esporófito semelhantes morfologicamente) ou

heteromórfico (gametófito e esporófito diferentes morfologicamente). Esse histórico pode

apresentar pequenas modificações em alguns grupos vegetais, como em Rhodophyta,

onde existem três fases, uma haplóide e duas diplóides, ou em Bryophyta, onde a fase

esporofítica é dependente da gametofítica.

Vários tipos de desvios podem ser observados nesses históricos básicos, podendo

ser causados pelos seguintes processos:

a) Partenogênese – as gametas germinam antes de serem fertilizados (fecundados),

originando gametófitos.

b) Aposporia – o esporófito pode dar origem a gametófito sem que haja meiose.

c) Apogamia – o gametófito pode dar origem a esporófito sem que haja fusão de

gametas.

REFERÊNCIAS

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Smith, G.M. 1971. Botânica cryptogâmica. Volume I. Algas e Fungos. Fundação Caluste

Gulbenkian, Lisboa.

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Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

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CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E

IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS

INTRODUÇÃO

O estudo dos fungos compreende uma vasta área de pesquisas, a Micologia é

relativamente recente (cerca de 250 anos), se comparada à Botânica e à Zoologia. Muitos

grupos de fungos são conhecidos somente há 30-40 anos. Poucas pessoas têm

consciência da importância dos fungos em nosso dia-a-dia. Basta lembrar que a Micologia

tem ramificações, aplicações e disciplinas na Medicina, Veterinária, Zootecnia, Agronomia,

Bioquímica, Genética, Citologia, etc. Cerca de 70.000 espécies foram descritas (Tabela 2),

contudo, estima-se que este número representa apenas cerca de 5% das espécies

existentes (de um total de 1,5 milhões de espécies). Esta afirmação demonstra o quanto

o grupo é pouco conhecido.

O QUE SÃO FUNGOS?

Os organismos tradicionalmente tratados como fungos são muito diversificados e,

em muitos casos, pouco relacionados filogeneticamente. Sua posição entre os seres vivos

tem sido polêmica e continuamente reinterpretada. Tradicionalmente, têm sido estudados

em disciplinas de Botânica, embora reconhecidamente distintos das plantas e dos

animais.

No sistema de cinco reinos, proposto por Whittaker (1969) para a classificação dos

seres vivos, o grupo adquiriu identidade própria: Reino Fungi (Gr. sphongos = esponja,

latim - fungus) ou Reino Myceteae (Gr. mykes, miketes = cogumelo) (Alexopoulos &

Mims, 1979). Essa classificação, entretanto, não resolveu muitas dúvidas quanto à

posição de alguns grupos que foram mantidos arbitrariamente entre os fungos.

Estudos ultraestruturais e moleculares recentes levaram a uma verdadeira revolução

na interpretação do que são fungos (Figura 1 e Tabela 2). Verifica-se no diagrama que

grupos importantes de fungos (ex. cogumelos, bolores, leveduras, ferrugens, carvões,

etc.) mostraram-se muito mais próximo dos animais do que das plantas, o que é bastante

lógico, considerando-se que são heterotróficos e apresentam quitina como componente de

sua parede celular. Grupos tradicionalmente problemáticos (Classe

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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Plasmodiophoromycetes e particularmente a Classe Myxomycetes) mostraram-se

bem separados dos anteriores. Mais surpreendente é que a Classe Oomycetes mostrou-

se muito mais próxima de alguns grupos de algas. Essas informações reforçaram

interpretações anteriores, baseadas em critérios bioquímicos (composição da parede, vias

de síntese de aminoácidos e enzimas).

Para acomodar essas novas informações, os organismos tradicionalmente

considerados como fungos foram separados em três reinos, conforme classificação

apresentada na Tabela 2. Ficaram no Reino Fungi apenas as classes Chytridiomycetes,

Zygomycetes, Ascomycetes e Basidiomycetes. Foi extinta uma classe de fungos que

era conhecida apenas através da reprodução assexuada (Classe Deuteromycetes =

fungos imperfeitos ou fungos mitospóricos). Os dados moleculares confirmaram a crença

antiga de que esses fungos pertencem às classes Ascomycetes e Basidiomycetes e

que perderam definitivamente a reprodução sexuada ou esta é rara. Atualmente, estes

grupos são referidos como “fungos mitospóricos”.

Hoje, quando falamos em fungos, é necessário distinguir os fungos das

classificações tradicionais (fungos sensu lato, isto é, em sentido amplo) da classificação

atual (fungos sensu strito, isto é, sentido estrito, ou, em outras palavras, fungos

verdadeiros).

A

B

Animais

Fungos * (cogumelos, bolores, leveduras, orelha de pau, ferrugens, carvões, etc.)

Plantas verdes (algas verdes e plantas terrestres)

Algas criptófitas

Plasmodiophoromycetes *

Algas vermelhas

Dinoflagelados, ciliados, etc. (alveolados)

Algas pardas, diatomáceas, crisófitas, oomycetes *, etc. (cromistas)

Myxomycetes *

Euglenozoa

Figura 1. Filogenia molecular simplificada dos eucariontes mitocondriais. Grupo: A - cristas mitocondriais achatadas (animais, plantas, fungos, etc.); Grupo B - cristas mitocondriais tubulares (algas pardas, diatomáceas, oomicetes, etc). * = grupos tradicionalmente considerados como fungos (modificado de Sogin & Patterson, 2000) (http://tolweb.org/tree/phylogeny.html). Tabela 2. Classificação recente dos organismos tradicionalmente tratados como fungos, número estimado de espécies e classes (modificado de Hawksworth et al., 1995).

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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Reino Filo Número de espécies

Classes apresentadas no texto

Protista Acrasiomycota

Dictyosteliomycota

Myxomycota

Plasmodiophoromycota

12

46

719

45

TOTAL 812

1) Classe Myxomycetes

Chromista

(= Stramenopila)

Hyphochytriomycota

Labyrinthulomycota

Oomycota

24

42

694

760

2) Classe Oomycetes

Fungi Chytridiomycota

Zygomycota

Ascomycota

Basidiomycota

fungos mitospóricos

793

1.056

32.267

22.244

14.104

TOTAL 70.464

3) Classe Zygomycetes

4) Classe Ascomycetes

5) Classe Basydiomycetes

Número total de espécies descritas 72.036

Neste texto serão apresentadas as cinco classes enumeradas na Tabela 2, embora

as duas primeiras não sejam mais consideradas fungos. A ênfase será dada para as

classes e gêneros porque estas categorias taxonômicas permitem agrupar melhor as

informações morfológicas, biológicas e evolutivas. Além disso, as classes são mais

estáveis nos diferentes sistemas de classificação adotados na literatura. Isso minimiza as

dificuldades do estudo em livros com diferentes sistemas de classificação.

A filogenia baseada em dados moleculares para o Reino Fungi (fungos verdadeiros)

está apresentada na Figura 2. O grupo é considerado monofilético, apresentando algumas

características comuns com os animais (ex. presença de quitina e glicogênio como

substância de reserva).

Os Chytridiomycetes distinguem-se dos demais por serem os únicos a

apresentarem um caráter considerado primitivo (um único flagelo liso, inserido

posteriormente). Este grupo é tipicamente aquático, muitos são parasitas de algas e

podem causar impacto na dinâmica do fitoplâncton. Entretanto, muitas espécies deste

grupo ocorrem no ambiente terrestre, como patógenos de plantas, mas sendo flagelados,

dependem da água existente nas plantas.

Os Zygomycetes, tradicionalmente separados das demais classes por

apresentarem comumente micélio cenocítico, não são monofiléticos de acordo com dados

moleculares. Alguns grupos incluídos nesta classe parecem representar linhas basais dos

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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Ascomycetes e Basidiomycetes. Essa interpretação confirma especulações anteriores

baseadas nas semelhanças no processo de fertilização dos Zygomycetes (conjugação de

gametângios) com representantes primitivos dos Ascomycetes. Os dados moleculares

também confirmam as especulações anteriores sobre o parentesco entre os

Ascomycetes e Basidiomycetes, baseadas nas semelhanças de diversos aspectos do

histórico de vida que serão estudados adiante.

O processo de fertilização de representantes da classe Ascomycetes também

apresenta semelhanças com o das algas vermelhas (Divisão Rhodophyta). O gametângio

feminino (ascogônio) assemelha-se ao carpogônio daquelas. Alem disso, as hifas

ascógenas e os ascocarpos apresentam analogias com os ramos dos gonimoblastos, e

cistocarpos dessas algas, tendo a mesma função de ampliar o resultado de uma única

fertilização, produzindo, respectivamente, muitos ascósporos e carpósporos. Essas

semelhanças, entretanto, hoje são interpretadas como convergência, sem significado

filogenético.

Chytridiomycetes

Zygomycetes (bolores das frutas, do pão, etc. –Rhizopus, Mucor, Pilobolus, etc.)

Basidiomycetes (cogumelos, orelha de pau, ferrugens, carvões, etc.)

Ascomycetes (leveduras – Saccharomyces, bolores – Penicillium, etc.)

Figura 2. Filogenia molecular atual do Reino Fungi (http://tolweb.org/tree/phylogeny.html).

ORIGEM

Os fungos verdadeiros sofreram um processo de irradiação à cerca de 1 bilhão de

anos, como um grupo independente dos animais. As evidências fósseis são relativamente

pobres se comparadas a outros grupos, e indicam sua presença no Proterozóico (900 -

570 milhões de anos). Sua diversidade aumentou durante a Era Paleozóica, com a

presença de todas as classes modernas na Época Pensilvânia (320 - 286 milhões de

anos). A maioria dos grupos parece ter origem terrestre, mas todos os grupos invadiram

águas continentais e marinhas. Exceção é a Classe Chytridiomycetes que

provavelmente teve origem aquática.

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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DOS FUNGOS VERDADEIROS

- Eucarióticos, não vasculares.

- Nutrição por absorção (aclorofilados e heterotróficos).

- Não formam tecidos verdadeiros.

- Parede celular contendo quitina.

- Reserva na forma de glicogênio.

- Reprodução através de esporos meióticos (sexual) e mitóticos (assexual).

NUTRIÇÃO

Os fungos são heterotróficos, necessitando de fontes de carbono fixadas por outros

organismos vivos ou mortos, vegetais, animais ou mesmo de outros fungos. Possuem

pigmentos responsáveis pelas cores variadas que apresentam, mas nenhum capaz de

absorver energia para síntese de carboidratos a partir do CO2. Possuem em comum com

os animais a habilidade de transportar enzimas que quebram biopolímeros que são

absorvidos para nutrição. Diferentemente dos animais e da Classe Myxomycetes não

possuem cavidades digestivas, crescendo no interior da sua própria fonte de alimento,

onde liberam enzimas digestivas. À medida que os nutrientes tornam-se limitantes,

expandem-se em direção a novas fontes e finalmente produzem esporos resistentes para

a sua dispersão.

Os fungos são ditos sapróbios, quando dependem de matéria orgânica morta, e

biotróficos, quando dependem de matéria orgânica viva. Neste caso, formam

associações simbiônticas (parasitismo, comensalismo e mutualismo). Existe um

terceiro grupo, ainda, que pode ser considerado, predador.

Exemplos de fungos sapróbios são os decompositores primários da matéria orgânica

morta, vivendo em substratos como solo, troncos, folhedo, animais mortos e exudados de

animais. Os biotróficos vivem em associações simbiônticas com organismos vivos como

procariontes, algas, plantas terrestres e animais, especialmente artrópodes.

Note que termo o simbiose (vivendo juntos) foi criado por De Bary em 1887, tendo

sido definido pelo autor como “organismos vivendo em estreito contato com outros de

espécies diferentes, obtendo destes nutrientes, ou qualquer outro benefício”. Esta

definição ainda é aceita atualmente, com algumas modificações. Distinguem-se três tipos

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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principais de simbiose:

Tipo de simbiose Efeito sobre as espécies Natureza da interação

1 2

Parasitismo

Comensalismo

+

+

-

0

1 = parasita

1 = comensal

2 = hospedeiro

2 = hospedeiro

Mutualismo + + convivência

Vale destacar, entretanto, que esses três tipos de simbioses representam um

gradiente de interações que nem sempre podem ser distinguidas, onde o parasitismo e o

mutualismo são seus extremos. Exemplos de parasitismo são numerosos entre as plantas

e animais, incluindo o homem e serão mencionados a seguir, quando tratarmos da

importância dos fungos.

Um bom exemplo de simbiose mutualística de fungos com algas são os liquens,

enquanto que com raízes de plantas terrestres formam as micorrizas. Os liquens são

pouco freqüentes em regiões poluídas, mas formam a “vegetação” dominante em regiões

de altas latitudes. Estima-se que 80% das plantas formam associações do tipo micorriza,

o que é suficiente para demonstrar sua importância na natureza e para o homem. Como

exemplo, podem-se citar as orquídeas, que invariavelmente apresentam fungos

associados. Gametófitos de certas pteridófitas (= criptógamas vasculares), como

Psilotum, Selaginella e Lycopodium são aclorofilados e também apresentam associações

com fungos. Descobertas recentes são as associações com caules e folhas, onde os

fungos ocorrem internamente aos tecidos (endófitas), protegem as plantas contra a

herbivoria e podem influenciar a floração entre outras características da reprodução.

Outro exemplo curioso de associação mutualística são os formigueiros conhecidos

popularmente como sauveiros. As formigas saúva não se alimentam das folhas que

coletam pois são incapazes de digerir a celulose. As folhas são usadas para alimentar os

fungos cultivados no interior dos sauveiros que são ingeridos pelas formigas.

Em alguns ambientes pobres em nitrogênio, vários grupos diferentes de fungos

possuem adaptações como laços ou estruturas adesivas que capturam e digerem

nematódeos e outros pequenos animais. Esses grupos, portanto, não são saprobiontes

nem biotróficos, podendo ser considerados predadores.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO

Além de uma fonte de matéria orgânica, os fungos, dependem, evidentemente, de

água no estado líquido para seu crescimento, o que é essencial para todo processo vital.

A maioria também depende do oxigênio para a respiração, sendo, portanto, aeróbios.

Muitos, entretanto, são anaeróbios facultativos, isto é, respiram na presença de oxigênio

e fermentam na sua ausência.

Dentre outros fatores ambientais, as temperaturas entre 20 e 30°C são ideais para

o crescimento dos fungos, mas muitos crescem, ou pelo menos sobrevivem, em

temperaturas extremas como a temperatura do nitrogênio líquido (sobrevivência a 195°C

negativos). O pH próximo a 6, isto é, ligeiramente ácido, é ideal para a grande maioria

dos fungos, diferindo das bactérias que crescem melhor em pH alcalino. A luz tem um

papel importante na diferenciação e morfogênese das estruturas reprodutivas de muitas

espécies.

Os fungos ocorrem nos mais variados ambientes, tanto aquáticos, marinhos e de

águas continentais, quanto terrestres. Esporos resistentes são muito comuns no ar,

dispersando-se facilmente através deste meio. Uma placa de Petri contendo meio de

cultura esterilizado torna-se contaminada por fungos com facilidade, se mantida aberta

durante alguns segundos, o que comprova a ocorrência e abundância de esporos no ar.

A diversidade da maioria dos grupos de fungos tende a aumentar nas regiões

tropicais, mas estudos detalhados ainda estão em fase inicial.

MORFOLOGIA

Os fungos podem ser unicelulares, mas também podem formar pequenas colônias

ou indivíduos pluricelulares. Mais comumente, são caracterizados por corpos (talo) não

móveis, geralmente construídos de filamentos alongados microscópicos (hifas). O

conjunto de filamentos que compõe o talo dos fungos é chamado de micélio. O micélio é

um sistema de filamentos geralmente muito ramificados, constituindo às vezes, corpos

macroscópicos morfologicamente complexos (ex. cogumelo).

Ao microscópio óptico as hifas são muito simples, notando-se seu contorno,

representado pela parede celular, e seu citoplasma, cujo conteúdo não pode ser

identificado nas preparações rápidas. Podem ser cenocíticas ou septadas (celulares).

As hifas septadas podem apresentar, ao microscópio eletrônico, septo completo,

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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com poro simples ou poro dolíporo (com espessamento).

O micélio pode ser classificado em dois tipos de acordo com o arranjo das hifas:

prosênquima e pseudoparênquima. O micélio do tipo prosênquima caracteriza-se por

sua aparência distintamente filamentosa, enquanto no pseudoparênquima a estrutura

filamentosa não pode ser reconhecida, isto é, lembra um parênquima.

PAREDE CELULAR

A parede celular é muito complexa quimicamente, destacando-se a quitina como

componente importante. As leveduras (Classe Ascomycetes) produzem quantidades

reduzidas de quitina na parede celular. Outras poucas espécies desta classe possuem

celulose na parede celular, enquanto a Classe Myxomycetes e certas espécies de

Chytridiomycetes não apresentam parede celular. Vale lembrar que a celulose é um

componente da parede celular característico das plantas, enquanto a quitina é um

componente do exoesqueleto de artrópodes, mas também ocorre na parede celular de

algumas algas verdes, como por exemplo em Oedogonium.

RESERVA

O glicogênio é a principal substância de reserva dos fungos e dos animais. O

glicogênio, bem como o amido, são polissacarídeos constituídos por uma cadeia de

monômeros de glicose. Duas frações compõem o amido, a amilose, formada por uma

cadeia linear, pouco ramificada e a amilopectina, muito ramificada. O glicogênio

assemelha-se a esta última fração do amido, sendo ainda mais ramificado.

REPRODUÇÃO

Distingue-se aqui, como nas algas, e em muitos outros organismos, a reprodução

assexual (envolve apenas mitoses) da sexual (resultante da plasmogamia, cariogamia e

meiose). A reprodução assexual é mais importante para multiplicação e dispersão,

enquanto a reprodução sexual tem como principal função à produção de variabilidade

genética da progênie. Por meio da reprodução assexuada várias gerações são produzidas

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41

no intervalo de um ano, enquanto a reprodução sexuada ocorre, comumente, em uma

única época do ano porque exige condições ambientais específicas.

Reprodução assexuada. Pode ser classificada em dois tipos: i) reprodução vegetativa

(sem formação de células especializadas) e ii) reprodução espórica (com formação de

células especializadas – esporos).

São exemplos da reprodução vegetativa: i) a gemação ou brotamento; ii) a fissão

(= divisão transversal), seguida pela separação das células filhas e iii) a fragmentação

das hifas.

Na reprodução espórica os esporos formados na reprodução assexual são

conhecidos como mitósporos (derivados da mitose), sendo muito variáveis, móveis por

meio de um ou dois flagelos (zoósporos) ou imóveis (aplanósporos). Os fungos com

zoósporos dominam no ambiente aquático ou são parasitas de plantas, enquanto aqueles

com aplanósporos dominam no ambiente terrestre.

Os aplanósporos são produzidos no interior de esporângios, sendo denominados

endósporos, ou externamente, na extremidade de esporangióforos (exósporos, como

exemplo os conídios). Podem ser uni ou pluricelulares, uni ou plurinucleados. Uma

mesma espécie pode apresentar até quatro tipos de esporos morfologicamente distintos

como é o caso de certas espécies de ferrugem (gênero Puccinia).

Na reprodução assexuada, os esporos são produzidos em grande número, são

resistentes a condições ambientais extremas e facilmente dispersos pelo ar.

Exemplificando, esporos de fungos conhecidos como “ferrugem do trigo”, gênero Puccinia,

podem ser encontrados na atmosfera até 10 Km de altitude, tendo sido referida sua

dispersão, através do ar, a partir do México até o Canadá. Os esporos dos fungos podem

ser ativa ou passivamente liberados e dispersos por diversos meios eficientes. O ar que

respiramos “está cheio” de esporos de espécies que são dispersos por este meio. Espécies

patógenas das culturas de plantas são especialmente adaptadas a este meio de

dispersão. Outras são dispersas pela água dos rios ou da chuva, enquanto outras pela

superfície de insetos e outros animais. Além da dispersão, os esporos usualmente são

resistentes às condições ambientais adversas permitindo a sobrevivência nestes períodos.

Reprodução sexuada (também conhecida como gamética). Envolve, como nas

algas, a isogamia e heterogamia (anisogamia e oogamia), como visto anteriormente

no capítulo sobre reprodução nas criptógamas. Ao final do processo sempre há formação

de esporos do tipo meiósporos (derivados da meiose).

Gametângios femininos e masculinos podem ocorrer em indivíduos distintos (sexos

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separados) ou em um único indivíduo. Quando os dois sexos estão presentes em um

mesmo indivíduo pode ocorrer que os gametas femininos e masculinos, derivados do

mesmo talo, sejam compatíveis ou não. Em outras situações, não se distinguem os

indivíduos masculinos dos femininos, porque ambos são morfologicamente idênticos,

apresentando gametângios e gametas semelhantes. Diferem apenas pelo comportamento

sexual, isto é, são compatíveis entre si, mas auto-incompatíveis. Nesse caso, atribuem-

se, arbitrariamente, os símbolos (+) e (-) para os indivíduos sexualmente compatíveis.

Fala-se, comumente, em “linhagens” (+) e (-). Diz-se heterotalia, (espécies

heterotálicas) quando os indivíduos são de sexos separados ou quando apresentam

ambos os sexos, mas que são auto-incompatíveis e homotalia (espécies homotálicas)

quando apresentam ambos os sexos e são autocompatíveis.

O processo de encontro dos gametas (fecundação ou fertilização) é morfológica e

fisiologicamente complexo e diverso. Hormônios envolvidos nesse processo têm sido

caracterizados em todos os grupos de fungos. Morfologicamente, distinguem-se: i)

conjugação de planogametas, isto é, gametas móveis, de modo semelhante ao que

ocorre em muitas algas; ii) espermatização, onde o gameta feminino permanece fixo ao

talo, enquanto o masculino (aplanósporo) desprende-se do micélio, aderindo-se ao

feminino, de modo semelhante ao que ocorre nas algas vermelhas. Nos três casos

seguintes, não são produzidos gametas diferenciados. Hifas diferenciadas, ou não, entram

em contato após que ocorre sua fusão ou migração dos núcleos gaméticos masculinos.

Esses processos provavelmente representam estratégias reprodutivas no ambiente

terrestre; iii) somatogamia, hifas somáticas pouco ou não diferenciadas entram em

contato; iv) contato de gametângios, gametângios diferenciados justapõem-se; v)

conjugação de gametângios, gametângios diferenciados fundem-se.

IMPORTÂNCIA

Os fungos são de importância vital para a sobrevivência dos ecossistemas e do

homem.

Ecologia (decompositores, micorrizas). São fundamentais para o funcionamento dos

ecossistemas, sendo os decompositores primários da matéria orgânica e responsáveis

pela reciclagem de nutrientes. Os fungos e as bactérias vêm decompondo a matéria

orgânica animal e vegetal há cerca de 2 bilhões de anos, liberando, assim, o nitrogênio,

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fósforo, potássio, enxofre, ferro, cálcio, magnésio, zinco, etc. Sem a decomposição da

matéria orgânica esses elementos ficariam retidos, indisponíveis para as plantas

fotossintetizantes. Liberam, ainda, o CO2 para a atmosfera que pode ser usado

novamente na fotossíntese.

Como decompositores, entretanto, podem representar prejuízos para o homem,

sendo a causa do apodrecimento de alimentos, da madeira, etc. O congelamento dos

alimentos faz-se necessário justamente para retardar o processo de decomposição, assim

como tratamentos específicos são necessários para a madeira e outros materiais.

Outros são de extrema importância na natureza por formarem associações

mutualísticas do tipo micorriza (com raízes). Basta lembrar que 80% das plantas formam

associações desse tipo. Provavelmente, muitas árvores não podem sobreviver sem estas

associações.

Agricultura (micorriza, pragas). O cultivo e a produção de árvores como o pinheiro, e

de plantas agrícolas como o morango, têm sido beneficiados pelas associações do tipo

micorrizas. Conhecendo essa importância, o homem tem selecionado linhagens de fungos

mais favoráveis.

Outros também apresentam enorme interesse agrícola não pelos seus benefícios,

mas ao contrário pelos enormes prejuízos causados pelas pragas das plantas cultivadas.

Os fungos são os mais importantes patógenos (ecto e endoparasitas) das plantas,

citando-se como exemplo, as ferrugens do café, da cana de açúcar, do milho, do trigo,

pragas da batata e muitas hortaliças, os carvões, etc. Considerável soma de recursos são

despendidos com o uso dos fungicidas, o que, entretanto, não representa solução

definitiva do problema.

Pecuária e saúde pública (parasitas, toxinas, etc.). Ocorrem também como

parasitas dos animais, citando-se como exemplos as infecções internas aos tecidos,

algumas das quais podem ser mortais para o homem: Pneumocystis (tipo de pneumonia),

Coccidioides (coccidioidomicose pulmonar), Ajellomyces (blastomicose e histoplasmose) e

Cryptococcus (criptococose). Outros produzem micoses superficiais: Epidermophyton,

Microsporum (dermatoses), Candida albicans (candidioses) e Aspergillus fumigatus

(aspergiloses). Além do parasitismo, a simples presença de esporos no ar pode ser a

causa de alergias no homem e animais.

Alguns bolores produzem metabólitos secundários como toxinas (aflatoxinas), que

podem chegar a contaminar cereais mal estocados. Por sua vez, estes podem transmitir

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essas toxinas para aves e mamíferos domésticos via consumo de rações ou contaminar

diretamente ao homem. As aflatoxinas podem ser potentes toxinas e carcinogênicas,

causar distúrbios digestivos no homem ou levar à morte animais domésticos. Outros

produzem alcalóides, tóxicos ou alucinógenos.

Alimentação do homem (alimentação direta, processos industriais, etc.).

Saccharomyces cerevisiae (levedura, fermento) tem sido considerada a espécie

domesticada mais importante para o homem. A espécie esta envolvida nos processos

fermentativos responsáveis pela fabricação e produção do álcool etílico, cerveja, vinho, no

processamento e aromatização do pão, etc. Outros fungos estão envolvidos na produção

industrial da glicerina, vitaminas, ácidos orgânicos (ácido cítrico que também ocorre nas

frutas cítricas, ácido giberélico, hormônios vegetais, entre outros), enzimas (amilases,

celulases) e antibióticos (penicilina, griseofulvina). A fabricação e aromatização de certos

tipos de queijos (tipo Camembert, Roquefort e Gorgonzola) são mediados por Penicillium

roqueforttii (para a fase imperfeita do gênero).

Muitos fungos podem ser consumidos diretamente como alimento, apresentando

grande interesse por serem muito nutritivos. No Brasil, ainda são consumidos em

pequena escala, ao contrário do que ocorre na Europa e no Japão.

Medicina, ciências. Os fungos são de grande importância para o homem na produção de

antibióticos (Penicillium - penicilina). É bom lembrar que os antibióticos tiveram, e ainda

têm, grande importância para a sobrevivência da humanidade, mas seu uso

indiscriminado levou à origem de linhagens resistentes de bactérias.

Algumas espécies como Saccharomyces cerevisiae, Neurospora crassa e Ustilago

maydis, etc. têm sido estudadas como organismos modelo em áreas da ciência como a

genética, fisiologia, bioquímica e biologia molecular.

1) CLASSE MYXOMYCETES (Gr. myxo = secreção viscosa + myketes = fungo)

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Características básicas

- Parede celular ausente.

- Plasmódio, estrutura vegetativa com movimentos amebóides e fagocitose.

- Reprodução por esporos.

A classe não pertence aos fungos verdadeiros, sendo filogeneticamente mais

relacionada a diferentes protistas amebóides cuja linhagem tem sido denominada de

Amoebozoa, tendo sido incluída em nosso estudo por seu interesse histórico e por ser

estudada por micólogos. Produzem esporos, característica comum aos fungos, algas e

outras plantas, mas apresentam um caráter amebóide dos plasmódios e mixamebas,

desprovidos de parede celular e seu modo de nutrição é através do englobamento de

partículas sólidas (fagocitose). Grupo relativamente homogêneo de organismos com cerca

de 700 espécies. Cresce em locais sombreados e úmidos, principalmente sobre madeira e

folhas em decomposição no interior de matas.

O plasmódio, a parte vegetativa do fungo, constitui-se de uma massa

citoplasmática, multinucleada e envolta por membrana plasmática, mas sem parede

celular. Sua aparência é gelatinosa, irregular, com até 10 cm de diâmetro, deslocando-se

sobre o substrato através de movimentos amebóides e, portanto, não possui forma ou

tamanho definidos. Os movimentos amebóides são devidos a proteínas contrácteis.

Observado à lupa, por transparência, verifica-se intenso movimento interno ao plasmódio,

caracterizado por “correntes citoplasmáticas”. Deslocando-se pelo substrato, o plasmódio

fagocita partículas orgânicas sólidas, bactérias e esporos que são digeridos em vacúolos

digestivos. Possuem pigmentos que dão cores variadas como o amarelo, enegrecido, etc.,

mas sua coloração é dependente do pH e tipo de alimento ingerido.

Esporângios diferenciam-se quando o ambiente torna-se progressivamente mais

seco. São morfologicamente complexos e por isso denominados corpos de frutificação.

Quando maduros, atingem alguns milímetros de comprimento e têm aparência

dessecada, rompendo-se para liberação dos esporos que se dispersam através do ar.

O histórico de vida é haplobionte diplonte. Os esporos são resistentes ao

dessecamento e germinam quando as condições são favoráveis. Na germinação são

liberadas células flageladas ou células amebóides, dependendo da umidade ambiental.

Essas células podem se interconverter e, finalmente, se comportam como gametas. Após

a formação do zigoto, 2n, divisões mitóticas sucessivas diferenciam novamente o

plasmódio. A meiose ocorre na formação dos esporos.

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46

Exemplos: Lycogala, Hemitrichia, Arcyria, Stemonitis, Physarum, etc.

Coleta: São saprófitas, crescendo sobre madeira em decomposição, folhas mortas,

esterco, entre outros substratos orgânicos. Podem ser coletados principalmente junto ao

solo das matas. O plasmódio, geralmente macroscópico, ocorre comumente após uma

chuva, podendo permanecer por tempo mais prolongado em locais úmidos (sob a casca,

em fendas ou embaixo de troncos), enquanto os corpos de frutificação, minúsculos

(alguns milímetros de comprimento), em locais mais secos.

Estudo: Estude macroscópica e microscopicamente as estruturas vegetativas (plasmódio)

e reprodutivas (corpos de frutificação) de alguns desses gêneros, procurando situá-las no

histórico de vida do grupo. O plasmódio deve ser observado em estado vivo, enquanto os

corpos de frutificação podem ser preservados secos. Nos corpos de frutificação, podem

ser observados: o esporângio, o perídio (= envoltório) , o capilício, os esporos e a

columela.

2) CLASSE OOMYCETES

(Gr. oo = ovo + myketes = fungo)

Características básicas

- Micélio unicelular ou cenocítico.

- Septos, quando presentes (separando as estruturas de reprodução: esporângios e

gametângios), é completo (sem poros).

- Parede celular contém celulose e beta glucano. Ausência de quitina.

- Reprodução espórica através de zoósporos (endósporos) biflagelados, sendo um

dos flagelos liso e outro provido de fibrilas (heteroconta).

- Reprodução gamética por contato de gametângios (anterídios e oogônios).

- Histórico de vida haplobionte diplonte.

O nome da classe deve-se à formação de oosferas no interior de oogônios.

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Apresentam flagelos, sendo dependentes da água do meio (aquáticos). A meiose é

gamética (ocorre na formação dos gametas), resultando em micélio vegetativo diplóide.

A classe não é mais considerada como pertencente aos fungos, tendo sido

deslocada para o novo Reino Chromista, juntamente com as algas pardas, diátomáceas e

crisófitas. No passado, os Oomycetes foram considerados relacionados aos

Chytridiomycetes e Plasmodiophoromycetes pela presença de flagelos e com os

Zygomycetes por apresentarem micélios cenocíticos. Todos eram agrupados em uma

única classe, Phycomycetes (phyco = algas + mykes = fungos semelhantes a algas),

que incluía os fungos unicelulares ou cenocíticos considerados mais primitivos.

A classe, com muitas espécies, pode ser ilustrada pelo gênero Saprolegnia, entre

outros gêneros relacionados.

Exemplos: Saprolegnia, Achlya ou Dictyuchus.

Coleta: O grupo é conhecido como bolor aquático, porque forma um halo esbranquiçado

em torno de insetos e outros animais, em sementes em decomposição na água

(saprobionte) ou são parasitas superficiais de peixes e anfíbios. Podem ser obtidos com

iscas, isto é sementes (melancia, abóbora, etc.) ou insetos (abelhas, vespas ou moscas

recém mortas, sem esmagamento) colocados em frascos contendo água de lagos ou de

poças de chuva. Os insetos devem ser colocados, cuidadosamente, flutuando sobre a

superfície da água. Devem-se manter os frascos no escuro para evitar o desenvolvimento

de algas. Geralmente, esses fungos aparecem entre 8 a 15 dias após o início do

experimento, formando um halo esbranquiçado com até 0,5 cm de diâmetro. As melhores

observações são em material vivo, mas após encontrarem-se bem desenvolvidos, devem

ser preservados em álcool 70% para evitar sua decomposição.

Estudo: Retire com uma pinça uma pequena porção do halo esbranquiçado que envolve a

semente ou o inseto. Coloque sobre uma lâmina contendo uma gota de água. Observe ao

esteromicroscópio, dissocie com dois estiletes e cubra com a lamínula. Observe ao

microscópio.

a) Como são as hifas? Onde ocorrem septos?

b) Procure observar as estruturas de reprodução, esporângios e gametângios, tente

compará-las. Obs: os gametângios são mais raramente observados que os

esporângios.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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As hifas são ramificadas, cenocíticas, apresentando septos (completos) somente na

formação de estruturas reprodutivas (gametângios masculinos e femininos e

esporângios). O micélio é diplóide e homotálico, produzindo gametângios masculinos e

femininos (reprodução gamética) e esporângios que liberam esporos biflagelados.

Os esporângios são estruturas de reprodução assexuada do tipo zoosporângio,

produzindo zoósporos biflagelados. Os zoósporos, após dispersão na água, podem perder

os flagelos e encistar, fixando-se a algum substrato. Ao germinar, produzem outro tipo de

zoósporo (reniforme) que após nova dispersão e encontro de substrato adequado dão

origem a um novo micélio.

A reprodução gamética envolve o contato de hifas gaméticas (gametângios),

formadas por meiose, sendo, portanto, o ciclo de vida haplobionte diplonte. Saprolegnia

assemelha-se aos gêneros Achlya (heterotático) e a Dictyuchus, cujos esporos germinam

no interior do esporângio.

3) CLASSE ZYGOMYCETES

(Gr. zygos = vitelo + spora = semente, em referência ao zigósporo, um tipo de esporo de

resistência)

Características básicas

- Micélio cenocítico.

- Septos, quando presentes (somente na delimitação das estruturas de reprodução),

completos.

- Parede celular contém quitina.

- Reprodução gamética por conjugação de gametângios (cenogametas) e formação

de zigósporos que dão nome à classe.

- Reprodução espórica envolve a formação de endósporos.

- Ausência de gametas ou esporos flagelados.

- Histórico de vida haplobionte haplonte.

A maioria cresce no ambiente terrestre, em contato com o ar, o que pode ser

deduzido pela ausência de esporos flagelados. Cerca de 1.000 espécies são conhecidas

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para a classe, sendo, Rhizopus, Mucor, Absidia e Zygorhynchus exemplos comuns de

zigomicetes, conhecidos como bolores ou mofos. Representantes da classe variam desde

sapróbios a parasitos facultativos ou obrigatórios de plantas, animais e mesmo de outros

fungos.

Exemplos: Rhizopus (rhiza = raíz). “Bolor negro do pão”, Absidia, Mucor ou

Zygorhynchus.

Coleta: São conhecidos popularmente, juntamente com outros fungos, como mofos ou

bolores. Crescem em ambientes úmidos sobre diversos materiais orgânicos, como frutas

em decomposição (ex. laranja, limão, tomate, mamão e maracujá), cebola, amendoim,

feijão, papel, madeira, tecidos e pão envelhecido, por exemplo.

Fatias de pão devem ser umedecidas, adicionando-se um pouco de açúcar, sendo

mantidas em recipientes fechados com plástico transparente. As colônias iniciam-se pelo

desenvolvimento de hifas que crescem concentricamente. Nesse estágio, comumente, são

esbranquiçadas, lembrando tufos de algodão. Quando diferenciam esporângios,

apresentam colorações variadas (negro, verde azulado, etc.). O processo de

amadurecimento dos esporos inicia-se pelas regiões centrais (mais velhas), progredindo

em direção à margem. A partir de então, as hifas degeneram, sendo inadequadas para

observação, restando apenas esporos. As melhores observações podem ser feitas em

material vivo. Para retardar o processo de decomposição, podem ser mantidos em

geladeira, ou fixados em álcool 70%, antes que toda a colônia produza esporos.

Estudo: a) Retire uma pequena porção da margem da colônia com uma pinça. Mergulhe

em álcool 70% e em seguida coloque sobre uma lâmina contendo uma gota de água.

Observe ao esteromicroscópio e dissocie bem com a ajuda de dois estiletes. Cubra com

lamínula e observe ao microscópio.

b) Observe as hifas. São septadas ou cenocíticas? Onde ocorrem septos?

c) Observe as estruturas reprodutivas e compare-as. Que tipo de esporos

apresenta, zoósporos ou aplanósporos?

d) Estude o histórico de vida. Que fase do histórico está sendo observada em

seu material?

O micélio é cenocítico, haplóide, formado por hifas muito ramificadas, imersas no

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substrato (rizóides). Espalha-se no substrato por um sistema de estolões superficiais.

Macroscopicamente, tem uma aparência aveludada de cor branca e por isso são

conhecidos, juntamente com outros fungos, como mofos ou bolores.

A reprodução espórica caracteriza-se por esporângios produzidos na extremidade de

esporangióforos eretos que se originam próximos aos rizóides. Os esporângios produzem

endósporos do tipo aplanósporo que se dispersam pelo ar. Ao germinar produzem novos

micélios idênticos.

Espécies do gênero são heterotálicas. A reprodução gamética envolve a conjugação

de hifas gaméticas compatíveis, denominadas cenogametas que após plasmogamia e

cariogamia formam cenozigotos. Quando maduros, os cenozigotos apresentam parede

reforçada e ornamentada, funcionando como um esporo de resistência (zigósporo). A

meiose ocorre na germinação do zigósporo que origina diretamente um esporângio. O

histórico de vida é, portanto, haplobionte haplonte.

Exemplos: Pilobolus (pilo = guarda-chuva, bolus = atirar).

Coleta: Deve ser cultivado em esterco fresco de cavalo, mantido em câmaras úmidas

(recipientes amplos, recobertos com plástico transparente e mantidos em local

iluminado). Espécies do gênero estão entre os primeiros decompositores do esterco de

diversos herbívoros não-rumiantes, aparecendo cerca de três a oito dias após a defecação

do animal. Devem ser observados em estado vivo. O esterco pode ser utilizado para obter

outras espécies de fungos.

Estudo: a) Retire com uma pinça o esporângio e o esporangióforo, tomando cuidado

para não esmagar o material e retirar intacta sua porção basal.

b) Coloque sobre uma lâmina contendo uma gota de água e observe ao

esteromicroscópio.

c) Cubra com uma lamínula e estude ao microscópio. Observe o tipo de

esporos que apresenta. Zoósporos ou aplanósporos?

O gênero apresenta interessantes sistemas fisiológicos de dispersão dos esporos e

de co-evolução, envolvendo herbívoros, gramíneas e larvas do trato digestivo desses

animais. Os esporangióforos podem atingir até cerca de 5 cm de comprimento. São

transparentes e crescem em direção à luz (fototrópico positivo) e desenvolvem em sua

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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extremidade uma porção dilatada (vesícula sub-esporangial) sobre a qual situa-se o

esporângio. A luz é percebida por carotenóides presentes na vesícula sub-esporangial. A

vesícula também funciona como uma lente concentrando a luz em determinados pontos.

A absorção contínua de água leva ao aumento do turgor na vesícula e causa sua ruptura

explosiva, lançando o esporângio cheio de esporos em direção à luz refletida pelas folhas

brilhantes das gramíneas. O esporângio adere-se às folhas e, assim, está sujeito à

ingestão pelos animais. Os esporos são resistentes ao trato digestivo, sendo um dos

pioneiros na decomposição do esterco. Algumas larvas do trato digestivo desses animais

especializaram-se em “pegar carona” nos esporângios quando eles são lançados em

direção às folhas das gramíneas, podendo contaminar outros animais.

4) CLASSE ASCOMYCETES

(Gr. askos = bolsa + myketes = fungo)

Características básicas

- Micélio filamentoso, pluricelular, bem desenvolvido, rudimentar ou unicelular.

- Septos centralmente perfurados (poro simples).

- Presença de quitina na parede celular. Celulose geralmente ausente.

- O asco é a característica distintiva da classe, sendo uma estrutura em forma de

saco contendo endósporos (ascósporos) em número de quatro, mais comumente oito, ou

outros múltiplos de quatro. São formados como resultado da cariogamia seguida

imediatamente pela meiose.

- Reprodução gamética por copulação de gametângios, contato de gametângios,

somatogamia ou espermatização.

- Ausência de células flageladas.

- Reprodução espórica por exósporos especializados (conídios), produzidos na

extremidade de conidióforos.

- Histórico de vida haplobionte haplonte, com exceções.

O micélio, embora septado (celular) é funcionalmente cenocítico porque os núcleos e

outras organelas podem migrar através dos poros. As células podem ser uni, bi ou

multinucleadas.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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Reprodução espórica (assexual). Os esporos são formados por mitose (mitósporos).

Como exemplo temos os conídios (exósporos), produzidos na extremidade de

conidióforos, sendo conhecida como fase imperfeita em oposição à fase perfeita

(reprodução gamética).

Reprodução gamética (sexual). É muito variável no grupo, podendo envolver contato

de gametângios, conjugação de gametângios, somatogamia ou espermatização.

A característica mais importante para distinguir o grupo é o asco. Saccharomyces

cerevisiae, por exemplo, é unicelular, apresentando histórico de vida diplobionte que

envolve conjugação de células gaméticas e os ascos são isolados.

Os ascomicetes filamentosos exibem históricos mais complexos. Nesse tipo de ciclo:

i) os gametângios (ascogônios e anterídios) são formados em indivíduos distintos (+) e (-

) (micélio heterotálico). A fertilização ocorre por contacto desses gametângios; ii) após a

fertilização, formam-se hifas ascógenas, derivadas do ascogônio que crescem e se

ramificam, mantendo os dois núcleos parentais (hifas dicarióticas). Em outras palavras,

ocorreu plasmogamia, mas não cariogamia.

Desenvolvimento das hifas ascógenas. Ocorre através de ganchos, denominados

“crozier”. Esse tipo de crescimento é responsável pela manutenção da organização

dicariótica das novas células formadas. Note que a função básica das hifas ascógenas é

propagar o resultado da fertilização, de modo análogo ao que ocorre no carposporófito de

Rhodophyta (= algas vermelhas).

Desenvolvimento do asco. Na extremidade das hifas dicarióticas ocorre a fusão dos

núcleos parentais (cariogamia), formando um núcleo diplóide. O núcleo formado sofre

meiose, a qual pode ser seguida por mitoses. Ascósporos são formados em número de

quatro, ou múltiplo, após sua delimitação por paredes celulares.

No decorrer do processo de fertilização e desenvolvimento das hifas ascógenas

muitos ascomicetes formam um corpo de frutificação (ascocarpo), onde se agrupam os

ascos. O ascocarpo é análogo ao cistocarpo de Rhodophyta. A porção do ascocarpo que

reúne os ascos e células vegetativas (paráfises), orientadas perpendicularmente

denomina-se himênio. Distinguem-se, basicamente, três tipos de ascocarpos:

i) Apotécio: em forma de taça com himênio exposto.

ii) Peritécio: em forma de urna, com um poro (ostíolo).

iii) Cleistotécio: fechado.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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53

Diversos tipos e formas de ascos e ascósporos são reconhecidos, apresentando

importância taxonômica.

Os Ascomycetes e Basidiomycetes (ver adiante) podem apresentar grande

complexidade morfológica.

A Classe Ascomycetes é muito diversificada, sendo dividida em quanto subclasses

com base nos critérios sintetizados na Tabela 3.

Tabela 3. Subclasses de Ascomycetes e suas características básicas.

Subclasse Hemiascomycetidae Plectomycetidae Hymenoascomycetidae Loculoascomycetidae

Talo Unicelular (geralmente)

Micélio Micélio Micélio

Hifas ascógenas Ausentes Presentes Presentes Presentes

Tipo de ascocarpo

Ausentes Cleistotécio (geralmente)

Peritécio, apotécio

Ascostroma

Reprodução vegetativa

Brotamento Fissão Artrósporos

Conídios Conídios Conídios

Ocorrência Exudados de plantas, sapróbios, parasitas

Sapróbios, Parasitas

Sapróbios, Parasitas

Sapróbios, Parasitas

Representantes Saccharomyces Schizosaccharomyces

Penicillium Aspergillus Tuber

Monilia, Peziza, Aleuria, Morchella, Sordaria, Xylaria

Mycosphaerella

Exemplos: Saccharomyces (sacharon = açúcar + myketes = fungo), levedura ou

fermento.

Leveduras ou fermentos do gênero Saccharomyces são microscópicos, muito

simples, unicelulares, podendo formar micélio rudimentar.

Coleta e cultivo: A espécie Saccharomyces cerevisiae pode ser obtida colocando-se uma

pequena porção de fermento de pão em solução de glicose ou sacarose. Liberam bolhas

de CO2 após alguns minutos quando a temperatura é adequada. Aparece, ainda, no

resíduo (borra) depositado no fundo da garrafa da cerveja caracu que não é filtrada.

Sendo decompositores de açúcares, leveduras selvagens ocorrem na superfície de frutas

e sucos das mesmas expostas ao ar. Podem ser obtidos em soluções de glicose, sacarose,

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mel ou suco de frutas (uva, laranja, mação, etc.) deixados para fermentar. Neste caso, o

tempo para obtenção das culturas é mais lento, dependente de sua presença no meio ou

contaminação pelo ar. Devem ser observados em estado vivo.

Estudo: a) Tome uma gota do material em suspensão, prepare uma lâmina e examine

ao microscópio, empregando pouca luz.

b) Estude a organização dos indivíduos e as etapas do processo de

brotamento.

c) Por que o fermento é empregado na fabricação do pão?

A reprodução vegetativa dá-se por brotamento ou gemação. A reprodução gamética

envolve a conjugação de células compatíveis que se comportam como gametas.

Saccharomyces cerevisiae é heterotálico e o histórico de vida é diplobionte. Outras

espécies, entretanto, podem ser homotálicas e com históricos de vida haplobiontes

haplontes ou diplontes.

O gênero apresenta centenas de espécies e linhagens conhecidas, sendo S.

cerevisiae responsável pela produção do álcool, fermentação do pão e da cerveja, etc.

Saccharomyces cerevisiae é considerada, dentre todas espécies domesticadas pelo

homem, a mais importante do ponto de vista econômico. A seleção de linhagens de

leveduras iniciou-se com os trabalhos de Pasteur sobre o vinho (1860 - 1870),

demonstrando que a fermentação é um processo biológico. Apresentam alto teor protéico,

de vitaminas do complexo B e de carotenóides (precursores da vitamina A).

Exemplos: Schizosaccharomyces.

Também se trata de uma levedura. Diferencia-se por suas células alongadas e

reprodução vegetativa por divisões transversais e não por brotamento ou gemação, como

ocorre em Saccharomyces.

Coleta, cultivo e observações: São cultivadas popularmente em chá preto com açúcar,

crescendo em associação com bactérias e leveduras do gênero Saccharomyces. A

associação é cultivada com fins medicinais e é conhecida como “kombucha” ou “alga do

chá”. O resultado final da fermentação dessa associação é a produção de vinagre. As

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possíveis propriedades medicinais podem ser devidas às vitaminas do complexo B e

carotenóides (precursores da vitamina A). Devem ser observados em estado vivo,

empregando-se os mesmos métodos do material anterior.

Esta levedura também pode ocorrer nos mesmos materiais onde ocorrem linhagens

selvagens de Saccharomyces.

Exemplos: Penicillium “pequeno pincel”, Aspergillus.

Esses gêneros ilustram a reprodução assexuada (fungos mitospóricos) mais

característica da Classe Ascomycetes. Esta fase de reprodução é conhecida como fase

imperfeita, para distinguir da reprodução gamética (fase perfeita).

São conhecidos como mofos ou bolores, juntamente com outros fungos

(Zygomycetes). Crescem em grande variedade de substratos orgânicos úmidos como os

alimentos em geral, incluindo frutas (laranja, limão, tomate, mamão, maracujá, abacate),

cebola, amendoim, arroz, feijão cozidos e pão envelhecido, paredes, papel, madeira,

tecidos, sapatos, tênis umedecidos, etc. Apresentam colorações variadas dependendo da

cor dos esporos (negro, verde, amarelo, etc.).

Espécies e linhagens de Penicillium são responsáveis pela produção da penicilina,

pela fabricação de queijos dos tipos Camembert, Roquefort e Gorgonzola (Penicillium

roqueforttii). Outras produzem micotoxinas (aflatoxinas) em grãos mal estocados,

podendo contaminar animais domesticados via consumo de rações, ou diretamente o

homem. Espécies de Aspergillus também produzem aflatoxinas, enquanto outras

produzem micoses das vias respiratórias no homem ou nos animais, principalmente

pássaros. A produção industrial do ácido cítrico e do saquê também envolve espécies

desse gênero.

Coleta: Conhecidos popularmente, juntamente com outros fungos, como mofos ou

bolores. Podem ser obtidos nos mesmos tipos de substratos descritos anteriormente para

Rhizopus e outros gêneros da Classe Zygomycetes. Comumente, crescem em mistura

com aqueles gêneros. Portanto, ver aquele item para os procedimentos de coleta e

cultivo.

Penicillium roquerforttii pode ser obtido em queijos dos tipos Camembert, Roquefort

ou Gorgonzola.

Estudo: a) Retire com uma pinça uma pequena porção da borda da colônia. Mergulhe

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em álcool 70%, coloque sobre a lâmina contendo uma gota de água. Observe ao

esteromicroscópio e dissocie com dois estiletes. Cubra com lamínula e observe ao

microscópio com pouca luz.

b) Estude a organização das hifas e dos conidióforos em vários estágios de

desenvolvimento.

c) Como são formados os conídios? Endógenos ou exógenos?

d) Procure distinguir os dois gêneros comparando a organização dos esporos.

Exemplos: Sordaria (ascocarpo do tipo peritécio) ou Ascobolus (ascocarpo do tipo

apotécio; asco = bolsa, saco + bolus = atirar).

São muito adequados para o estudo da fase perfeita dos Ascomycetes (ascocarpo,

himênio, ascos e ascósporos).

Coleta: São microscópicos, desenvolvendo-se sobre esterco de cavalo, depois do

desaparecimento de Pilobolus. Devem ser procurados em estado vivo utilizando-se um

esteromicroscópio.

Estudo: a) Coloque uma bolota fecal de cavalo em uma placa de Petri e observe ao

esteromicroscópio para localizar os corpos de frutificação. Separe os corpos de frutificação

com ajuda de pinças ou estiletes e coloque-os sobre uma lâmina com uma gota de água.

Observe ao esteromicroscópio. Cubra com lamínula e exerça uma leve pressão sobre a

mesma para esmagar o peritécio ou apotécio.

b) Observe ao microscópio. Procure entender a organização do ascocarpo, a

forma dos ascos e o número de ascósporos.

Exemplo: Xylaria (xylon = madeira, decompositor de madeira).

Esse gênero ilustra ascocarpos macroscópicos do tipo peritécio, reunidos em um

conjunto denominado ascostroma.

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Coleta: Desenvolve-se em troncos de árvores senescentes ou mortas no interior da

mata, principalmente naquelas ainda em posição vertical. Pode ser fixado em álcool 70%.

Estudo: a) Observe o ascostroma macroscopicamente. Corte um segmento,

transversalmente. Observe ao esteromicroscópio a face cortada e verifique se apresenta

peritécios em bom estado, isto é, não completamente vazios.

b) Faça cortes delgados com uma gilete para observação ao microscópio.

c) Procure entender a organização do ascocarpo, a forma dos ascos e o

número de ascósporos.

Outros exemplos: Monilia com ascocarpos do tipo apotécio pedicelado; Peziza e

Aleuria, com apotécios muito desenvolvidos; Tuber (trufa) com apotécio muito

modificado; Morchella com apotécio muito modificado. Os dois últimos gêneros são

comestíveis e muito apreciados na Europa.

Muitos ascomicetes crescem no solo úmido, madeira em decomposição, esterco,

etc. Assim, podem ser localizados até mesmo nos vasos de plantas. Apresentam-se sob

forma de pequena taça (em sua maioria, com apenas alguns milímetros), portanto,

somente são encontrados após inspeção muito cuidadosa daqueles substratos com uma

lupa de mão. Alguns gêneros, entretanto, (exemplo – Peziza), possuem apotécios com

até 10 cm de diâmetro. Devem ser observados preferencialmente quando vivos, mas

também podem ser fixados em álcool 70%.

5) CLASSE BASIDIOMYCETES

(Gr. basidion = pequeno pedestal + myketes = fungo)

Características básicas

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- Micélio filamentoso, pluricelular, bem desenvolvido.

- Septos centralmente perfurados (septo dolíporo, isto é com espessamento junto

ao bordo).

- Presença de quitina na parede celular. Celulose geralmente ausente.

- A característica distintiva da classe é o basídio, estrutura especializada na

produção de esporos exógenos (basidiósporos) em número de quatro, ou mais raramente

dois, formados como resultado da cariogamia e meiose.

- Reprodução gamética por somatogamia ou espermatização.

- Presença de uma fase dicariótica (com dois tipos de núcleos, derivados dos

parentais).

- Reprodução espórica por exósporos especializados, conídios, produzidos na

extremidade de conidióforos.

- Ausência de gametas ou esporos flagelados.

- Histórico de vida haplobionte haplonte.

Os basidiomicetes apresentam muitas semelhanças com ascomicetes. As

características das duas classes estão comparadas na Tabela 4.

Tabela 4. Comparação entre as classes Ascomycetes e Basidiomycetes.

Características Ascomycetes Basidiomycetes

Parede celular quitina e β-glucano quitina e β-glucano

Talo micélio com hifas bem desenvolvidas, ramificadas e septadas

Septo poro simples poro dolíporo

Fase dicariótica curta; hifas ascógenas longa; micélio secundário

Reprodução gamética asco (endósporos) basídio (exósporos)

Corpo de fructificação ascocarpo basidiocarpo

Reprodução vegetativa brotamento, fissão, fragmentação, artrósporos, clamidósporos, conídios

Brotamento, fragmentação, Artrósporos, conídios

Dicariotização copulação de gametângios, contato de gametângios, espermatização, somatogamia

Espermatização, somatogamia

A reprodução espórica também é conhecida como fase imperfeita, em oposição à

fase perfeita (reprodução gamética). A reprodução gamética também apresenta

semelhanças entre as duas classes. A característica mais importante para distinguir os

basidiomicetes é o basídio. O histórico de vida dos basidiomicetes é haplobionte haplonte.

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59

Note que:

1) Não existem gametângios diferenciados, mas união de hifas somáticas

(somatogamia) distintas (+) e (-) (heterotalia).

2) Após a fertilização, forma-se um micélio dicariótico (n + n) chamado de micélio

secundário, em oposição ao micélio primário haplóide. O micélio secundário pode crescer

indefinidamente, mantendo-se dicariótico através de ganchos conhecidos com “clamp

connection”, semelhantes ao “crozier” descrito para os ascomicetes.

3) Em condições ambientais específicas diferencia-se o corpo de frutificação

(basidiocarpo), ainda dicariótico.

4) No basidiocarpo ocorre a cariogamia logo seguida pela meiose, diferenciando-se

os basídios e basidiósporos.

Assim, basídios e ascos são considerados homólogos e os basidiomicetes,

possivelmente, derivados dos ascomicetes. Existem duas hipóteses contrárias para

origem de basídios a partir de ascos. Na primeira hipótese os basídios septados são

considerados mais primitivos que os inteiros, enquanto na segunda hipótese os basídios

septados são considerados derivados.

Os basídios formam-se em uma região específica do basidiocarpo, conhecida como

himênio.

Outros basidiomicetes apresentam históricos de vida ainda mais complexos, como é

o caso do gênero Puccinia (“ferrugem”). Nesse histórico ocorrem até quatro tipos de

esporos, sendo a principal semelhança com o histórico anterior, a formação do basídio

que envolve cariogamia muito defasada da plasmogamia.

A Classe Basidiomycetes é muito diversificada, sendo dividida em três subclasses

com base nos critérios sintetizados na Tabela 5.

Tabela 5. Subclasses da Classe Basidiomycetes e suas características básicas.

Classe Basidiomycetes

Subclasse Holobasidiomycetidae

Séries Hymenomycetes Gasteromycetes Phragmobasidiomycetidae Teliomycetidae

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Basídio inteiro inteiro septado longitudinal ou transversal

Septado transversal

Himênio exposto não exposto exposto sem himênio

Basidiósporos eliminados ativamente (balistósporos)

eliminados passivamente

eliminados ativamenete (balistósporos)

Ustilaginales – não Uredinales (balistósporos)

Ocorrência sapróbios em solo, madeira, parasitas

sapróbios em solo, madeira, parasitas

sapróbios em madeira parasitas

Representante s

Amanita Agaricus Boletus Polyporus Pleurotus Clavaria

Cyathus Geastrum Dictyophora Scleroderma

Auricularia Tremella

Ustilago maydis Puccinia graminis

Exemplo: Basidiocarpo do tipo “cogumelo”.

O corpo de frutificação (basidiocarpo) tem a forma de um “chapéu” com textura

macia, sendo efêmero (curta duração). O himênio fica exposto na superfície dos

basidiocarpos, localizando-se em lamelas ou poros.

Podem ser citados como exemplos de cogumelos com himênio localizado em

lamelas o gênero Amanita, com algumas espécies altamente venenosas, Agaricus

(champignon) e Pleurotus, ambos com espécies comestíveis. O cultivo de cogumelos para

fins de alimentação humana tem sido realizado com sucesso no Brasil.

Boletus, com algumas espécies comestíveis, cresce em simbiose com raízes de

pinheiro (comum nos jardins do Instituto de Botânica da USP em certas épocas do ano) e

exemplifica um cogumelo com himênio localizado em poros.

Muitos outros cogumelos macroscópicos podem ser coletados na natureza e

observados vivos ou preservados em álcool 70%. Outros, comestíveis, também podem

ser encontrados no mercado.

1) Agaricus (“champignon”) ou Pleurotus.

Coleta: Cogumelos comestíveis (“champignon”), macroscópicos, podendo ser

obtidos nos mercados. Exemplares vivos e frescos são mais adequados para observação,

sendo os mais desenvolvidos os melhores. Podem ser fixados em álcool 70%.

Estudo: a) Observe e estude a morfologia de um corpo de frutificação

(basidiocarpo).

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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b) Faça cortes transversais às lamelas, para observação ao microscópio.

Observe o himênio, basídios e basidiósporos. Compare com esquemas e figuras

apresentados nos livros.

2) Coprinus (“copro” = esterco).

Coleta: É um pequeno cogumelo macroscópico que se desenvolve no esterco de

cavalo, após a seqüência de aparecimento de Pilobolus e Sordaria e/ou Ascobolus. É um

dos melhores cogumelos para observação de basídios e basidiósporos, podendo ser

seguido por outras agaricales maiores (Psilocibe).

Estudo: a) Observe o corpo de frutificação (basidiocarpo) no estereomicroscópio.

b) Faça cortes transversais ao píleo (chapéu), mergulhe em álcool 70%,

monte uma lâmina e observe ao microscópio. Observe os basídios e os basidiósporos.

Exemplo: Basidiocarpo do tipo “orelha de pau”.

O corpo de frutificação (basidiocarpo) geralmente é perene (dura várias estações do

ano), com textura rígida e himênio formado em poros ou mais raramente lamelas.

Coleta: O gênero Polyporus, entre outros como Fomes e Ganoderma, podem ser

facilmente coletados, principalmente sobre troncos de árvores mortas. Sendo de

consistência dura. Podem ser preservados secos, após limpeza e secagem ao ar livre.

Exemplo: Basidiocarpos cartilaginosos e gelatinosos.

Auricularia. Basidiocarpo macroscópico, com aparência de uma orelha, sendo

conhecida como “Orelha de Judá”. Apresenta basídios septados transversalmente. Cresce

em madeira morta, principalmente nas matas. Pode ser fixada em álcool 70%.

Tremella. Macroscópico, com aparência gelatinosa, com basídios septados

longitudinalmente. Cresce nos mesmos tipos de locais que o anterior, sendo mais rara.

Pode ser fixada em álcool 70%.

Exemplo: Basidiocarpos em forma de coral.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

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62

O corpo de frutificação apresenta himênio exposto na superfície, tendo como

exemplo Clavaria.

Exemplo: Basidiocarpos com outras formas.

Os basidiocarpos sem himênio apresentam diversas formas ou, se presente, os

basidiocarpos permanecem fechados até a maturação dos basídios. Incluem-se aqui:

Lycoperdon, Scleroderma, Dictyophora, Cyathus (“ninho de pássaro”) e Geastrum

(“estrela da terra”). Scleroderma, assim como Boletus, ocorre em associação com

eucalipto e pinheiros (micorriza).

Exemplo: Basidiocarpos ausentes.

1) “Carvão do milho”, pertencente à espécie Ustilago maydis forma galhas nos grãos

(fruto) do milho.

2) “Ferrugem” - Puccinia sp.

O nome popular “ferrugem” se deve à sua aparência, formando manchas

amareladas ou ferruginosas nas folhas de gramíneas ou dicotiledôneas (trevo de três

folhas, gerânio, jambo, etc.).

Estudo: a) Observe ao esteromicroscópio uma folha de gerânio ou trevo, com

manchas cor de ferrugem ou amareladas. Retire uma porção da folha e faça cortes

transversais passando pela região da mancha. Prepare uma lâmina com álcool 70%.

Substitua o álcool pela água e observe ao microscópio.

b) Qual é a cor dos esporos e de que modo estão arranjados nas folhas?

c) Procure entender e identificar a fase do histórico de vida que está sendo

observada.

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SIMBIOSE ENTRE ALGAS E FUNGOS: LIQUENS

Os liquens são associações estáveis entre algas (fotobiontes ou ficobiontes) e

fungos (micobiontes), formando talos com morfologia e estrutura definidas e

constantes, e capazes de auto-reprodução. São comumente considerados como o melhor

exemplo de simbiose mutualística. Existem, entretanto, interpretações diversas quanto à

natureza dessas associações: 1) Mutualismo: o fungo absorve nutrientes orgânicos

derivados das algas e as algas obtêm proteção, por exemplo, contra dessecamento e

excesso de luz; 2) Parasitismo fraco: os fungos parasitam as algas que resistem ao

ataque. Esse ponto de vista baseia-se no fato de que os fungos emitem haustórios que

penetram na parede celular das algas, ou mesmo invadem o citoplasma. Os fungos

podem, ainda, apresentar saprofitismo nas células mortas das algas.

Existem argumentos favoráveis a essas duas interpretações contrastantes. A

principal conclusão é que existe um equilíbrio muito delicado nessa associação. Qualquer

distúrbio que altere a taxa de crescimento e/ou mortalidade dos componentes micobionte

ou fotobionte pode levar à morte da associação. Experimentos de isolamento dos dois

componentes, por exemplo, mostraram que a reassociação dos organismos que compõem

o liquen ocorre somente em condições especiais, desfavoráveis a ambos componentes

isolados. Se as condições forem favoráveis ao fungo, pode ocorrer que as algas não

resistam ao ataque.

Como conseqüência do equilíbrio delicado desta associação, os liquens são bons

indicadores da ação do homem no ambiente, sendo muito sensíveis à poluição. Assim, a

flora liquênica se modifica com o grau de poluição.

Morfologia e reprodução

O micobionte é o componente estrutural dos liquens, sendo o principal responsável

por sua morfologia. O talo dos liquens pode ser classificado em:

1) Folhoso. Estruturalmente, o talo folhoso apresenta-se estratificado (heterômero)

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com muitas camadas diferenciadas. É facilmente removido do substrato pelo fato de que

apresenta rizines que fixam o talo somente em pontos definidos.

2) Gelatinoso. É uma variação do talo folhoso com consistência gelatinosa.

Estruturalmente, o talo gelatinoso apresenta-se não estratificado (homômero).

3) Crostoso. Estruturalmente, assemelha-se ao folhoso, mas aderindo-se

fortemente ao substrato, além disso não apresenta córtex inferior nem rizines.

4) Fruticoso. Com aspecto arborescente. Estruturalmente estratificado com muitas

camadas distintas.

Exemplos: Leptogium sp. (talo folhoso e gelatinoso)

Canoparmelia sp. (talo folhoso)

Estudo: a) Observe a morfologia externa do talo. Tome um segmento e faça

cortes transversais ao mesmo. Adicione uma gota de álcool 70% e uma gota de água.

Cubra com lamínula.

b) Estude ao microscópio, procurando reconhecer os componentes

micobionte e fotobionte. As hifas do fungo são cenocíticas ou celulares?

c) Compare os dois gêneros quanto a sua organização, isto é, se

estratificados (heterômero) ou não (homômero).

Os liquens, sendo composto por dois genomas distintos, não apresentam

reprodução gamética. A reprodução vegetativa se dá por:

1) Sorédios. Estruturas compostas por um conjunto de células de algas envolvidas

por hifas de fungos. A região do talo com sorédios é denominada de sorália.

2) Isídios. Pequenos ramos diferenciados do talo que se destacam com facilidade

pela ação mecânica das chuvas, ventos, etc.

3) Fragmentação. Fragmentos indiferenciados do talo.

O fotobionte isoladamente não apresenta reprodução gamética conhecida, enquanto

o micobionte pode apresentar. Assim, os fungos podem apresentar basídios ou ascos,

dependendo da classe a que pertencem, respectivamente, Basidiomycetes e

Ascomycetes.

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65

Características biológicas dos liquens

1) Resistência a condições ambientais extremas (ex. temperatura, luz e umidade).

Crescem, por exemplo, na superfície das rochas submetidas a altas irradiâncias e

temperaturas, e nos pólos. No Ártico, o gênero Cladonia é o principal alimento das renas.

A resistência à temperatura e ao dessecamento está ligada, basicamente, ao fato de que:

a) apresentam células muito pequenas, com pequenos vacúolos; b) possuem pressão

osmótica elevada e c) a principal reserva de água é extracelular, acumulando-se nos

espaços entre os filamentos do micélio.

2) Nutrição independente do substrato, crescendo sobre rochas, troncos ou terra.

Dependem, basicamente, da água das chuvas ou de outras fontes que transportam

elementos minerais e orgânicos.

3) Crescimento muito lento. Algumas datações sugerem até 4.000 anos de idade

para alguns indivíduos.

Em decorrência dessas características, os liquens podem ser pioneiros em

ambientes rochosos, causando erosão das rochas por sua ação mecânica ou através de

ácidos liquênicos.

Identificação e classificação

A identificação dos componentes micobionte e fotobionte, separadamente,

apresenta dificuldades, particularmente em relação ao segundo.

As algas têm sido identificadas somente a nível de gênero, sendo exemplos mais

comuns: Trebouxia e Trentepohlia (Divisão Chlorophyta) e Nostoc ou Anabaena (Divisão

Cyanobacteria). Os micobiontes pertencem às classes Ascomycetes (maioria) e

Basidiomycetes (2 - 4 gêneros exclusivos de regiões tropicais). As dificuldades do

conceito de espécie entre os liquens decorrem do fato de que são dois genomas distintos

que em combinação constituem associações íntimas que funcionam como indivíduos.

Assim, os liquens não constituem um grupo taxonômico, mas um grupo biológico. Para

fins de classificação, os liquens são considerados fungos liquenizados. Assim, são

classificados como fungos (classes Ascomycetes e Basidiomycetes), aplicando-se as

categorias taxonômicas usuais (espécie, gênero, família, ordem, classe, etc.).

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Classe Ascomycetes. Constitui o maior grupo com cerca de 18.000 espécies.

Podem ser reconhecidos facilmente pela presença de apotécios e peritécios.

Exemplos: Canoparmelia, Leptogium, Caloplaca, Graphis, Cladonia, Usnea.

Classe Basidiomycetes. Pequeno grupo com 2 - 4 gêneros, de acordo com

diferentes autores. Cora é um gênero comum nas encostas das estradas que cortam a

Serra do Mar.

Liquens mitospóricos. O micobionte não apresenta estruturas de reprodução

gamética. Em outras palavras, apenas a fase imperfeita do micobionte é conhecida, sendo

representada por picnídios.

GLOSSÁRIO

ANSA. O mesmo que “clamp connection”.

APOTÉCIO. Estrutura de reprodução (corpo de frutificação ou ascocarpo) de fungos da

Classe Ascomycetes, aberto em forma de taça. Ver ascocarpo.

ASCO. Esporângio de fungos da Classe Ascomycetes em forma de saco, contendo um

número definido de ascósporos (= esporos, em número de quatro ou múltiplo de

quatro), formado pela cariogamia, seguida pela meiose.

ASCOCARPO. Estrutura de reprodução comumente chamada de corpo de frutificação de

fungos da Classe Ascomycetes. Apotécio, cleistotécio e peritécio. Suas partes

principais são a parede (perídio) e o himênio.

ASCOGÔNIO. Gametângio feminino de fungos da Classe Ascomycetes.

ASCÓSPORO. Esporo de fungos da Classe Ascomycetes, formado em número de quatro

ou múltiplo de quatro no interior do asco através de cariogamia seguida por meiose.

ASCOSTROMA. Estroma, matriz, “tecido” de preenchimento. Diz-se de corpos de

frutificação de certos fungos da Classe Ascomycetes compostos por peritécios unidos

entre si por uma matriz.

BASIDIOCARPO. Estrutura de reprodução comumente chamada de corpo de frutificação

de fungos da Classe Basidiomycetes.

BASÍDIO. Estrutura de reprodução de fungos da Classe Basidiomycetes contendo em sua

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superfície quatro, ou mais raramente dois basidiósporos (esporos), produzidos pela

cariogamia e meiose.

BASIDIÓSPORO. Esporo de fungos da Classe Basidiomycetes, formado em número de

quatro ou mais raramente dois na superfície do basídio, através de cariogamia

seguida por meiose.

CAPILÍCIO. Estrutura filamentosa de sustentação dos esporos nos corpos de frutificação

de fungos das classes Myxomycetes e Basidiomycetes (gasteromicetes).

“CLAMP CONNECTION”. Hifa de conexão em forma de ponte ou gancho que ocorre no

micélio secundário (ploidia n+n) de muitos fungos da Classe Basidiomycetes. Análoga

ao “crozier” de muitos fungos da Classe Ascomycetes.

CLEISTOTÉCIO. Estrutura de reprodução (corpo de frutificação ou ascocarpo) de fungos

da Classe Ascomycetes completamente fechado. Ver ascocarpo.

COLUMELA. Estrutura estéril, de sustentação, encontrada no interior de esporângios ou

outros corpos de frutificação, sendo comumente uma extensão do pedicelo.

CONÍDIO. O mesmo que conidiósporo.

CONIDIÓSPORO. Esporo imóvel formado por mitose (mitósporo) na extremidade de

hifas, ou sobre uma célula esporógena de muitos fungos das classes Ascomycetes e

Basidiomycetes e dos fungos mitospóricos (deuteromicetes).

CONIDIÓFORO. Hifa simples ou ramificada, ereta, originada de hifas somáticas,

portando, em sua extremidade, uma ou mais células mãe de conídios.

“CROZIER”. Hifa de conexão em forma de ponte ou gancho que ocorre nas hifas

ascógenas (ploidia n+n) de muitos fungos da Classe Ascomycetes. Análoga a “clamp

connection” de muitos fungos da Classe Basidiomycetes.

DICARIÓTICO. Diz-se de micélios ou hifas contendo núcleos aos pares, sendo que os

núcleos de cada par são derivados de diferentes células parentais.

CORPO DE FRUTIFICAÇÃO. Estrutura de reprodução com organização complexa de

muitos fungos das classes Myxomycetes, Ascomycetes e Basidiomycetes. Exemplos:

ascocarpo e basidiocarpo.

ESPORANGIÓFORO. Hifa ou estrutura que sustenta o esporângio.

ESCLERÓCIO. Estrutura de resistência ao dessecamento.

ESTIPE. Haste que sustenta o píleo.

ESTROMA. Matriz, “tecido” de preenchimento.

ETÁLIO. Tipo de frutificação de Myxomycetes desprovida de forma regular ou definida,

formada pela união de numerosos esporângios.

FOTOBIONTE. Refere-se ao componente algal dos liquens, em oposição ao micobionte.

FICOBIONTE. O mesmo que fotobionte.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

68

GANCHO. O mesmo que grampo.

GLEBA. Porção interna, fértil, do corpo de frutificação de fungos da Classe

Basidiomycetes (gasteromicetes).

GRAMPO. O mesmo que “clamp connection”.

HAUSTÓRIO. Estrutura de absorção originada de células ou hifas de parasitas que

penetram no hospedeiro.

HETEROCARIÓTICO. Indivíduo que exibe heterocariose, isto é, núcleos distintos.

HETEROTÁLICO. Organismo ou espécie com indivíduos auto-incompatíveis (auto-

estéreis), requerendo, portanto, a união de indivíduos de sexos distintos para

reprodução sexuada. Nesta definição, os indivíduos podem ser portadores dos dois

sexos, mas são auto-incompatíveis. Uma definição mais estrita considera que os

sexos estão segregados em indivíduos distintos. A terminologia é empregada

principalmente nos fungos. Ver homotálico.

HOMOTÁLICO. Organismo ou espécie com indivíduos auto-compatíveis, requerendo,

portanto, um único indivíduo para reprodução sexuada. A terminologia é empregada

principalmente nos fungos. Ver heterotálico.

HIMÊNIO. Camada do corpo de frutificação de fungos das classes Ascomycetes e

Basidiomycetes contendo ascos ou basídios, e paráfises orientadas paralelamente

entre si.

HIFA. Unidade estrutural da maioria dos fungos, representada por filamento tubular

cenocítico ou septado (celular).

LAMELA. Estrutura em forma de placa (lâmina) na qual muitos fungos da Classe

Basidiomycetes produzem basídios.

MICÉLIO. Conjunto dos filamentos (hifas) que compõe o corpo (talo) dos fungos.

MICOBIONTE. Refere-se ao fungo componente dos liquens, em oposição ao ficobionte.

MICOLOGIA. Área das ciências biológicas que se dedica ao estudo dos fungos.

MICORRIZA. Associação simbiótica entre hifas de fungos e raízes de plantas.

MITÓSPORO. Esporo formado por mitose. Exemplo: conidiósporo ou conídio.

MIXAMEBA. Célula amebóide de Myxomycetes que se comporta como gameta ou pode

converter-se em um mixoflagelado.

MIXOFLAGELADO. Célula provida de flagelo de Myxomycetes, que se comporta como

gameta ou pode converter-se em uma mixameba.

OSTÍOLO. Poro.

PARÁFISE. Células estéreis presentes no himênio.

PEDICELO. Pequeno sustentáculo de uma estrutura, parte ou corpo. Suporte, pequeno

pedúnculo.

Caracterização, Biologia e Importância dos Fungos

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

69

PERÍDIO. Parede ou cobertura externa de corpos de frutificação de fungos.

PERITÉCIO. Estrutura de reprodução (corpo de frutificação ou ascocarpo) de fungos da

Classe Ascomycetes fechado, em forma de urna ou garrafa, com um ostíolo (poro) na

extremidade.

PÍLEO. Porção superior, “chapéu” de certos tipos de basidiocarpos e ascocarpos.

PLASMÓDIO. Estrutura somática de Myxomycetes, caracterizada por uma massa

protoplasmática desprovida de parede celular, multinucleada, móvel com nutrição e

mobilidade amebóide.

PSEUDOPLASMÓDIO. Conjunto de mixamebas que se comporta como uma unidade de

modo semelhante a um plasmódio.

RIZOMORFA. Conjunto de hifas somáticas unidas entre si, formando filamentos espessos

que lembram raízes.

TALO. Corpo de criptógamas avasculares (algas, briófitas e fungos).

TELEUTÓSPORO. Teliósporo. Esporo de resistência com parede espessa de certos fungos

da Classe Basidiomycetes, onde ocorre a cariogamia. Exemplos: ferrugens do gênero

Puccinia e carvões do gênero Ustilago.

TELIÓSPORO. Teleutósporo.

TRAMA. “Tecido” fúngico que compõe o píleo e sustenta o himênio de certos fungos da

Classe Basidiomycetes (Holobasidiomycetidae).

UREDÓSPORO. Esporo binucleado de certos fungos da Classe Basidiomycetes. Exemplo:

ferrugem do gênero Puccinia.

ZIGÓSPORO. Esporo de resistência resultante da fusão de (gametângios) de fungos da

Classe Zigomycetes.

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Introdução ao Estudo das Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

73

INTRODUÇÃO AO ESTUDO

DAS ALGAS

Introdução ao Estudo das Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

74

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS ALGAS

Alga é um termo genérico, desprovido de significado taxonômico, que inclui

organismos que possuem clorofila a e um talo não diferenciado em raiz, caule ou folhas,

com hábito predominantemente aquático. Esses organismos não são necessariamente

semelhantes entre si e nem sempre possuem origem evolutiva próxima. Desempenham

um papel ecológico importante como produtores primários dos ecossistemas onde

ocorrem, sendo provavelmente responsáveis por mais de 50% do total da produção

primária de todo o planeta. O fato de serem clorofilados, não implica que sejam verdes,

pois além da clorofila, possuem outros pigmentos denominados acessórios, que podem

mascarar a presença da clorofila, proporcionando às algas colorações avermelhadas,

azuladas, pardas ou até enegrecidas.

Quanto à organização do talo as algas apresentam uma diversidade muito grande.

Existem desde formas microscópicas até formas que atingem 60 m de comprimento,

como as algas pardas do gênero Macrocystis.

As algas podem ser encontradas nos mais diversos ambientes, existindo desde

formas terrestres e aquáticas, até formas que vivem em associações com outros

organismos (ex. liquens: fungo + alga). As formas mais comuns são aquáticas, podendo

ocorrer em rios, lagos, mangues e mares. Nesses ambientes, podem fazer parte do

bentos (conjunto de indivíduos que vivem fixos ao substrato) ou plâncton (conjunto de

indivíduos que vivem em suspensão na coluna de água devido à sua pequena ou nula

capacidade de locomoção).

Quando se consideram organismos marinhos bentônicos (algas e animais), pode-se

fazer uma distinção quanto à faixa do litoral que ocupam. O litoral pode ser dividido em

supra-litoral, médio-litoral e infra-litoral. O supra-litoral corresponde a faixa mais

alta do litoral, que mesmo nas marés mais altas não fica submerso. Está sujeito apenas a

borrifos de água salgada, especialmente em locais muito batidos. O médio-litoral

corresponde à faixa que pode ser temporariamente descoberta nas marés-baixas. O infra-

litoral corresponde à faixa que nunca fica exposta ao ar, mesmo nas marés mais baixas.

Dentre as algas figuram os organismos mais antigos da Terra (cianobactérias ou

algas azuis), havendo evidências de sua existência já no Pré-Cambriano, há

aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Possivelmente, foram os responsáveis pela

produção e acúmulo de oxigênio na atmosfera primitiva e ainda hoje, desempenham

papel importante na manutenção dos níveis desse gás, especialmente as formas marinhas

Introdução ao Estudo das Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

75

planctônicas. Além disto, as algas têm sido reconhecidas como os organismos que deram

origem a todos os outros vegetais existentes atualmente.

O termo alga inclui organismos de linhagens filogenéticas completamente

diferentes. A Ficologia, ciência que estuda as algas (phykos, do grego = alga), é o ramo

da biologia que abrange a maior diversidade de grandes grupos de organismos (incluindo

organismos procariontes e eucariontes). Harvey em 1836 classificou as algas baseadas na

sua composição pigmentar. Essa classificação básica persiste até hoje; entretanto, as

relações evolutivas entre os grupos de algas nunca foram muito claras devido a um

registro fóssil muito limitado para a maioria dos grupos, a uma morfologia simples e a

uma grande plasticidade fenotípica. Muitos avanços foram obtidos com a microscopia

eletrônica que permitiu um detalhado estudo da ultraestrutura das células, e mais

recentemente da biologia molecular que tem sido uma ferramenta importante para

estabelecer hipóteses sobre as relações evolutivas entre as várias linhagens de algas.

Estudos moleculares mostraram definitivamente que as algas formam um grupo artificial

que inclui táxons que muitas vezes são mais relacionados com organismos não

fotossintetizantes do que com outras algas.

Os eucariontes diversificaram-se em várias linhagens filogenéticas (“crown

lineages”) das quais as principais são: i) os animais (Metazoa: invertebrados e

vertebrados); ii) os fungos verdadeiros; iii) as plantas verdes (com clorofila a e b que

incluem as algas verdes); iv) as algas vermelhas; v) os estramenópilas (inclui os

oomicetos e as algas heterocontes: pardas, diatomáceas e outras algas com clorofilas a e

c); e vi) os alveolados (inclui os dinoflagelados, ciliados, entre outros).

Dentre as principais linhagens de algas eucarióticas podemos citar: Chlorophyta,

Rhodophyta, Glaucocystophyta, Euglenophyta, Chlorarachniophyta, Heterokonta

(Raphidophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Xanthophyta, Eustigmatophyta e

Phaeophyta), Haptophyta (= Prymnesiophyta), Cryptophyta e Dinophyta (Tabela 1). Os

últimos quatro grupos foram denominados de algas cromófitas devido à presença de

clorofila a e c e várias xantofilas. Apenas parte dessas divisões será abordada aqui em

maior detalhamento: Chlorophyta, Euglenophyta, Rhodophyta, Phaeophyta,

Bacillariophyta e Dinophyta.

Home-pages relacionadas ao tema algas: http://seaweed.ucg.ie/ http://www.botany.uwc.ac.za/algae/ http://www.start1.com www.ib.usp.br/algamaris

Introdução ao Estudo das Algas

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76

ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA DAS ALGAS

As algas apresentam os mais diversos níveis de organização vegetativa. Essa

organização muitas vezes é semelhante em grupos evolutivamente muito distintos,

demonstrando um paralelismo evolutivo de determinadas morfologias. A maior

diversidade de formas é encontrada no ambiente marinho.

A seguir serão apresentados os tipos básicos de organização vegetativa das algas.

Deve-se ressaltar que esses “tipos morfológicos” são comumente denominados de “talo”,

independentemente de serem unicelulares ou pluricelulares.

Talo = corpo celular ou cenocítico sem organização de raízes, caules, folhas, flores

ou frutos.

1) FORMAS UNICELULARES

Incluem-se aqui os indivíduos formados por uma única célula. Estão presentes em

todos os grupos de algas, mesmo que apenas na forma de gametas ou esporos.

Reconhecem-se três tipos:

1.1) Unicelular flagelado - É a denominação utilizada para designar uma célula

com flagelos (um ou mais). Ocorre em Chlorophyta, Euglenophyta e Dinophyta de água

doce ou marinhas.

1.2) Unicelular aflagelado - É a denominação utilizada para designar uma célula

sem flagelos. Podem ocorrer em Cyanobacteria, Chlorophyta, Bacillariophyta, Dinophyta e

Rhodophyta. Aqui estão incluídas também algumas formas móveis. Formas amebóides

podem ocorrer em Dinophyta. Entre as diatomáceas bentônicas também são muito

freqüentes as formas móveis, no entanto, esses movimentos não são promovidos por

pseudópodes.

2) FORMAS COLONIAIS

São constituídas por agregados de células, onde cada célula apresenta uma

interdependência menor em relação às demais, quando comparadas às de um organismo

pluricelular. As células da colônia apresentam-se unidas fisicamente apenas por

mucilagens e freqüentemente não têm ligações citoplasmáticas entre si. São encontradas

tanto fazendo parte do plâncton, quanto do bentos. Podem-se reconhecer dois tipos:

Introdução ao Estudo das Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

77

2.1) Colônias amorfas - Não existe uma organização definida das células na

colônia. Podem ocorrer em Cyanobacteria e Chlorophyta de água doce ou marinhas.

2.2)Cenóbio - É um tipo de colônia mais elaborada e complexa, com forma e

número de células definidos. Esse tipo de talo ocorre em Chlorophyta, porém, apenas em

espécies de água doce.

3) FORMAS PLURICELULARES

Aqui estão incluídos os indivíduos formados por duas ou mais células.

3.1) Formas filamentosas - Os talos filamentosos apresentam grande diversidade

de formas, variando desde aquelas muito simples, constituídas por uma única seqüência

linear de células, até formas mais complexas, resultando em talos foliáceos, cilíndricos,

crostosos, etc. Nesses últimos casos a organização filamentosa só pode ser verificada

pelo acompanhamento do desenvolvimento através de cortes anatômicos. Formam-se a

partir de sucessivas divisões celulares. As células filhas permanecem unidas através de

uma parede comum e de ligações citoplasmáticas. Podem também ser encontradas tanto

fazendo parte do plâncton, quanto do bentos de água doce ou marinho.

3.1.1) Filamentos não ramificados - Formam-se a partir de sucessivas

divisões celulares, sempre em um mesmo plano. São comuns em Cyanobacteria,

Chlorophyta, Bacillariophyta e Dinophyta.

3.1.2) Filamentos ramificados - São formas mais complexas em relação à

anterior, pois ocorre mudança no plano de divisão celular. No sentido espacial, leva à

ocupação de novos planos, possibilitando, portanto, a ocupação de novos espaços. Podem

ser constituídos por apenas uma série de células (unisseriado) ou por duas ou mais séries

(plurisseriado). As formas mais simples são encontradas entre as Cyanobacteria,

Chlorophyta e Rhodophyta. Formas plurisseriadas ramificadas podem estar presentes em

Cyanobacteria, Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta. Existem formas filamentosas

mais complexas, como as que apresentam uma distinção entre porção prostrada e erecta,

ou seja, existem filamentos adaptados para a fixação do talo e filamentos erectos, mais

especializados para a fotossíntese. Esse tipo de talo é comum entre as Phaeophyta,

podendo ocorrer também em Chlorophyta. Certas espécies não apresentam porção

erecta, sendo constituídas apenas por um disco, que fica aderido ao substrato. Este tipo

de organização é denominada de talo crostoso, sendo freqüentemente encontrado sobre

costões rochosos do litoral. Essa crosta é formada pela fusão de filamentos prostrados

fortemente aderidos ao substrato. Estudos recentes de cultivo em laboratório têm

Introdução ao Estudo das Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

78

demonstrado que algumas destas espécies crostosas são fases do histórico de vida de

algas eretas, como Ralfsia/Scytosiphon (Phaeophyta) e Petrocelis/Gigartina (Rhodophyta).

Essa fusão e organização dos filamentos podem ocorrer também na porção ereta, dando

origem a um talo Pseudoparenquimatoso. Essa morfologia é típica de muitas

Rhodophyta, também ocorrendo em algumas Phaeophyta e algumas Chlorophyta

cenocíticas. Está presente também nos corpos de frutificação de alguns fungos

verdadeiros.

3.2) Formas parenquimatosas - No talo verdadeiramente parenquimatoso as

divisões celulares podem ocorrer em qualquer plano, podendo formar um tecido

bidimensional ou tridimensional. Lâminas parenquimatosas de uma ou duas camadas de

células de espessura ocorrem em Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta. Porém, talos

parenquimatosos tridimensionais e mais espessos somente são encontrados em certas

Phaeophyta, todas marinhas, que atingem as maiores dimensões entre as algas (até 60

m). Nessas algas, formam-se tecidos especializados que desempenham funções distintas.

4) FORMAS CENOCÍTICAS

O talo cenocítico é constituído por filamentos tubulares que não estão divididos em

células. Ocorrem exclusivamente em certas espécies de Chlorophyta, sendo a grande

maioria marinha. As formas mais simples são pequenos filamentos não ramificados,

enquanto que podem ocorrer formas maiores, bem ramificadas, formadas por um único

filamento de espessura (uniaxial) ou por vários filamentos justapostos (multiaxial),

formando um talo pseudoparenquimatoso.

Introdução ao Estudo das Algas – Moneras Fotossintetizantes: Divisão Cyanobacteria

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79

MONERA FOTOSSINTETIZANTES: DIVISÃO CYANOBACTERIA

kyanos (grego) = azul

phyton (grego) = planta

A Divisão Cyanobacteria, conhecida como algas azuis ou cianobactérias, inclui

representantes que muitas vezes apresentam coloração azul. No entanto, podem ser

esverdeadas, avermelhadas ou enegrecidas. São organismos procarióticos, como as

bactérias, pertencendo ao Reino Monera.

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Procarióticas.

- Clorofila a.

- Ficobiliproteínas (pigmentos acessórios e reserva de nitrogênio): c-ficocianina,

aloficocianina (azuis), c-ficoeritrina e ficoeritrocianina (vermelhos).

- Xantofilas e carotenos (grandes proporções de β-caroteno).

- Glicogênio (amido das cianofíceas).

- Mucopolissacarídeos (presente na bainha de mucilagem).

- Ausência de flagelos.

COMPARAÇÃO COM OUTRAS BACTÉRIAS

- Cyanobacteria são organismos fotossintetizantes que possuem clorofila a. Bactérias,

quando fotossintetizantes, não possuem clorofila a.

- Cyanobacteria apresenta como produto final da fotossíntese o oxigênio (O2). Bactérias

nunca liberam O2 como produto final da fotossíntese.

- Cyanobacteria não possui flagelos. Algumas bactérias os possuem.

- Cyanobacteria atinge maior complexidade morfológica que bactérias.

Introdução ao Estudo das Algas – Moneras Fotossintetizantes: Divisão Cyanobacteria

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ORIGEM

As cianobactérias representam um grupo monofilético muito antigo, dentro das

Eubactéria, tendo sido os primeiros organismos fotossintetizantes com clorofila a, que

surgiram na Terra, há aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Existem evidências fósseis,

os estromatólitos, que datam do Pré-Cambriano. Estromatólitos são formações calcárias

dispostas em camadas, formados possivelmente por algas azuis. Provavelmente foram os

responsáveis pelo acúmulo de O2 na atmosfera primitiva, o que possibilitou o

aparecimento da camada de Ozônio (O3), que retém parte da radiação ultra-violeta (UV),

permitindo a evolução de organismos mais sensíveis à radiação UV. As cianobactérias são

pouco sensíveis a essa radiação, possuindo um sistema de reparo do material genético.

A fotossíntese em algas azuis é estimulada por baixos teores de O2, refletindo

talvez, sua adaptação à ausência de O2 livre na atmosfera do Pré-Cambriano.

OCORRÊNCIA

As algas azuis podem viver em ambientes extremamente diversos. A maioria é de

água doce, podendo sobreviver a temperaturas de até 74°C em fontes termais (ex.

Synechococcus) ou a temperaturas muitos baixas de lagos antárticos, onde podem

ocorrer sob a calota de gelo. Existem formas marinhas que resistem a altas salinidades,

ou a períodos de dessecamento, como as cianobactérias que habitam o supra-litoral.

Algumas formas são terrestres, vivendo sobre rochas ou solo úmido. Outras vivem em

associações com fungos, como nos liquens Cora e Leptogium, entre outros. Ainda existem

algumas que se associam a outros vegetais (Anthoceros, briófita; Azolla, pteridófita;

Cycas, gimnosperma) ou a protozoários.

MORFOLOGIA

A organização do talo da maior parte das algas azuis é muito simples: podem ser

unicelulares, coloniais ou filamentosas.

As formas filamentosas possuem filamento constituído por tricoma (seqüência linear

de células) envolvido por uma bainha de mucilagem (filamento = tricoma + bainha). Os

filamentos podem ser unisseriados não ramificados ou ramificados. Podem ser ainda,

Introdução ao Estudo das Algas – Moneras Fotossintetizantes: Divisão Cyanobacteria

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plurisseriados.

Quanto à ramificação, pode-se reconhecer:

a) Ramificação verdadeira - quando a ramificação origina-se em conseqüência de

uma mudança no plano de divisão da célula.

b) Ramificação falsa - quando a ramificação origina-se sem que haja uma

mudança no plano de divisão da célula. Ocorre em formas que possuem uma bainha

resistente ou espessa.

ORGANIZAÇÃO CELULAR

São organismos procariontes, sem apresentar portanto, um núcleo organizado ou

organelas rodeadas por membranas. O DNA está disperso no citoplasma.

1) Parede celular - é semelhante à encontrada em bactérias gram-negativas. Essa

parede é complexa e composta por várias camadas. Apenas as duas camadas mais

internas são as mesmas para todas as algas azuis. A estrutura das camadas mais

externas depende das condições ambientais e da quantidade de mucilagem secretada. O

constituinte presente em maior quantidade é um mucopeptídeo (= glicopeptídeo).

Verifica-se a presença de plasmodesmos em formas filamentosas.

2) Bainha - é um revestimento mucilaginoso, externo à parede celular, que está

constantemente sendo secretado. Possivelmente, é composto por ácidos pécticos e

mucopolissacarídeos. Porém, sua estrutura ainda não foi completamente elucidada. Sabe-

se que é constituído por fibrilas embebidas em uma matriz amorfa. Desempenha papel

importante na absorção de elementos traços. A mucilagem “liga-se” a esses elementos,

tornando-os disponíveis para a célula. Essa habilidade dá às cianobactérias vantagens

sobre outras algas do fitoplâncton.

3) Tilacóides - são membranas lipo-protéicas localizadas na periferia da célula.

Provavelmente, originaram-se por invaginações do plasmalema. Os pigmentos

fotossintetizantes localizam-se nos tilacóides.

4) Pigmentos - estão associados aos tilacóides. Podem ocorrer os seguintes

pigmentos:

4.1) Clorofila a: presente em todas as algas azuis. Há provavelmente duas

formas moleculares, com picos de absorção em 580 e 670 nm.

4.2) Ficobiliproteínas: agrupadas em corpúsculos chamados de

ficobilissomos, que se dispõem sobre os tilacóides. Podem estar presentes as seguintes

Introdução ao Estudo das Algas – Moneras Fotossintetizantes: Divisão Cyanobacteria

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ficobiliproteínas: i) c-ficocianina: presente em todas as cianobactérias;

ii) aloficocianina: presente em todas as algas azuis;

iii) c-ficoeritrina: presente apenas em algumas espécies;

iv) ficoeritrocianina: presente apenas em algumas espécies.

4.3) Carotenóides: Entre os carotenos mais comuns, registra-se a presença

de β-caroteno. Quanto às xantofilas, várias delas podem estar presentes porém, não

ocorre luteína.

A concentração desses pigmentos pode variar em resposta à qualidade de luz e

condições ambientais.

5) Carboxissomos (= corpos poliédricos) - correspondem ao centro onde ocorre o

ciclo de Calvin, contendo a enzima Ribulose-difosfato-carboxilase, responsável pela

incorporação do CO2 na seguinte reação:

Ribulose (5C) + Gás Carbônico (CO2) → Glicose (6C)

6) Reserva - possuem grânulos de amido, também conhecidos como amido das

cianofíceas. Esse amido é constituído por uma cadeia altamente ramificada, semelhante

ao glicogênio. Além de reservas de polissacarídeos as algas azuis apresentam grânulos

de cianoficina compostos por polipeptídeos e localizados nas porções periféricas das

células. Esses grânulos são facilmente observados através da microscopia óptica.

Ocorrem também grânulos de polifosfato, comuns em células adultas e ausentes em

células muito jovens. Esses dois tipos de grânulos podem ser facilmente utilizados pelas

algas, quando o ambiente onde ocorrem torna-se desprovido de nitrato e fosfato,

permitindo que as algas continuem com crescimento ativo, mesmo nessas situações.

7) Vesículas de gás - são estruturas que possuem um gás produzido pela

atividade metabólica da célula. São cilíndricas e circundadas por membranas protéicas, e

não lipo-protéicas. Essas vesículas não ocorrem em todas as algas azuis, estando

presentes apenas nas formas planctônicas. Desempenham papel importante na

flutuabilidade do organismo, controlando sua posição na coluna de água. À medida que

aumenta a atividade fotossintetizante, vesículas de gás diminuem e conseqüentemente a

alga afunda. Quando isso ocorre, a alga é submetida a um ambiente com menos luz e

conseqüentemente há uma redução na taxa de fotossíntese e as vesículas começam a se

formar novamente. Desta forma, a célula volta a flutuar.

8) Ribossomos - estão presentes nas células das cianobactérias, sendo

semelhantes aos que ocorrem em bactérias (70S).

REPRODUÇÃO

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Não se conhece reprodução gamética nas algas azuis. Nunca se observou

plasmogamia; no entanto, existem evidências de combinação gênica. Podem se

reproduzir de várias formas:

1) Divisão celular simples - ocorre em formas unicelulares, filamentosas e

coloniais.

2) Fragmentação - ocorre em formas filamentosas e coloniais e corresponde à

separação de partes desses organismos. Cada uma delas dará origem a um novo

organismo.

3) Hormogônios - ocorrem em formas filamentosas. São fragmentos de tricoma

que deslizam na bainha, até a extremidade do filamento, desprendendo-se deste e dando

origem a um novo indivíduo.

4) Endósporo - ocorre no tipo de reprodução assexuada em que a formação de

esporos é feita através da divisão endógena do protoplasto em duas ou mais partes, que

emergem quando a parede se rompe.

5) Exósporo - ocorre no tipo de reprodução assexuada em que a formação de

esporos é feita através de sucessivas divisões em uma das porções terminais de uma

célula (somente ocorre em células que tenham polaridade).

6) Acineto - ocorre em formas filamentosas. Desenvolve-se a partir de uma célula

vegetativa que se torna maior, com reservas (principalmente grânulos de cianoficina) e

com parede espessa. Funciona como um esporo de resistência a condições ambientais

desfavoráveis, que pode ficar dormente por muito tempo (até 64 anos) e depois pode

germinar, originando um novo filamento.

HETEROCITO

É uma célula de conteúdo homogêneo, parede espessa, geralmente maior que a

célula vegetativa, de cor verde-amarelada que pode ocorrer em algumas algas azuis

filamentosas. Está relacionada à fixação de nitrogênio (N2). Nessa célula, ocorre a

conversão de N2 em amônia, através da enzima nitrogenase, na ausência de oxigênio.

Portanto, a atividade dessa enzima é incompatível com a atividade fotossintetizante. A

amônia produzida é usada para formar glutamina que é transportada para outras células

do filamento ou liberada para o meio.

Apesar dessa fixação de N2 ocorrer predominantemente nos heterocitos, verificou-

se que algumas células vegetativas de algas azuis podem fixar nitrogênio em condições

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anóxicas. Entre estas estão espécies unicelulares e espécies filamentosas sem

heterocitos.

Outras possíveis funções relacionadas ao heterocito: i) pode germinar formando um

novo indivíduo; ii) as ligações do heterocito com as células adjacentes representam

pontos de fragilidade do filamento, favorecendo a fragmentação; e iii) talvez esteja

relacionado à diferenciação de acinetos, que sempre se formam a partir de células

vegetativas que estejam adjacentes a heterocitos.

MOBILIDADE

Muitas cianobactérias unicelulares e filamentosas podem apresentar movimento de

deslizamento quando em contacto com o substrato, ou outras algas. Algumas apresentam

um movimento oscilatório nas extremidades. Esse movimento pode ocorrer em resposta a

estímulo luminoso. Possivelmente, essa movimentação é decorrente da contração de

microfibrilas presentes no protoplasto.

TOXINAS

Certas algas azuis podem produzir toxinas e liberá-las para o meio onde vivem.

Existem vários registros no mundo todo de mortes de aves, peixes e mamíferos causadas

pela ingestão de águas contaminadas. Muitas vezes podem liberar substâncias que

causam odor e sabor característicos às águas de reservatórios de abastecimento, como o

ocorrido em Guarapiranga (SP) em 1991.

As substâncias tóxicas isoladas até o presente a partir de cianobactérias de água

doce são de dois tipos: alcalóides (neurotoxinas) ou peptídeos de baixo peso molecular

(hepatotoxinas).

As neurotoxinas atingem o sistema neuromuscular paralisando músculos

esqueléticos e respiratórios, podendo levar à morte por parada respiratória. Podem ser

produzidas por espécies de Anabaena e Aphanizomenon.

As hepatotoxinas agem mais vagarosamente, atingindo o fígado. Causam necrose,

provocando morte por hemorragia. Podem ser produzidas por espécies de Microcystis,

Nodularia, Oscillatoria e Anabaena.

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IMPORTÂNCIA

A grande importância econômica das algas azuis está relacionada às formas

fixadoras de nitrogênio, que quando presentes ou adicionadas ao solo, podem em muitos

casos, substituir ou reduzir a utilização de fertilizantes. Além disto, algumas

cianobactérias são utilizadas como fonte de proteínas (ex. Spirulina).

ASPECTOS ECOLÓGICOS

Nos sistemas ecológicos atuais, as algas azuis são importantes tanto pela produção

fotossintetizante quanto pela fixação de N2.

As cianobactérias que têm a capacidade de fixar nitrogênio apresentam vantagens

em relação a algas sem essa capacidade, especialmente em ambientes pobres em

nitrogênio.

Em ambientes anóxicos algumas algas azuis podem usar H2S como doador de

elétrons, de modo semelhante ao que ocorre em bactérias fotossintetizantes, que não

usam a água como doador de elétrons:

luz 2 H2S + CO2 → (CH2O) + 2S + H2O

clorofila

Têm, portanto, a habilidade de fotossintetizar sob condições aeróbicas ou

anaeróbicas. São fototróficas anaeróbicas facultativas, e preenchem um importante nicho

ecológico nos sistemas aquáticos.

Essa capacidade representa uma vantagem tanto em relação a algas eucarióticas

(restritas a ambientes fotoaeróbicos), quanto a bactérias fotossintetizantes (restritas a

ambientes fotoanaeróbicos). Desta forma, algas azuis com essa capacidade têm

vantagem seletiva sobre organismos em ambientes que flutuam entre essas duas

condições como, por exemplo, certos lagos, que no inverno são anaeróbicos e no verão,

aeróbicos.

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CLASSIFICAÇÃO

São reconhecidas aproximadamente 2.000 espécies, distribuídas em 150 gêneros.

Existem várias proposições de classificação das cianobactérias. Apresentamos a seguir, a

que consideramos mais simples, e não necessariamente a mais natural ou atual.

DIVISÃO: Cyanobacteria

CLASSE: Cyanophyceae

1) Ordem Chroococcales: unicelulares ou coloniais.

2) Ordem Nostocales: filamentosas.

3) Ordem Chamaesiphonales: reprodução por esporos (endósporos ou

exósporos).

PROCLORÓFITAS

pro (grego) = antes de

chloro (grego) = verde

phyton (grego) = planta

As proclorofitas são algas que só foram descritas a partir de 1975. O primeiro

gênero descrito, Prochloron, vive em associação a tunicados marinhos. São algas

procarióticas, como as algas azuis, no entanto, devido à presença de clorofila b e

ausência de ficobilinas, foram consideradas como uma divisão separada. Posteriormente

foram descritos mais dois gêneros, não associados a tunicados.

1) Ocorrência

São encontradas em água doce (Prochlorothrix) ou marinha (Prochloron e

Prochlorococcus), fazendo parte do plâncton, ou associadas com ascídias coloniais.

2) Morfologia

Conhecem-se formas unicelulares e filamentosas não ramificadas.

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3) Organização celular

São procariontes, bioquímica e estruturalmente semelhantes às algas azuis, não

possuindo, no entanto, grânulos de cianoficina.

3.1) Parede celular - é semelhante à encontrada em algas azuis e bactérias

Gram-negativas.

3.2) Tilacóides - encontram-se geralmente agrupados em pares no

citoplasma. Nas cianobactérias eles encontram-se isolados e apresentam ficobilissomos.

3.3) Pigmentos - estão associados aos tilacóides, ocorrendo os seguintes

pigmentos: clorofila a, clorofila b e carotenóides semelhantes aos encontrados em

cianofíceas. No entanto, não apresentam ficobiliproteínas.

3.4) Carboxissomos - estão presentes nas proclorofíceas com função

semelhante à apresentada para cianobactérias.

3.5) Reserva - apresentam amido similar ao encontrado nas algas azuis.

3.6) Ribossomos - possuem ribossomos 70S, semelhantes aos encontrados

em cianofíceas e bactérias.

3.7) DNA - encontra-se geralmente na periferia da célula.

4) Classificação

São descritos apenas três gêneros pertencentes a uma única classe:

Prochlorophyceae.

5) Considerações evolutivas

A descoberta de um procarionte com clorofila b fez com que muitos pesquisadores

acreditassem na possibilidade de que esse grupo pudesse ser o ancestral dos cloroplastos

das algas verdes e outros vegetais “superiores”. No entanto, trabalhos recentes incluindo

estudos moleculares vêm demonstrando grande distância evolutiva entre as

proclorofíceas e os plastos com clorofila b (Palenik & Haselkorn, 1992). Esses mesmos

estudos sugerem que a clorofila b tenha surgido várias vezes durante a evolução (Urbach

et al., 1992). Proclorófita é um grupo polifilético e artificial. Desta forma, atualmente a

maioria dos autores preferem não aceitar a Divisão Prochlorophyta, e reclassificam os

gêneros com clorofila b e ausência de ficobiliproteínas em cianobactérias.

Introdução ao Estudo das Algas – Caracterização e Tendências Evolutivas das Algas com Clorofilas a e b: Divisões Chlorophyta e Euglenophyta

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CARACTERIZAÇÃO E TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS DAS ALGAS COM CLOROFILAS a E b:

DIVISÕES CHLOROPHYTA E EUGLENOPHYTA

DIVISÃO CHLOROPHYTA

chloro (grego) = verde

phyton (grego) = planta

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Eucarióticas.

- Clorofila a e b.

- Xantofilas (principalmente luteína) e carotenos (principalmente β-caroteno).

- Reserva: amido.

- Parede celular: principalmente celulose.

- Presença de flagelos em alguma fase do ciclo de vida.

OCORRÊNCIA

As algas verdes estão presentes nos ambientes mais diversos. A grande maioria das

espécies, aproximadamente 90%, é de água doce, apresentando uma distribuição

cosmopolita, isto é, apresentam ampla distribuição no planeta. É o grupo predominante

do plâncton de água doce. A maior parte das formas marinhas encontra-se em águas

tropicais e sub-tropicais, fazendo parte do bentos. Existem algumas formas terrestres,

crescendo sobre troncos ou barrancos úmidos (ex. Trentepohlia). Outras crescem sobre

camadas de gelo nos pólos (ex. Chlamydomonas). Existem ainda, formas saprófitas (sem

pigmentos) e formas que vivem em associações com fungos (liquens), protozoários,

celenterados (ex. hidras) e mamíferos (pêlos de bicho-preguiça).

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MORFOLOGIA

Existem desde formas microscópicas até formas que podem atingir alguns metros

de comprimento (ex. Codium).

A morfologia é muito diversificada, existindo formas unicelulares, coloniais,

filamentosas e parenquimatosas. Algumas formas coloniais apresentam um número

definido de células para a espécie. Essas colônias recebem o nome de cenóbio. As

formas filamentosas podem ser celulares ou cenocíticas, estas não apresentam paredes

transversais, e são multinucleadas, existem também formas cenocíticas não filamentosas.

ORGANIZAÇÃO CELULAR

A organização celular é eucariótica. Durante a divisão celular, após a formação de

dois núcleos filhos, os microtúbulos podem se dispor de duas formas distintas. Esses

microtúbulos podem se arranjar paralelamente ao plano de divisão da célula (ficoplasto)

ou perpendicularmente a este (fragmoplasto). O comportamento diferenciado desses

microtúbulos durante a divisão celular é considerado de importância filogenética.

1) Parede celular. É constituída por uma estrutura fibrilar embebida em uma

matriz não fibrilar (geralmente hemicelulose). A estrutura fibrilar é geralmente de

celulose, porém em alguns gêneros podem ocorrer polímeros de xilose (ex. Bryopsis e

Caulerpa) ou polímeros de manose (ex. Acetabularia). Alguns gêneros podem apresentar

depósito de carbonato de cálcio na parede.

2) Cloroplastos. Possuem de um a muitos cloroplastos por célula. A forma é

extremamente variável, constituindo um importante critério na classificação das

clorofíceas. Existem cloroplastos na forma de fita, estrelado, laminar, discóide, reticulado,

etc. Ao microscópio eletrônico, verifica-se que muitas algas verdes possuem bandas com

2-6 tilacóides cada. Em alguns gêneros é possível encontrar grana, semelhantes aos

encontrados em plantas vasculares.

3) Pigmentos. Os pigmentos são muito semelhantes aos que encontramos em

plantas vasculares e briófitas. Essa semelhança, juntamente com outras características

em comum, fazem com que alguns autores tratem as algas verdes, plantas vasculares e

briófitas como pertencentes a uma mesma divisão, Chlorophyta.

Estão presentes as clorofilas a e b, e carotenóides, sendo o principal a luteína

(xantofila). Outras xantofilas podem ocorrer, bem como β-caroteno.

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4) Pirenóides. Está presente em muitas algas verdes, ocorrendo um ou mais por

cloroplasto.

5) Reserva. O produto de reserva é o amido, semelhante ao encontrado em

plantas vasculares e briófitas. É armazenado dentro do cloroplasto, associado aos

pirenóides, quando esses existem.

As reações bioquímicas da fotossíntese que levam à síntese de amido são

semelhantes às de plantas vasculares, sendo que muitas destas reações foram

inicialmente estudadas em algas verdes como a Chlorella.

6) Flagelo. Podem apresentar flagelos nas fases vegetativa, reprodutiva ou em

ambas. O número de flagelos por célula é variável, mas geralmente são dois ou quatro

flagelos de tamanho e organização iguais, localizados na região anterior. Podem ser

simples ou plumosos.

A maioria das células flageladas apresenta estigma (mancha ocelar) localizado no

cloroplasto, em posição anterior próximo aos flagelos. A mancha ocelar consiste em uma

ou mais camadas de lipídios localizados no estroma entre a última camada de tilacóides e

o envelope do cloroplasto. Geralmente é alaranjado ou avermelhado pela presença de

carotenóides. Está relacionado à percepção luminosa.

REPRODUÇÃO E HISTÓRICO DE VIDA

Nas clorofíceas ocorre reprodução vegetativa, espórica e gamética. A reprodução

vegetativa ocorre por divisão celular simples ou fragmentação, podem se reproduzir pela

formação de esporos (zoósporos ou aplanósporos).

Quanto à morfologia dos gametas verifica-se a isogamia, anisogamia e oogamia.

Esses gametas podem ser móveis (planogametas = zoogametas) ou imóveis

(aplanogametas).

O histórico de vida é extremamente variável:

1) Haplobionte diplonte. ex. Caulerpa, Codium.

2) Haplobionte haplonte. ex. Zygnema, Spirogyra.

3) Diplobionte isomórfico. ex. Ulva, Chaetomorpha.

4) Diplobionte heteromórfico. ex. Derbesia (2n), alternando com uma fase

n muito diferente, descrita no passado como um gênero distinto, Halicystis.

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CLASSIFICAÇÃO

São referidas cerca de 500 gêneros e aproximadamente 8.000 espécies distribuídas

em quatro classes: Micromonadophyceae, Charophyceae, Ulvophyceae e Chlorophyceae

(Lee, 1989).

EVOLUÇÃO DO GRUPO

Esta linhagem filogenética inclui organismos eucarióticos com clorofila a e b em um

grupo monofilético bem característico: as algas verdes, as briófitas, as pteridófitas e as

plantas com sementes. Alguns autores propõem que essa linhagem seja chamada como

um todo de Chlorophyta que significa literalmente “plantas verdes”. Essa linhagem inclui

praticamente todos os tipos de morfologia vegetativa, de organismos unicelulares até as

complexas plantas terrestres, e talvez, graças a essa grande diversidade de formas, foi a

única linhagem dentro das algas a colonizar com sucesso o ambiente terrestre.

Com o emprego da microscopia eletrônica, novas interpretações surgiram para

explicar tanto a evolução das algas verdes, quanto suas relações com outros grupos,

como Bryophyta e plantas vasculares. Além da presença de fragmoplasto ou ficoplasto,

são levados em conta o arranjo dos microtúbulos na base de inserção dos flagelos e o

sentido em que ocorre o depósito da parede celular durante a divisão (centrípeta ou

centrifugamente). Dados morfológicos e moleculares dividem as plantas verdes em duas

linhagens, a primeira contendo as carofíceas e as plantas terrestres, e a segunda as

demais algas verdes.

A origem dessas linhagens é desconhecida, sendo o ancestral tratado apenas como

um arquétipo unicelular flagelado. É possível que novas informações, sejam de ultra-

estrutura, bioquímica ou biologia molecular, provoquem modificações neste esquema.

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Linhagem das Clorofíceas

Engloba a maioria das Chlorophyta. Algumas características ultraestruturais e

bioquímicas são geralmente comuns a esses organismos:

1) Células móveis simétricas.

2) Flagelo aderido anteriormente, associado a 4 grupos de microtúbulos basais,

arranjados cruciadamente.

3) Ficoplasto: Após a divisão celular o fuso mitótico se dispersa e os dois núcleos

filhos ficam próximos. Surgem microtúbulos perpendiculares em relação aos primeiros

túbulos do fuso mitótico inicial e a parede forma-se ao longo desses microtúbulos,

geralmente por “estrangulamento”.

4) Presença da enzima glicolato desidrogenase.

Linhagem das Carofíceas

Essa linha levou à evolução de Charophyceae (tratada por alguns autores como uma

divisão, Charophyta), Bryophyta e plantas vasculares. Os organismos incluídos nessa

linha geralmente apresentam as seguintes características:

1) Células móveis assimétricas com flagelos laterais.

2) A base do flagelo consiste de uma banda grande e uma pequena de

microtúbulos.

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3) Fragmoplasto: após a divisão celular, o aparato do fuso nuclear não se

desagrega, mas permanece, mantendo os dois núcleos filhos separados, enquanto a nova

parede celular é formada, geralmente através de um depósito em forma de placa.

4) Presença da enzima glicolato oxidase.

Hoje é amplamente aceito que as Charophyceae são o grupo irmão das plantas

terrestres, mas ainda existe controvérsia sobre qual das suas ordens seria mais próxima

das plantas terrestres (Charales x Coleochaetales).

Dentre as algas verdes que são incluídas nessa linha evolutiva, a Ordem

Coleochaetales é a que apresenta características bioquímicas e ultraestruturais mais

próximas de um possível ancestral das plantas vasculares. O gênero Coleochaete,

representante atual dessa ordem, apresenta: i) características ultra-estruturais

semelhantes às plantas vasculares; ii) reprodução oogâmica, com ciclo haplobionte

haplonte; iii) apenas um anterozóide por anterídio; iv) zigoto protegido por células

estéreis. Este germina na planta mãe através de meiose, formando 8-32 zoósporos

biflagelados; v) talo parenquimatoso, pelo menos para algumas espécies (as outras

espécies são filamentosas).

Uma das possíveis explicações para a origem das plantas terrestres a partir de um

ancestral com características semelhantes ao gênero Coleochaete seria o atraso na

meiose, possibilitando o desenvolvimento de um esporófito a partir do zigoto.

GLOSSÁRIO

Grupo irmão: grupo (táxon) monofilético mais próximo de um outro grupo. Ambos os

grupos compartilharam um ancestral comum mais recente do que com outros grupos.

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DIVISÃO EUGLENOPHYTA

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Eucarióticas.

- Núcleo mesocariótico.

- Clorofila a e b.

- Xantofilas (neoxantina e anteraxantina) e carotenos (principalmente β-caroteno).

- Reserva: paramilo.

- Ausência de parede celular.

- Presença de película protéica organizada espiraladamente ao redor do citoplasma.

- Presença de mancha ocelar (= estigma).

- Presença de um ou dois flagelos por célula.

OCORRÊNCIA

São descritas cerca de 800 espécies que ocorrem em ambiente marinho ou de água

doce. Além de formas clorofiladas, existem formas incolores e saprófitas. As euglenofíceas

clorofiladas são comumente encontradas em ambientes ricos em matéria orgânica,

podendo assimilar essas substâncias. O gênero mais estudado é Euglena.

MORFOLOGIA

A grande maioria é unicelular, existindo apenas um gênero colonial. Geralmente,

apresenta um flagelo anterior e mancha ocelar na porção anterior do citoplasma.

ESTRUTURA CELULAR

1) Parede celular - Está ausente. Internamente à membrana plasmática existe

uma película protéica organizada espiraladamente.

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2) Cloroplastos - Os tilacóides estão associados em número de três por banda.

Existem três membranas envolvendo o cloroplasto, sendo a mais externa de retículo

endoplasmático rugoso.

3) Pigmentos - As euglenofíceas fotossintetizantes possuem clorofila a e b, β-

caroteno e xantofilas exclusivas do grupo (neoxantina e anteraxantina).

4) Pirenóides - Podem ocorrer em algumas euglenofíceas.

5) Reserva - O produto de reserva está na forma de grãos de paramilo, que é

também um carboidrato como o amido, mas que não apresenta reação com o iodo. Esses

grãos acumulam-se no citoplasma.

6) Núcleo - Os cromossomos permanecem condensados mesmo durante a

interfase (núcleo mesocariótico), semelhante aos encontrados em Pyrrophyta, que será

tratada mais adiante.

7) Flagelos - Os indivíduos dessa divisão possuem um ou dois flagelos (geralmente

um).

REPRODUÇÃO

Conhece-se apenas reprodução vegetativa, através de divisão longitudinal da célula.

Quando as condições ambientais tornam-se desfavoráveis, o indivíduo, que é

constituído por apenas uma célula, transforma-se em cisto, o qual permanece dormente

até que as condições se tornem favoráveis.

CLASSIFICAÇÃO

São referidos cerca de 40 gêneros e aproximadamente 800 espécies distribuídas em

apenas uma classe: Euglenophyceae.

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS

O cloroplasto de Euglenophyta é considerado como tendo uma origem endo-

simbiótica com algas verdes. Essa suposição está baseada na semelhança entre os

Introdução ao Estudo das Algas – Caracterização e Tendências Evolutivas das Algas com Clorofilas a e b: Divisões Chlorophyta e Euglenophyta

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cloroplastos desses dois grupos. O principal suporte para essa afirmação poderia ser a

existência de formas sem cloroplasto e presença de um envelope triplo nos cloroplastos

nas formas clorofiladas (para maiores informações consultar Lee, 1989; Szé, 1989).

Introdução ao Estudo das Algas – Caracterização, Biologia e Importância das Algas com Clorofilas a e c e Fucoxantina: Divisões Phaeophyta, Bacillariophyta e Pyrrophyta

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CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E IMPORTÂNCIA DAS ALGAS COM CLOROFILAS a E c E FUCOXANTINA:

DIVISÕES PHAEOPHYTA, BACILLARIOPHYTA E PYRROPHYTA

Aqui serão abordados organismos de duas linhagens filogenéticas distintas dentro

dos eucariontes: os estramenopilas e os alveolados, que são considerados grupos irmãos,

ou seja, originaram-se de um ancestral comum a menos tempo do que as demais

linhagens eucarióticas.

1) Linhagem das Estramenópilas:

Essa linhagem inclui organismos autotróficos (algas heterocontes) e heterotróficos

(oomicetos e labirintomicetos, que são estudados no capítulo de Fungos) em função da

presença de uma estrutura flagelar característica. As algas heterocontes (hetero =

diferentes, contes = flagelo), possuem geralmente dois flagelos, um liso e outro plumoso,

formam um agrupamento monofilético com três grupos principais: 1) Bacillariophyta

(diatomáceas), que por sua vez se divide em dois subgrupos também monofiléticos, as

penadas e as cêntricas; 2) Chrysophyta e Eustigmatophyta; 3) Phaeophyta e Xantophyta.

2) Linhagem dos alveolados:

Essa linhagem também inclui organismos autotróficos (parte dos dinoflagelados ou

Pyrrophyta) e heterotróficos (outra parte de Pyrrophyta, ciliados e foraminíferos,

“apicoplexas” - Plasmodium), e foi estabelecida em função da presença de alvéolos

(vesículas membranosas, achatadas que se localizam sob a membrana plasmática).

Introdução ao Estudo das Algas – Caracterização, Biologia e Importância das Algas com Clorofilas a e c e Fucoxantina: Divisões Phaeophyta, Bacillariophyta e Pyrrophyta

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DIVISÃO PHAEOPHYTA

phaios (grego) = pardo

phyton (grego) = planta

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Eucarióticas.

- Clorofila a, c 1 e c

2 .

- Xantofilas (principalmente fucoxantina) e carotenos (principalmente β-caroteno).

- Reserva: laminarina e manitol.

- Parede celular: celulose, ácido algínico e fucoidina.

- Presença de flagelos nos gametas e/ou esporos.

OCORRÊNCIA

São descritos aproximadamente 250 gêneros que se encontram em sua maioria em

águas frias. Existem apenas 4-5 gêneros de água doce sendo o restante marinho. Em

águas claras podem atingir até 220 metros de profundidade.

MORFOLOGIA

Não existem formas coloniais nem unicelulares, exceto gametas e esporos. As

formas mais simples são pluricelulares microscópicas epífitas. As mais complexas podem

atingir até 60 m de comprimento (Macrocystis sp.). A organização do talo pode ser

filamentosa, pseudoparenquimatosa ou parenquimatosa.

1) Talo filamentoso - presente nas formas mais simples, sendo unisseriado ereto,

ramificado ou não, partindo de uma porção prostrada. Portanto, é possível a distinção de

filamentos rasteiros de fixação e filamentos axiais eretos.

2) Talo Pseudoparenquimatoso - é composto por filamentos justapostos, unidos

por mucilagem, em uma massa amorfa ou formando crostas.

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3) Talo Parenquimatoso - é formado por células que podem se dividir em vários

planos, formando um verdadeiro tecido. Esse talo pode ser cilíndrico ou achatado na

forma de fita ou lâmina. Existe uma diferenciação entre medula e córtex. A medula é

constituída por células incolores, enquanto que cloroplastos estão presentes no córtex.

Na medula de certas feófitas como as da Ordem Laminariales, as células cessam a

divisão em determinada fase do crescimento. No entanto, a planta continua a crescer e

essas células passam a ser esticadas. Desta forma, originam-se células longas que na

região de contato com as células adjacentes permanecem com a largura original. Nessa

região de contato, existem poros nas paredes que permitem o transporte de produtos da

fotossíntese, principalmente de manitol. Essas células assemelham-se aos tubos crivados

das plantas vasculares, sendo anucleadas e apresentando muitas mitocôndrias.

CRESCIMENTO

O crescimento das feófitas pode ocorrer de diferentes formas:

1) Crescimento intercalar ou difuso - ocorre quando a maioria das células da

alga é capaz de se dividir. Está presente na Ordem Ectocarpales (ex. Giffordia).

2) Crescimeto tricotálico - as divisões celulares estão localizadas na base de um

ou vários filamentos. Ex. ordens Desmarestiales, Cutleriales e Chordariales (ex.

Levringia).

3) Crescimento apical - ocorre através de uma célula apical (Sargassum), um

grupo de células apicais - meristema apical (Chnoospora), ou uma margem de células

apicais (Padina). Ex. ordens Sphacelariales, Dictyotales e Fucales.

4) Meristema intercalar - o crescimento ocorre através de divisões celulares de

uma zona meristemática (tecido) localizada na base da lâmina. Ex. Ordem Laminariales.

5) Meristoderme - é uma camada superficial de meristema presente nas ordens

Fucales e Laminariales, que se divide e acrescenta células de uma forma centrípeta. Essas

células sofrem divisões periclinais que acrescentam camadas ao córtex, e divisões

anticlinais permitindo o aumento de superfície.

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ORGANIZAÇÃO CELULAR

1) Parede celular - é formada por uma camada mais interna constituída por

celulose, e outra mais externa composta principalmente por ácido algínico e fucoidina,

ambos polissacarídeos. O ácido algínico pode ser encontrado combinado a íons de cálcio,

magnésio e ferro formando alginatos. Algumas algas pardas podem apresentar

calcificação, como espécies do gênero Padina, que possuem depósitos de CaCO3 na forma

de aragonita em sua parede.

2) Cloropastos - estão em número de um a muitos por célula, sendo esse número

utilizado como critério taxonômico, dentro do grupo. A forma é extremamente variada,

existindo formas estreladas, cilíndricas ou lenticulares. Um estudo ultraestrutural dos

cloroplastos mostra que as lamelas estão arranjadas em grupo de três, formando uma

banda. Existe sempre uma banda periférica ao plasto. Envolvendo o cloroplasto, existem

duas camadas de retículo endoplasmático rugoso, sendo que em muitos gêneros, a mais

externa envolve também o núcleo.

3) Pigmentos - possuem além da clorofila a, clorofilas c1 e c2. Entre os carotenos,

o mais comum é o β-caroteno, enquanto que entre as xantofilas, a mais freqüente é a

fucoxantina, um pigmento marrom que é parcialmente responsável pela cor parda dessas

algas.

4) Pirenóides - pode estar presente nas ordens mais primitivas, porém está

ausente nas ordens Dictyotales, Sphacelariales, Laminariales e Fucales.

5) Reserva - os principais produtos de reserva das algas pardas são

polissacarídeos do tipo laminarina e manitol, que ocorrem no citoplasma. Também podem

ocorrer compostos fenólicos agregados formando vesículas de fucosana de coloração

parda. Essas, juntamente com a fucoxantina presente nos plastos, são responsáveis pela

cor parda dessas algas.

6) Flagelos - entre as feófitas não são encontradas células vegetativas móveis,

porém todas produzem células germinativas móveis, sejam os gametas, zoósporos ou

ambos. Geralmente, existem dois flagelos diferentes inseridos lateralmente ou

subapicalmente. Um é longo, plumoso, e o outro curto simples. Nas proximidades do

ponto de inserção do(s) flagelo(s) ocorre a mancha ocelar vermelha constituída por

estruturas lipídicas fotossensíveis.

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REPRODUÇÃO

Ocorre reprodução vegetativa, espórica e gamética nas algas pardas. Quanto à

morfologia dos gametas, verifica-se isogamia, anisogamia e oogamia.

Entre as feófitas adota-se uma nomenclatura especial para as células reprodutivas:

órgãos pluriloculares e uniloculares.

1) Órgão plurilocular - as células produzidas nesta estrutura são móveis e

derivadas de mitose. O órgão plurilocular pode aparecer tanto no gametófito quanto no

esporófito. Quando ocorre no gametófito (n), funciona como um gametângio, produzindo

células haplóides sexuais (gametas). Porém, pode ocorrer desenvolvimento

partenogenético desses gametas. Quando ocorre no esporófito (2n), funciona como um

esporângio, produzindo células diplóides assexuais (esporos).

2) Órgão unilocular - ocorre apenas no esporófito. É formado por uma célula

geralmente grande e esférica, e corresponde ao centro da meiose. Após a meiose

formam-se quatro ou mais esporos haplóides (sempre múltiplos de quatro).

HISTÓRICO DE VIDA

É monofásico (haplobionte diplonte) ou difásico (diplobionte), apresentando espécies

com alternância de geração isomórfica ou heteromórfica.

CLASSIFICAÇÃO

São referidos cerca de 265 gêneros e 1.500-2.000 espécies. Três classes artificiais

podem ser reconhecidas, baseadas no tipo de histórico de vida:

1) Isogeneratae – histórico biológico com alternância de geração isomórfica. Ex.

ordens Ectocarpales, Sphacelariales e Dictyotales.

2) Heterogeneratae - alternância de geração heteromórfica, sendo o esporófito

sempre maior que o gametófito. Ex. ordens Laminariales, Dictyosiphonales e

Chordariales.

3) Cyclosporeae - não há alternância de gerações pluricelulares de vida livre.

Atualmente, interpreta-se a fase macroscópica como sendo o esporófito, enquanto que o

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gametófito seria extremamente reduzido. Os esporângios são formados em cavidades

especiais denominadas de conceptáculos, que podem estar espalhados no talo ou

agrupados em porções dilatadas das extremidades dos ramos, denominadas de

receptáculos. Ex. Ordem Fucales.

DIVISÃO BACILLARIOPHYTA (Diatomáceas)

Essa divisão, juntamente com as divisões Xantophyta e Chrysophyta, é tratada por

alguns autores como três classes (Chrysophyceae, Xantophyceae e Bacillariophyceae)

pertencentes a uma única divisão, Divisão Chrysophyta. Elas apresentam as seguintes

características em comum:

1) Tipo de reserva (crisolaminarina).

2) Pigmentos (clorofila a, c e carotenóides).

3) Estrutura do cloroplasto (três tilacóides por banda, e retículo endoplasmático

rugoso envolvendo o cloroplasto juntamente com o núcleo).

Aqui adotaremos a categoria de Divisão para designar esses três grupos, sendo que

a Divisão Bacillariophyta será a única estudada em maiores detalhes.

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Eucarióticas.

- Clorofila a, c1 e c2.

- Xantofilas (principalmente fucoxantina) e carotenos (principalmente β-caroteno).

- Reserva: crisolaminarina e óleos.

- Parede celular: sílica.

- Presença de flagelo no gameta masculino (Ordem Centrales).

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OCORRÊNCIA

As diatomáceas são os organismos mais importantes do plâncton marinho. Estão

presentes também em ambientes de água doce ou terrestres úmidos. Algumas formas

são saprófitas, enquanto que outras podem viver simbioticamente.

MORFOLOGIA

A grande maioria das diatomáceas é unicelular, porém existem formas coloniais.

São geralmente marrom-amareladas, verde-amareladas ou marrom-escuras.

ORGANIZAÇÃO CELULAR

1) Parede celular - é denominada de frústula, sendo formada por duas partes ou

valvas, que se encaixam: epiteca (maior) e hipoteca (menor). O local de encaixe entre

estas duas valvas é denominado de pleura. Muitas vezes, ocorre a deposição de mais

parede entre as duas valvas, formando bandas. A parede é constituída por sílica e

substâncias pécticas (carboidrato). A sílica confere uma grande resistência a essa

estrutura. Não existem evidências de que haja celulose.

2) Cloroplasto - geralmente dois cloroplastos parietais com um pirenóide central.

Porém, existem gêneros em que ocorre apenas um ou numerosos cloroplastos discóides.

A ultraestrutura desses cloroplastos é semelhante à de Phaeophyta.

3) Pigmentos - possuem clorofila a, c1 e c2. O carotenóide predominante é a

fucoxantina, um pigmento marrom. Possui também β-caroteno e outras xantofilas.

4) Reserva - apresenta crisolaminarina, que se acumula em vesículas no

citoplasma. Apresenta também óleos, que são encontrados nos cloroplastos ou no

citoplasma.

5) Flagelos - estão presentes apenas em gametas masculinos da Ordem Centrales,

um por célula.

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TAXONOMIA

São referidos cerca de 250 gêneros e aproximadamente 100.000 espécies

distribuídas em uma única classe: Bacillariophyceae. Autores mais tradicionais

reconhecem duas ordens com base na simetria da célula:

1) Ordem Pennales - a estrutura da valva é geralmente arranjada em referência a

uma linha central, proporcionando uma simetria bilateral. Existem geralmente dois

cloroplastos paretais, um núcleo central, suspenso por pontes citoplasmáticas, e um

vacúolo central. Na maioria das Pennales, encontra-se no centro da valva, um sulco com

fissura vertical, sem depósito de sílica, denominado de rafe. Ela pode ter forma reta,

ondulada ou sigmóide. Na região central e nas laterais existem espessamentos esféricos

denominados respectivamente de nódulo central e nódulos polares.

2) Ordem Centrales - a estrutura da valva é arranjada em referência a um ponto

central localizado na própria valva dando origem a uma valva cêntrica ou radial, ou é

arranjada em referência a dois, três ou mais pontos, dando origem à valva biangular,

triangular ou poligonal. Nesses casos, a simetria é sempre radiada. Essas células

apresentam numerosos cloroplastos discóides, um núcleo e um grande vacúolo central.

MOVIMENTO

Diatomáceas da Ordem Pennales podem apresentar movimentação. O mecanismo

não está totalmente esclarecido, porém está relacionado com a presença de rafe. Através

de estudos de microscopia eletrônica, verificou-se a presença de fibrilas na região da rafe,

bem como corpos cristalóides, produtores de muco, que facilita a locomoção. O

movimento nessas diatomáceas está na dependência da adesão ao substrato. Os

“caminhos” percorridos dependem da forma da rafe.

REPRODUÇÃO E HISTÓRICO DE VIDA

Nas diatomáceas, ocorre tanto a reprodução gamética quanto a vegetativa e

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espórica.

1) Reprodução vegetativa

Ocorre através da simples divisão celular ou bipartição. Após o aumento do

protoplasto de uma célula, as duas valvas se afastam. No entanto, a divisão plasmática

só ocorre após a divisão mitótica do núcleo diplóide. A seguir, cada célula filha forma uma

nova hipoteca que se encaixa na metade “materna” da carapaça. Desta forma, apenas

uma célula filha mantém o tamanho da célula mãe; a outra é um pouco menor. No

transcurso das sucessivas divisões celulares, uma parte da população vai diminuíndo de

tamanho. Esta redução constante é compensada, em algumas espécies, por um maior

número de divisões da célula filha de maior tamanho. No entanto, quando atinge um

tamanho mínimo, o tamanho inicial é recuperado principalmente através da reprodução

gamética, através do aumento do zigoto.

2) Reprodução espórica

Algumas diatomáceas podem formar estatósporos quando as condições ambientais

tornam-se adversas. Ocorre um espessamento da parede e perda do vacúolo, o que

promove o afundamento da célula na massa d'água. Essas células podem voltar à

atividade quando as condições melhoram. Durante este processo, ocorre um aumento de

protoplasto com conseqüente restabelecimento do tamanho da espécie.

3) Reprodução gamética

3.1) Ordem Centrales - São organismos haplobiontes diplontes e a

reprodução é oogâmica com meiose na formação de gametas. O gameta masculino tem

um flagelo, sendo denominado de anterozóide. Este penetra no oogônio (aflagelado)

através de uma falha nas valvas ou após a oosfera ter sido liberada da parede. O zigoto

que se origina da fecundação recupera o tamanho da espécie. Este é denominado de

auxósporo porém, não é um esporo de resistência, pois assim que se formam as duas

valvas ele inicia o processo de bipartição.

3.2) Ordem Pennales - São também organismos haplobiontes diplontes e a

reprodução é isogâmica com meiose gamética. Duas células vegetativas transformam-se

em gametângios. Colocam-se paralelamente uma a outra e segregam substâncias

gelatinosas (pectinas). Cada célula sofre meiose, dando origem a quatro núcleos

haplóides, sendo que dois degeneram. Desta forma, cada célula fica com dois gametas,

um imóvel e o outro móvel (movimentos amebóides). As duas células abrem-se e o

gameta móvel de cada célula migra para junto do gameta imóvel da outra célula,

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fundindo-se. Os dois zigotos crescem, formando auxósporos. Pode também ocorrer

autogamia (fusão de dois gametas dentro da mesma célula), ou apomixia (célula mãe

desenvolve um auxósporo sem que haja o processo sexual ou redução cromossômica).

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA

Após a morte das diatomáceas, as frústulas, extremamente resistentes devido à

presença de sílica, são depositadas no fundo de lagos ou mares. Esses depósitos podem

atingir proporções significativas, como o de Lampoc na California, de origem marinha, que

possui milhas de extensão e 200 m de espessura. Esses depósitos foram elevados pelas

atividades geológicas. No nordeste do Brasil também existem alguns desses depósitos,

que recebem o nome de terras de diatomáceas. Essas terras de diatomáceas têm

extensivo uso industrial como filtro de líquidos, especialmente em refinarias de açúcar, e

como isolante térmico em caldeiras. São empregadas também como abrasivo. Devido à

resistência das paredes das diatomáceas, as frústulas têm sido preservadas ao longo do

tempo, permitindo uma análise da flora fóssil e conseqüente dedução da temperatura e

alcalinidade das águas de tempos passados. São também utilizadas como indicadores de

camadas que podem conter petróleo ou gás natural.

ASPECTOS ECOLÓGICOS

As diatomáceas estão entre os componentes mais abundantes e importantes dos

ecossistemas marinhos. Algumas diatomáceas liberam substâncias tóxicas e envenenam

a água quando as populações se tornam muito densas, em um fenômeno chamado de

“maré vermelha”, como é descrito mais adiante para alguns dinoflagelados (ex.

Pseudonitschia).

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DIVISÃO PYRRHOPHYTA = DINOPHYTA (Dinoflagelados)

pyrrhós (grego): cor de fogo

phyton (grego): planta

São incluídas predominantemente formas unicelulares biflageladas que ocorrem

principalmente no plâncton marinho. No entanto, existem formas de água doce. Podem

ser fotossintetizantes (algumas simbióticas com animais) ou heterotróficas (saprófitas,

parasitas e holozóicas).

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Eucarióticas.

- Clorofila a e c2.

- Xantofilas (peridinina, neoperidinina, dinoxantina, etc.) e carotenos,

principalmente β-caroteno.

- Reserva: amido e óleo.

- Parede celular: quando presente, é composta de celulose.

- Presença de dois flagelos.

ORGANIZAÇÃO CELULAR

1) Parede celular - quando presente, é composta por celulose. É também

denominada de teca. Essa estrutura é formada por unidades achatadas (placas

poligonais) localizadas em vesículas, que se depositam sob a membrana plasmática.

2) Cloroplastos - ocorrem numerosos por célula, sendo constituídos por bandas de

2-3 tilacóides e o envoltório possui três membranas. Não apresenta retículo

endoplasmático. Algumas formas possuem pirenóides.

3) Pigmentos - nas formas autotróficas ocorrem: clorofila a e c, β-caroteno e

xantofilas exclusivas ao grupo, como peridinina, neoperidinina, dinoxantina e

neodinoxantina.

4) Reserva - os principais produtos de reserva são amido e óleo.

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5) Núcleo - é do tipo mesocariótico, caracterizado pela presença de cromossomos

permanentemente condensados, mesmo na interfase. Esse tipo de núcleo também ocorre

em Euglenophyta.

REPRODUÇÃO E HISTÓRICO DE VIDA

Reproduzem-se vegetativamente através de simples divisão celular. Ocorre também

reprodução sexuada através da formação de gametas (isogamia ou anisogamia). São

organismos haplobiontes haplontes.

ASPECTOS ECOLÓGICOS

Representantes desta divisão podem causar marés vermelhas, que correspondem a

um aumento exagerado do número de indivíduos de uma dada espécie, formando

manchas de coloração visível nos mares, devido à alta densidade. Ocorrem

principalmente em águas costeiras ricas em nutrientes. Entre os principais gêneros

causadores de marés vermelhas destacam-se: Prorocentrum, Ceratium, Cochlodinium,

Gymnodinium e Alexandrium. Podem causar morte de peixes pelo consumo exagerado de

oxigênio e produção de toxinas. Essas toxinas agem no sistema nervoso. Os moluscos

geralmente não são sensíveis mas podem acumular essas toxinas, que podem atingir o

homem e outros mamíferos através da ingestão desses moluscos.

BIOLUMINESCÊNCIA

Alguns gêneros apresentam bioluminescência (ex. Noctiluca). Através da oxidação

da luciferina pela luciferase, ocorre a formação de um produto excitado que libera fotons.

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS

Introdução ao Estudo das Algas – Caracterização, Biologia e Importância das Algas com Clorofilas a e c e Fucoxantina: Divisões Phaeophyta, Bacillariophyta e Pyrrophyta

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Existem algumas evidências de que as Pyrrophyta sejam um grupo

secundariamente fotossintetizante, resultante da simbiose com organismos

fotossintetizantes. Dentre estas evidências, destacam-se:

1) Metade das espécies não tem pigmentos.

2) Cloroplastos envoltos por três membranas.

3) Condição binucleada em certos dinoflagelados. Neste caso, um núcleo é

eucariótico e o outro mesocariótico. O núcleo eucariótico está associado aos cloroplastos,

estando separados do resto da célula por uma membrana.

TAXONOMIA

Reconhecem-se cinco classes, três destas exclusivamente heterotróficas. Apenas as

outras duas incluem organismos fotossintetizantes (classes Dinophyceae e

Desmophyceae).

Introdução ao Estudo das Algas – Caracterização, Biologia e Importância das Algas com Clorofila a e Ficobiliproteínas: Divisão Rhodophyta

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CARACTERIZAÇÃO, BIOLOGIA E IMPORTÂNCIA DAS ALGAS COM CLOROFILA a E FICOBILIPROTEÍNAS:

DIVISÃO RHODOPHYTA

rhodon (grego) = rosa

phyton (grego) = planta

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Eucarióticas.

- Clorofila a e ficobiliproteínas (b, r e c-ficoeritrina, aloficocianina e c e r-ficocianina).

- Xantofilas (zeaxantina, luteína, etc.) e carotenos (principalmente β-caroteno).

- Reserva: amido das florídeas.

- Parede celular: celulose, agar e carragenana.

- Ausência de flagelos em todas as fases de vida, inclusve nos gametas e esporos.

SEMELHANÇAS ENTRE RHODOPHYTA E CYANOBACTERIA

- Ausência de estágios com flagelos.

- Presença de ficobiliproteínas.

- Os cloroplastos de Rhodophyta são semelhantes à célula de uma Cyanobacteria,

que apresentam tilacóides não agregados com ficobilissomos.

DIFERENÇAS DE OUTRAS ALGAS EUCARIÓTICAS

- Ausência de estágios flagelados.

- Presença de ficobiliproteínas.

- Tilacóides não agregados nos cloroplastos.

- Produto de reserva: amido das florídeas.

- Reprodução sexuada oogâmica envolvendo células especializadas femininas

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(carpogônio) e masculinas (espermácio).

OCORRÊNCIA

São na sua maioria algas marinhas bentônicas, existindo poucas espécies de água

doce. Ocorrem desde a região equatorial até as regiões polares, podendo ocorrer até

profundidades de aproximadamente 260 m em regiões de águas com elevado índice de

transparência.

MORFOLOGIA

A maioria é multicelular, existindo poucos gêneros unicelulares. Entre as

multicelulares predominam as formas filamentosas às vezes assumindo formas

complexas, pseudoparenquimatosas. Entre as filamentosas ocorre um tipo peculiar de

talo conhecido como polissifônico. O gênero Porphyra apresenta talo não filamentoso,

membranoso, com duas camadas de células. Quanto ao tamanho variam de

microscópicas até espécies com alguns metros de comprimento.

CRESCIMENTO

O crescimento da grande maioria das algas vermelhas ocorre através de uma ou

mais células apicais, enquanto que nas formas membranosas, o crescimento é difuso.

As espécies filamentosas, com crescimento através de uma célula apical, muitas

vezes apresentam-se com morfologia cilíndrica com um sistema de crescimento uniaxial.

Quando o crescimento ocorre através de várias células apicais, o talo é constituído por

vários filamentos, cada um deles apresentando uma célula inicial apical, constituindo-se

em um sistema de crescimento multiaxial. Nesses dois tipos de crescimento, as células

apresentam-se tão justapostas que em corte transversal podem ser confundidas com

células de um parênquima. É possível uma distinção entre células corticais e medulares.

As células corticais são pequenas e pigmentadas, enquanto que as medulares são

maiores e pouco ou nada pigmentadas.

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ORGANIZAÇÃO CELULAR

O talo é constituído por células eucarióticas. Estas podem estar ligadas às células

adjacentes através de ligações citoplasmáticas (“pit-connection”). Essas ligações

encontram-se preenchidas por polissacarídeos protéicos.

1) Parede celular - é constituída basicamente por duas partes, uma interna e

rígida, formada por microfibrilas de celulose (a maioria das algas vermelhas), e outra

mais externa, mucilaginosa, formada por polímeros de galactanas, como o ágar e as

carragenanas.

Certos grupos de algas vermelhas apresentam deposição de carbonato de cálcio na

parede, dando grande rigidez ao talo. Essa deposição pode estar na forma de aragonita

ou calcita.

2) Cloroplastos - apresentam um número variável de cloroplastos (um a muitos

por célula), geralmente ovais ou discóides, podendo em alguns gêneros apresentar forma

estrelada. Os tilacóides encontram-se livres nos cloroplastos, apresentando ficobilissomos

em sua superfície.

3) Pigmentos

- Clorofila a (presente em todas as algas vermelhas).

- Carotenóides: carotenos - principalmente β-caroteno.

xantofilas - zeaxantina, luteína, etc.

- Ficobiliproteínas: sempre associadas, formando os ficobilissomos. Presentes

as seguintes ficobilinas: c- e r-ficocianina, aloficocianina e b-, r- e c-ficoeritrina. As

ficoeritrinas são as responsáveis pela coloração vermelha que na maioria dos gêneros de

Rhodophyta mascaram a presença de outros pigmentos.

4) Pirenóides - estão presentes em algumas Bangiophycidae e na Ordem

Nemalionales (Sub-classe Florideophycidae).

5) Reserva - o principal material de reserva é o amido das florídeas, que é

armazenado no citoplasma e não nos cloroplastos. Apresenta propriedades entre o

glicogênio e o amido. Reage com iodo formando uma substância de coloração marrom-

avermelhada.

6) Flagelos - as Rhodophyta caracterizam-se pela ausência de flagelos, mesmo nas

células reprodutoras.

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REPRODUÇÃO

Nesse grupo de algas ocorre reprodução vegetativa, espórica e gamética.

A reprodução vegetativa pode ocorrer através da fragmentação do talo.

A reprodução espórica ocorre através da formação de esporos. Quando são

resultantes de meiose, são formados em número de quatro dentro de um esporângio (=

tetrasporângio), recebendo o nome de tetrásporos. Estes podem estar arranjados de

forma cruciada, zonada ou tetraédrica.

A reprodução gamética não é conhecida para todos os gêneros. Nas que possuem

reprodução gamética verifica-se a oogamia. O gameta feminino é denominado de

carpogônio e apresenta uma porção diferenciada, a tricogine, enquanto que o gameta

masculino é denominado espermácio (aplanogameta = aflagelado).

Características do histórico de vida são importantes no reconhecimento taxonômico

de classes, ordens e famílias de Rhodophyta. Esse histórico será exemplificado tomando

como exemplo dois gêneros: Gracilaria (Florideophycidae) e Porphyra (Bangiophycidae).

No gênero Gracilaria, o histórico de vida é trifásico, existindo as seguintes fases:

gametofítica (n), carposporofítica (2n) e tetrasporofítica (2n). O tetrasporófito e o

gametófito são isomórficos e independentes, enquanto que o carposporófito é parasita do

gametófito feminino. Os gametófitos masculinos produzem numerosos espermácios que

são carregados através dos movimentos da água até os gametófitos femininos; estes

possuem células especializadas na superfície do talo, denominadas de carpogônios. Essas

células possuem uma porção alongada que se projeta para o meio, como um pêlo,

denominada de tricogine. É nessa porção que o espermácio vai se aderir. Após a

fecundação o carpogônio origina a fase carposporofítica com número diplóide de

cromossomos. O carposporófito desenvolve-se superficialmente sobre o gametófito

feminino, como parasita deste. É protegido por células do gametófito, formando uma

estrutura típica, como uma urna, denominada de cistocarpo. O carposporófito produz

carpósporos, tipo de esporos diplóides, que são liberados gradativamente através de um

orifício do cistocarpo (ostíolo). Esses carpósporos ao germinarem originam a fase

esporofítica, que se desenvolve e produz tetrasporângios. Estes sofrem meiose, dando

origem a esporos haplóides. Como esses esporos são formados em número de quatro

dentro de um esporângio, recebem o nome de tetrásporos e estão arranjados

cruciadamente. A germinação dos tetrásporos resulta em gametófitos masculinos ou

femininos.

O gênero Porphyra (Bangiophycidae) apresenta um histórico de vida difásico e

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heteromórfico, sendo que as duas fases heteromórficas foram tratadas como gêneros

distintos por muito tempo. A fase “conchocelis” é microscópica e filamentosa, ocorrendo

em camadas internas superficiais de conchas, enquanto que a fase foliácea é

macroscópica, ocorrendo, no Brasil, apenas no inverno-primavera, crescendo no médio-

litoral superior de costões rochosos. Para muitas espécies de Porphyra, o fotoperíodo

(duração dos períodos claro/escuro) desempenha um papel importante no controle desse

histórico de vida. A fase foliácea produz carpogônios muito reduzidos e espermácios. Após

a fertilização, forma-se o zigoto, que se divide várias vezes, dando origem a carpósporos.

Não são formados cistocarpos como em Gracilaria. Esses carpósporos são liberados e

germinam dando origem à fase filamentosa “conchocelis”. Esses filamentos diferenciam

esporos denominados de conchósporos, os quais ao serem liberados, germinam e dão

origem à fase foliácea. A etapa do histórico de vida em que ocorre a meiose pode variar

com a espécie.

CLASSIFICAÇÃO

São referidos 500-600 gêneros e 5.000-5.500 espécies distribuídas em uma única

classe, Rhodophyceae, e duas sub-classes, que podem ser distintas pelas seguintes

características:

Característica Sub-classe BANGIOPHYCIDAE Sub-clase FLORIDEOPHYCIDAE

Núcleos por célula uninucleadas multinucleadas

Cloroplasto Um, estrelado e axial (há exceções) vários, pequenos, discóides, localizados perifericamente

Tipo de crescimento intercalar apical exceção: Corallinaceae e Delesseriaceae

Talo formas unicelulares e pluricelulares pluricelulares

Ligações citoplasmáticas

ausência (exceção: "conchocelis") presença

Reprodução gamética geralmente ausente presente

% em gêneros 1% 99%

Exemplos Porphyra Gracilaria, Centroceras

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116

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS

A linhagem das algas vermelhas foi reconhecida desde o inicio como um grupo

independente e monofilético já que não apresenta formas flageladas e possui uma

composição de pigmentos semelhante ao das cianobactérias. Os dados moleculares

corroboraram a monofilia e independência das algas vermelhas, colocando-as como uma

das principais linhagens dentro dos eucariotos. Dados moleculares apontam as

Chlorophyta e as Glaucocystophyta como os grupos mais próximos das Rhodophyta.

Considerando-se as duas subclasses, Florideophycidae é monofilética e apresenta as

formas mais derivadas, enquanto que Bangiophycidae é considerada polifilética e

apresenta as espécies mais antigas.

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IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DE ALGAS MARINHAS BENTÔNICAS

(Rhodophyta, Phaeophyta e Chlorophyta)

1) ALIMENTAÇÃO - consumo direto

1.1) Homem

As algas vêm sendo usadas como alimento desde tempos muito antigos.

Existem evidências de que elas já eram utilizadas no Japão há 10.000 anos. Atualmente,

os povos orientais utilizam-nas amplamente na alimentação, sendo que os principais

gêneros são apresentados na Tabela 6. Destes gêneros, talvez apenas em quatro deles,

Porphyra, Eucheuma, Laminaria e Undaria, a produção através do cultivo excede o obtido

através de colheita em populações naturais.

Tabela 6. Principais algas marinhas comestíveis.

Algas verdes (Chlorophyta)

Algas pardas (Phaeophyta)

Algas vermelhas (Rhodophyta)

Monostroma Laminaria Porphyra

Caulerpa Undaria Palmaria

Enteromorpha Alaria Gracilaria

Eucheuma

A análise química de muitas algas mostrou que elas apresentam conteúdo

significativo de proteínas, vitaminas (Tabela 7) e sais minerais (Tabela 8). As algas

contêm grande quantidade de polissacarídeos que, de modo geral, não são digeridos

pelos seres humanos. Porém, povos que consomem algas regularmente parecem ter

maior capacidade de digestibilidade, e essa capacidade parece estar relacionada a

modificações da flora intestinal. Quanto às proteínas presentes nas algas, muitas

questões permanecem sobre sua digestibilidade.

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Tabela 7. Teor de vitaminas em algas marinhas e outros alimentos em mg / 100 g e ui = unidade internacional (adaptado de Arasaki & Arasaki, 1983).

A(ui) B1(mg) B2(mg) B6(mg) B12(mg) C(mg)

Porphyra sp. (“nori”) 38.400 0,21 1,00 1,04 13-29 20

Laminaria sp. (“kombu”) 430 0,08 0,32 0,27 0,3 11

Tomate 200 0,08 0,03 0,11 0 20

Espinafre 2.600 0,12 0,30 0,18 0 100

Maçã 5 0,02 0,03 0,03 0 5

Couve 10 0,05 0,05 0,16 0 44

Tabela 8. Teor de sais minerais (mg por 100 g) em algas marinhas e outros alimentos (adaptado de Arasaki & Arasaki, 1983).

CÁLCIO:

Algas Outros alimentos

Hizikia fusiforme 1.400 Gergelim (“sesame seeds”) 1.100

Undaria pinnatifida 1.300 Sardinha seca 330

Laminaria sp. 800 Soja 190

Ulva sp. 730 Leite 100

Porphyra tenera 470 Espinafre 98

FERRO:

Algas Outros alimentos

Enteromorpha sp. 106 Gergelim (“sesame seeds”) 16

Ulva sp. 87 ardinha seca 10

Hizikia fusiforme 29 Soja 7

Porphyra tenera 23 Bife 3,6

Laminaria sp. 15 Espinafre 3,3

IODO:

Algas Outros alimentos

Laminaria sp. 193 – 471 Gergelim (“sesame seeds”) 0,29

Eisenia bicyclis 98 – 564 Sardinha seca 0,15

Sargassum confusum 300 Soja 0,07

Gelidium sp. 160 Bife 0,01

Porphyra tenera 0,5 Espinafre 0,006

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1.1.1) Rhodophyta

- Porphyra spp. (nome comum “nori”) - é usada principalmente no preparo do

sushi, prato típico da cozinha japonesa e tem uma longa história de cultivo entre os povos

da China e do Japão. Neste último país, o cultivo teve início há aproximadamente 300

anos, estando atualmente em um estágio avançado, envolvendo um total controle do

histórico de vida dessa alga. Somente no Japão em 1978, um total de 21.150 t de “nori”

foi produzido, no valor de US$ 540 milhões; sendo portanto, a indústria mais importante

de alimentos de algas do mundo. A produção nestes últimos anos tem aumentado (mais

que 60.000 t ao ano). Atualmente, os valores estão em torno de US$ 1.800 milhões. No

Japão, o cultivo de “nori” envolve populações de pescadores que em determinada época

do ano dedicam-se ao cultivo desta alga e, em outras épocas, à pesca.

- Eucheuma spp. (nome comum ágar-ágar) - é apreciado como alimento,

principalmente entre os povos da China e da Malásia. O nome popular dessa alga, ágar-

ágar, não deve ser confundido com o ficocolóide que será tratado mais adiante. Técnicas

específicas no cultivo dessa alga foram desenvolvidas nas Filipinas, sendo que a produção

anual foi superior a 100.000 t de peso seco, para a produção de carragenana.

1.1.2). Phaeophyta

- Laminaria japonica (nome comum “kombu”) - muitos produtos derivados de

“kombu” são produzidos atualmente. Estes são preparados com carnes, peixes e sopas. O

cultivo tem sido efetuado principalmente na China, onde estudos sobre a biologia e a

ecologia destas algas, têm levado a um sistema de cultivo bem planejado e em larga

escala. Seleções e cruzamentos são técnicas que vêm sendo empregadas na obtenção de

formas mais adequadas ao cultivo. O comércio anual do produto movimenta cerca de US$

600 milhões.

- Undaria pinnatifida (nome comum “wakame”) - é uma alga muito apreciada

como alimento entre os povos do Japão, China e Coréia, sendo utilizada como ingrediente

de sopas e molhos. Tem sido cultivada desde a década de 50. É produzida principalmente

no Japão, China e Coreia, sendo este último o maior produtor atual. A produção anual tem

sido de 20.000 t no valor de US$ 600 milhões.

1.2) Animais - rações

As algas marinhas têm sido regularmente usadas em várias partes do mundo como

alimento para gado, ovelhas, cavalos, porcos e aves domésticas, em áreas onde são

abundantes. Em regiões mais distantes da costa, as algas são secas e acrescidas como

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um suplemento à dieta regular dos rebanhos. Há relatos de que ovelhas podem

sobreviver somente com dieta de algas, mas é recomendado usá-las como um

complemento e não como dieta única. A comercialização de rações à base de algas

movimenta cerca de US$ 15 milhões por ano. Algumas espécies de algas são utilizadas

frescas na alimentação de moluscos e equinodermos em cultivos intensivos (ex. abalone,

gênero Haliotis; ouriço, gênero Loxechinus).

No Brasil alguns autores fornecem dados sobre o teor de proteínas, cinzas e sais

minerais presentes em algas marinhas; porém, parece não existir no mercado nenhuma

ração à base de algas. No entanto, considera-se economicamente viável o preparo de

farinhas de algas, desde que sejam feitos os testes necessários sobre concentrações

ótimas para cada animal e que se mantenha uma composição razoavelmente homogênea.

2) FICOCOLÓIDES

São substâncias mucilaginosas (polissacarídeos coloidais) extraídas de algas. O

interesse comercial nos ficocolóides resulta de seu comportamento em soluções aquosas,

onde eles formam substâncias viscosas ou géis semelhantes à gelatina.

Os ficocolóides são classificados em três tipos principais: alginato, ágar e

carragenana. Dependendo de suas propriedades físicas, esses polissacarídeos terão

emprego determinado. Detalhes da estrutura de muitos deles necessitam ainda

esclarecimentos, não apenas pela complexidade das moléculas, mas também pela

necessidade de técnicas requintadas para sua análise.

2.1) Alginatos

O ácido algínico e seus vários sais, presentes na parede celular, constituem-se em

ficocolóides característicos das algas pardas. São polímeros dos ácidos L-glururônico e D-

manurônico.

Os alginatos são usados como agentes gelificantes, estabilizantes e emulsificantes.

Impedem a formação de cristais macroscópicos de gelo em soluções aquosas, mesmo

quando submetidos a temperaturas muito baixas, tendo portanto, grande importância nas

indústrias de sorvetes. Atualmente, vêm sendo utilizados na indústria de tecidos, onde

têm se mostrado superior aos outros géis. Vêm sendo também utilizados com sucesso na

indústria de tintas por manter os pigmentos em suspensão. Outra aplicação está na

indústria da cerveja, permitindo a formação da espuma, por formar uma película

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resistente às bolhas decorrentes da agitação do líquido.

Os principais gêneros utilizados para produção de alginato são: Macrocystis,

Laminaria e Ascophyllum, todos característicos de águas frias. O gênero Macrocystis é

coletado de populações naturais na costa oeste dos EUA. O gênero Laminaria vem sendo

cultivado intensamente na China, onde a produção ultrapassou 200.000 t de algas secas

por ano. Uma significante parcela desse material é utilizado nas indústrias de alginato da

própria China. Aproximadamente 27.000 t de alginatos com valores de US$ 230 milhões

foram comercializados em 1990.

2.2) Carragenanas

São polissacarídeos presentes na parede celular de algas vermelhas. São polímeros

de D-galactose que se caracterizam por apresentar grupos sulfatados.

As carragenanas são agrupadas em três famílias: lambda carragenano, kappa

carragenano e iota carragenano. Cada uma apresenta propriedades físicas diferentes,

tendo diferentes aplicações industriais. Têm numerosas aplicações como na indústria

farmacêutica, cosmética e de tintas; porém, a maior aplicação está na indústria

alimentícia onde, devido a suas propriedades gelificantes e estabilizantes são utilizados na

fabricação de queijos, cremes e gelatinas. É conhecido com o nome comercial de “musgo

da Irlanda”. No início da década de 90 foram produzidas 15.500 t ao ano de carragenanas

no valor de US$ 100 milhões.

Os principais gêneros produtores de carragenana são: Chondrus, Eucheuma,

Kappaphycus, Gigartina, Iridaea e Hypnea. Os únicos que vêm sendo cultivados

comercialmente são Eucheuma e Kappaphycus.

2.3) Ágar

É uma família de polissacarídeos presentes em algas vermelhas, que apresenta

estruturas de D e L-galactose. Alguns ágares possuem um baixo teor de sulfato, o que

lhes confere uma alta força de gel.

O ágar, além de ter as aplicações das carragenanas, pode ser usado na preparação

de meios de culturas, sendo a matéria prima básica na biologia molecular. A utilização do

ágar para preparação desses meios deve-se principalmente a: i) formação de gel em

baixas concentrações; ii) baixa reatividade com outras moléculas; e iii) resistência à

degradação pelos microrganismos mais comuns.

Preparações comerciais de ágar são obtidas principalmente de espécies de Gelidium

e Gracilaria. Gelidium, juntamente com Pterocladia, fornecem um ágar excelente para

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microbiologia. Tentativas de cultivo dessas algas, principalmente Gracilaria, vêm sendo

realizadas em vários países, alcançando grande sucesso no Chile que é hoje seu maior

produtor.

A partir de frações menos iônicas do ágar, sob condições controladas, obtém-se a

agarose, que é um produto altamente refinado e tem sido amplamente utilizado na área

biotecnológica. Aproximadamente US$ 50 milhões de agarose são comercializados

anualmente, sendo que alguns produtos chegam ao preço de US$ 5.000 o kilo.

3) FERTILIZANTES

O valor das algas como fertilizantes tem sido repetidamente demonstrado,

principalmente em fazendas próximas ao mar. As algas são coletadas, ou se aproveita o

material atirado à praia. Contribuem principalmente como fontes de nitrogênio e potássio,

porém, apresentam baixo teor de fósforo. As algas calcárias têm sido usadas em solos de

pH ácido, como corretivo do solo, em vários países como Inglaterra, Escócia, Irlanda e

Dinamarca. A comercialização de fertilizantes a base de algas movimenta US$ 15 milhões

por ano.

No Brasil, o uso de algas como fertilizantes é esporádico e artesanal. No entanto,

ocorrem extensos depósitos de algas calcárias na costa brasileira, que constituem atrativa

fonte de calcário. Sua exploração entretanto, deve ser acompanhada de estudos

especialmente planejados para verificar os efeitos dessa exploração em outros recursos

biológicos de importância econômica.

4) FICOBILIPROTEÍNAS

São proteínas que contêm pigmentos e que atingem alto valor comercial, sendo

utilizadas como marcadores fluorescentes com muitas aplicações em áreas de

biotecnologia como por exemplo, na histoquímica. São encontradas principalmente nas

algas vermelhas e o produto mais importante é a r-ficoeritrina, extraída principalmente de

espécies de Porphyra. Técnicas sofisticadas são necessárias para a separação e

purificação desse produto, o que faz com que o preço final atinja valores altos no

mercado.

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5) β-CAROTENO

Pode ser encontrado em diferentes vegetais e algas. Comercialmente é obtido

artificialmente ou através do cultivo de microalgas pertencentes ao gênero Dunaliella.

Esta clorofícea unicelular é cultivada em lagos altamente salinos, em locais com alta

intensidade luminosa. Nessas condições, as células acumulam mais de 5% de β-caroteno.

Esse pigmento é conhecido como um antioxidante potente e vem sendo usado como

complemento alimentar. Existem controvérsias sobre a eficácia do produto sintético, que

pode ser obtido por um custo inferior ao produto natural. O mercado atual movimenta

cerca de US$ 100 milhões de β-caroteno extraído de algas por ano.

6) MEDICINA

Preparações com base em algas têm sido usadas há séculos pelas populações,

devido às propriedades medicinais. Algas pardas, como por exemplo a Laminaria, são

efetivas na cura do bócio, devido ao alto teor de iodo. Outras algas têm sido usadas com

vermífugos e outras para combater o escorbuto, como a Porphyra. Atualmente, muitos

estudos vêm sendo realizados com o objetivo de se isolar compostos que tenham ação

farmacológica.

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Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

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127

EXERCÍCIOS: ALGAS

Nas aulas práticas serão desenvolvidos três exercícios com base no estudo do

material coletado pelos próprios alunos durante excursão a ser realizada para o litoral.

Durante três aulas práticas posteriores à excursão, os alunos terão a oportunidade de

identificar e estudar a organização vegetativa e reprodutiva das algas coletadas.

A seguir, apresentamos os guias de excursão, de atividades de laboratório e de

apresentação destes exercícios, que deverão ser lidos com atenção. As atividades

propostas para a excursão deverão ser divididas entre os participantes de cada equipe. O

guia deverá ser levado para o local de coleta, visando sanar dúvidas durante o trabalho

prático.

GUIA DE EXCURSÃO AO LITORAL

LEIA ESTE GUIA antes da viagem, verificando os procedimentos de coleta e

providenciando o material necessário. O aproveitamento das aulas práticas subseqüentes

a esta viagem dependerá da qualidade do material coletado.

I) Objetivos:

(a) Observação das populações de algas marinhas, in situ, sua distribuição

vertical e associações mais evidentes.

(b) Aprendizado das técnicas de coleta e preservação de algas bentônicas e

planctônicas. Coleta de material de algas marinhas para estudo em aula prática.

II) Material por equipe.

A) Material de coleta:

1) Balde com tampa hermética e volume de pelo menos três litros (pode ser

conseguido em qualquer pizzaria);

2) Sacos plásticos para coleta (resistentes e sem furos):

- tamanho 30 x 24 cm - 20 unidades;

- tamanho 15 x 12 cm - 50 unidades;

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

128

- sacos plásticos pretos (lixo) - volume = 20 L - 3 unidades;

3) Elásticos de dinheiro para fechar os sacos com alga - 50 unidades;

4) Etiquetas confeccionadas pelos alunos a partir de papel vegetal cortado em

retângulos de 3 x 2 cm - 50 unidades;

5) Espátula - uma por aluno;

6) Luvas cirúrgicas para manipular formol;

7) Lupa de mão;

8) Caderno, lápis, borracha, etc, para anotações e desenhos;

9) Caneta para retro-projetor;

10) Fita adesiva para etiquetar baldes (usar caneta de retroprojetor);

11) Guia de excursão (este aqui) - não esqueça!

12) Prancheta para anotações, envolvida por saco plástico em caso de chuva;

13) Máquina fotográfica (caso a equipe tenha interesse em fotografar algas

em seu ambiente natural) - não obrigatório.

B) Material de uso pessoal:

1) Trajes de banho;

2) Alpargata com solado de corda ou tênis (que não escorregue quando

molhado);

3) Chapéu;

4) Toalha;

5) Autan ou óleo para evitar borrachudos;

6) Lanche;

- Não há lugar para trocar de roupa; viaje já com o traje de banho.

- Tome cuidado para não escorregar, especialmente em pedras molhadas

e locais varridos pelas ondas.

- Pessoas alérgicas a picadas de borrachudo devem usar roupa

completa.

III) Atividades:

A) Grupos de trabalho.

1) Cada equipe deverá acompanhar o professor ou monitor que lhes foi

designado.

2) Um membro da equipe deve anotar as observações ambientais e etiquetar

o material coletado. O outro fará a coleta propriamente dita.

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

129

B) Como coletar algas planctônicas.

O plâncton será coletado através de uma rede de malha de proporções

reduzidas (malha = 40 µm). Um representante da equipe deverá passar a rede na

superfície da água, em local não agitado, evitando desta forma, que a rede colete muitos

resíduos que se encontrem em suspensão na coluna de água. A rede deverá ser arrastada

por aproximadamente 10-15 minutos. Tome cuidado para não arrastar a “boca” da rede

junto ao fundo arenoso, isto pode acarretar a coleta de areia ao invés de plâncton. Após a

coleta, o líquido presente no frasco localizado na porção terminal da rede deverá ser

cuidadosamente transportado para frascos destinados à fixação e transporte do plâncton.

REDE DE PLÂNCTON

sentido da água

C) Como coletar algas bentônicas.

1) Colete apenas o material necessário para seus estudos no laboratório. Não

colete em demasia ou o que não pretenda estudar. Use lupa de mão se necessário.

2) Selecione os exemplares a serem coletados. Escolha plantas inteiras, com

base, bem desenvolvidas e férteis (com estruturas de reprodução), sempre que possível.

3) Não arranque simplesmente as plantas de seus substratos. Esse

procedimento faz com que se colete apenas fragmentos dos indivíduos, o que poderá

dificultar a identificação do material. Segure a planta com a mão esquerda e com a direita

introduza uma espátula entre a base da alga e o substrato para que se remova um

espécime completo.

4) Após a coleta, o material deverá ser lavado em água do mar para remover

areia e animais.

5) Coloque as plantas em sacos plásticos adequados a seu tamanho. As

plantas coletadas devem ser mantidas apenas úmidas. Não coloque água nos sacos ou

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

130

vidros. Diferentes espécies deverão ser colocadas em sacos plásticos individualizados e

esses sacos menores separados em sacos maiores por Divisão ainda durante a coleta:

algas pardas, algas vermelhas e algas verdes.

6) Todos os materiais coletados deverão ser etiquetados. As etiquetas devem

ser de papel vegetal grosso escritas a lápis e conter as seguintes informações:

nome do coletor;

local e data da coleta;

altura em relação ao nível da água (supra, médio ou infralitoral);

local batido, protegido ou poça;

planta de sol ou sombra;

cor do material ao ser coletado;

outras informações que forem consideradas pertinentes.

7) Proteja o material coletado do sol direto. Guarde-o em local fresco, na

sombra, até que seja fixado.

8) Cada balde deverá ser etiquetado com as seguintes informações: número

da equipe, nome dos participantes e período (noturno ou diurno).

D) Preservação.

1) A preservação das algas planctônicas e bentônicas será feita com formol

comercial diluído à 4% em água do mar (40 ml de formol para 960 ml de água do mar).

2) Acrescente um volume necessário para embeber as algas contidas no saco

plástico. Não exagere na quantidade de solução.

3) Guarde o material fixado na sombra até que o mesmo seja transportado

para o laboratório.

EXERCÍCIOS EM LABORATÓRIO

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

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131

E APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

Os exercícios referentes às algas coletadas e estudadas devem ser apresentados ao

final de cada aula prática (total: três exercícios – um por aula).

Importante: não serão aceitos exercícios após o término da aula prática.

A) Atividades de laboratório.

Inicialmente, a equipe deverá localizar seu material (balde com tampa devidamente

etiquetado com: o número da equipe, nome dos participantes e período - noturno ou

diurno). As algas a serem estudadas durante a aula deverão ser lavadas delicadamente

em água de torneira para retirar o excesso de formol (cuidado para não perder algas

muito pequenas!).

Lembre-se que o formol é tóxico. Portanto, cuidado ao manipular os sacos plásticos

contendo fixador. Faça esse procedimento nas pias do laboratório de preferência

utilizando luvas cirúrgicas. Não deixe o líquido respingar sobre as bancadas. Caso isto

ocorra, lave imediatamente com água e enxugue com papel absorvente. Reúna os sacos

plásticos a serem descartados em um único saco antes de colocá-los no lixo.

Após o estudo, as algas deverão ser herborizadas. O material necessário para a

herborização estará disponível no laboratório.

O estudo deverá ser realizado na seguinte seqüência, que corresponde àquela

normalmente seguida nas pesquisas da área de taxonomia:

1. Identificação - o material em estudo deverá ser identificado utilizando-se de

uma chave dicotômica que será fornecida pelos professores.

2. Confirmação do gênero - após a determinação do gênero, os alunos deverão

compará-lo à descrição e figuras fornecidas por um livro texto, indicado no item

Referências. Cada equipe deverá dispor de pelo menos dois livros durante as aulas

práticas. Sem estes, será impossível o desenvolvimento do projeto. Caso o gênero não

corresponda à descrição do material em estudo, a equipe deverá voltar à chave de

identificação e tentar encontrar seu erro.

3. Descrição - após se certificar da identificação correta, a equipe deverá fazer

uma descrição do material em estudo, incluindo apenas as características presentes em

seu material e as importantes para a diferenciação com outros gêneros. Devem ser

também confeccionadas figuras.

Após o término do trabalho prático, o tempo disponível ao final de cada aula deverá

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

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132

ser utilizado para a organização dos dados e preparação do exercício para entrega.

B) Atividades durante o desenvolvimento dos exercícios em laboratório.

Foram planejadas três aulas para o desenvolvimento desses exercícios. Os

professores juntamente com as equipes deverão selecionar os materiais a serem

estudados em cada aula. Esses materiais deverão ser incluídos no exercício a ser

entregue ao término da aula. Isto não impede que outras algas sejam observadas

durante as aulas práticas, caso haja tempo, porém, não devem fazer parte do texto para

avaliação.

Aula I.

Phaeophyta - um exemplar filamentoso e dois exemplares parenquimatosos.

Bacillariophyta e Pyrrophyta - três exemplares (total).

Aula II.

Rhodophyta - um exemplar filamentoso simples, um exemplar pseudoparênquima-

toso (calcificado ou não) e um exemplar parenquimatoso.

Aula III.

Euglenophyta - um exemplar.

Chlorophyta - um exemplar filamentoso, um exemplar parenquimatoso e um

exemplar cenocítico.

C) Forma de apresentação dos exercícios (um por aula).

Os exercícios propostos têm como objetivo o treinamento nos procedimentos

básicos de identificação, ilustração e descrição dos táxons de algas selecionados. Além

disso, durante seu desenvolvimento o aluno terá oportunidade de entrar em contato com

a morfologia vegetativa e reprodutiva dos grupos estudados.

1) Título - deve ser conciso e refletir o conteúdo do exercício.

2) Sinopse dos gêneros identificados na aula, os quais deverão estar ordenados

segundo seus posicionamentos taxonômicos dentro de um sistema de classificação.

3) Descrição detalhada de cada táxon, iniciando pelo aspecto macroscópico ou

aparência geral do organismo estudado.

4) Figuras de cada táxon estudado, incluindo detalhes das estruturas reprodutivas

observadas.

5) Observações feitas em campo sobre o ambiente em que foi encontrado cada

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

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133

táxon.

D) Material necessário para a realização do trabalho prático em sala de

aula.

Além do material já pedido para as primeiras aulas práticas (lâmina, lamínula,

pinça, etc.) e dos materiais solicitados para a excursão, cada equipe deverá trazer para

as aulas práticas dois livros para auxiliar na identificação e uma cópia xerox do glossário

que se encontra nas últimas páginas do livro Bold & Wynne (1985).

E) Herborização.

O material estudado durante um projeto taxonômico deve, via de regra, ser

depositado em um herbário, para que seja possível posteriormente seu estudo por outras

pessoas. Por isso, o curso deverá incluir um período de tempo ao final de cada aula em

que o material estudado será herborizado, sendo então repassadas técnicas para esse

procedimento. Dessa forma, o material estudado por sua equipe não deverá ser

desprezado, mas sim guardado para herborização. Um exemplar de cada táxon

herborizado fará parte do exercício diário.

REFERÊNCIAS BÁSICAS PARA OS EXERCÍCIOS

Bold, H.C. & Wynne, M.J. 1985. Introdution to the algae. Struture and reproduction. 2nd

Ed. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs.

Joly, A.B. 1957. Contribuição para o conhecimento flora ficológica da Baía de Santos e

arredores. Bolm Fac. Filosofia, Ciências Univ. S. Paulo. Ser. Bot. 14: 1-196.

Joly, A.B. 1965. Flora marinha do litoral norte do Estado de São Paulo e regiões

circunvizinhas. Bolm Fac. Filosofia, Ciências Univ. S. Paulo. Ser. Bot. 21: 1-393.

Joly, A.B. 1967. Gêneros de algas marinhas da costa atlântica latino-americana. Editora

da Universidade de São Paulo, São Paulo.

Joly, A.B. 1975. Botânica. Introdução à taxonomia vegetal. Editora da Universidade de

São Paulo, São Paulo.

Lee, R.E. 1989. Phycology. 2nd Ed. Cambridge University Press, Cambridge.

Littler, D.S.; Littler, M.M.; Bucher, K.E. & Norris, J.N. 1989. Marine plants of the

Caribbeans. Smithsonian Institution Press, Washington.

Introdução ao Estudo das Algas – Exercício: Algas

Introdução à Biologia das Criptógamas Departamento de Botânica – Instituto de Biociências – Universidade de São Paulo

134

Raven, P.H.; Evert, R.F.; Eichhorn, S. E. 2007. Biologia Vegetal. 7a ed. Editora Guanabara

Koogan S.A., Rio de Janeiro,RJ, Brasil.

Scagel, R.F.; Bandoni, R.J.; Rouse, G.E.; Schofield, W.B.; Stein, T.R. & Taylor, T.M.C.

1965. An evolutionary survey of the plant kingdom, Wadsworth Publishing Co., Inc.,

California.

Smith, G.M. 1971. Botânica cryptogâmica. Volume I. Algas e Fungos. Fundação Caluste

Gulbenkian, Lisboa.

Sze, P. 1986. A biology of the algae. Wm C. Brown Publishers, Dubuque.

Ugadim, Y. 1970. Algas marinhas do litoral sul do Estado de São Paulo e regiões

circunvizinhas. Tese de Doutorado, Universidade de São Paulo, São Paulo.

Ugadim, Y. 1973. Algas marinhas bentônicas do litoral sul do Estado de São Paulo e do

litoral do Estado do Paraná (Brasil). I-Divisão Chlorophyta. Bolm Botânica, Univ. S.

Paulo 1: 11-77.

Ugadim, Y. 1974. Algas marinhas bentônicas do litoral sul do Estado de São Paulo e do

litoral do Estado do Paraná (Brasil). III - Divisão Rhodophyta (1): Goniotrichales,

Bangiales, Nemalionales e Gelidiales. Bolm Botânica, Univ. S. Paulo 2: 93-137.

Ugadim, Y. 1976. Ceramiales do litoral sul do Estado de São Paulo e do litoral do Estado

do Paraná (Brasil). Bolm Botânica, Univ. S. Paulo 4: 133-172

Van den Hoek, C; Mann, D.G. & Jahns, H.M. 1995. Algae - an introduction to phycology.

Cambridge University Press, Cambridge.

Weberling, F. & Schwantes, H.O. 1986. Taxonomia vegetal. Editora Pedagógica e

Universitária, São Paulo.

CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS

Além do conteúdo (coerência, clareza, objetividade, etc.), serão avaliados os

seguintes itens:

- figuras e legendas; - descrições;

- observações de campo; - identificação;

- citações de nomes científicos; - herbário.

Divisões Bryophyta, Psilophyta, Arthrophyta, Lycopodophyta e Pterophyta

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DIVISÕES BRYOPHYTA,

PSILOPHYTA, ARTHROPHYTA,

LYCOPODOPHYTA E

PTEROPHYTA

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ADAPTAÇÃO DAS PLANTAS AO AMBIENTE TERRESTRE

Acredita-se que as plantas terrestres tenham surgido na era paleozóica, originadas

a partir de ancestrais aquáticos. O primeiro fóssil bem conservado dessas plantas

terrestres primitivas data de 395 milhões de anos, pertencendo ao gênero Rhynia.

Embora diferentes teorias sobre a origem dos vegetais terrestres tenham sido

propostas, todas elas concordam que as plantas terrestres se originaram a partir da

linhagem verde, de algas com clorofila a e b, possivelmente de algum representante do

grupo das Coleochaetales.

Certas algas podem suportar períodos relativamente longos de dessecação, ou

mesmo viver permanentemente em ambientes apenas úmidos, onde raramente ou nunca

ficam imersas em água. No entanto, sua dependência da água é ainda muito grande. A

origem e evolução das plantas terrestres estão ligadas, nesse sentido, ao aparecimento

de adaptações que tornaram os vegetais progressivamente mais independentes do meio

aquático. Entre elas, as mais facilmente observaveis são as morfológicas. No entanto,

modificações de ordem bioquímica, fisiológica e reprodutiva foram tão importantes quanto

estas.

Uma primeira necessidade para a sobrevivência no ambiente terrestre está

relacionada à redução da perda d'água por evaporação, sem o que a planta, em algum

tempo, estaria completamente seca. Várias adaptações podem ser encontradas nas

plantas com essa função. A epiderme é uma camada externa de tecido diferenciado onde

as células encontram-se intimamente justapostas, dificultando a perda de água das

camadas inferiores. Esse tecido torna-se muito mais eficiente com o aparecimento de

uma camada de cera que ocorre sobre a epiderme, denominada cutícula, que reduz

ainda mais a perda de água por evaporação.

Por outro lado, ao impermeabilizar o vegetal, essas estruturas também dificultam a

realização de trocas gasosas, essenciais à fotossíntese e respiração (gás carbônico e

oxigênio, respectivamente), surgindo adaptações como poros e câmaras aeríferas onde

as trocas podem ocorrer com um mínimo de perda de água. Além disso em outros grupos

nota-se o aparecimento de uma estrutura formada por células especialmente

diferenciadas da epiderme, os estômatos, em cujo centro situa-se um poro (ostíolo). A

abertura e o fechamento desse poro permite o controle das trocas gasosas.

Outra adaptação necessária à conquista do ambiente terrestre está relacionada à

absorção de água e nutrientes. No ambiente aquático, todas as células que recobrem o

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vegetal estão em contacto com o meio e podem absorver diretamente água e os sais

minerais nela dissolvidos. No ambiente terrestre esses elementos são obtidos, de forma

geral, do substrato. Rizóides e raízes realizam essa função e, ao mesmo tempo,

permitem melhor fixação e apoio em substrato particulado, no qual os elementos de

fixação existentes nas algas não são eficientes.

O transporte dessa água e sais absorvidos pelas raízes ou rizóides, bem como de

outras substâncias produzidas pela planta também é um problema para as plantas

terrestres. Nas algas, que normalmente estão completamente imersas na água e cuja

espessura jamais ultrapassa poucos centímetros, sendo normalmente muito menor, o

transporte célula a célula pode ocorrer. No ambiente terrestre, a água é proveniente do

solo, sendo necessária sua elevação contra a força de gravidade. Desta forma, o

mecanismo de transporte célula a célula é eficiente apenas em percursos muito curtos, o

que limita o crescimento em altura dos vegetais.

Por outro lado, ao observar-se uma alga qualquer fora da água, por exemplo

durante uma maré baixa, fica evidenciado um outro tipo de problema: a sustentação, que

no meio líquido é dada pela própria água, desaparece fora dela, levando o organismo a

colapsar sobre si mesmo. Além disso, ao se imaginar um organismo de porte arbóreo, fica

evidente também que as células da base seriam esmagadas pelo peso do restante do

vegetal acima delas, o que também limitaria o tamanho.

A adaptação relacionada tanto ao problema da condução de água, sais e outras

substâncias através da planta, como de sua sustentação no meio aéreo foi dada pelo

aparecimento de uma nova substância química, a lignina, em um interessante exemplo

da importância da evolução bioquímica dos grupos vegetais como um todo. Essa

substância deposita-se lentamente nas paredes das células, endurecendo-as e, em última

instância levando-as à morte. Essas células são constituintes do xilema, responsável

tanto pela condução de água e sais minerais como pela sustentação da planta. Células

onde apenas as paredes são lignificadas são denominadas elementos traqueais e

através de seu interior, vazio, ocorre o processo de condução da àgua. Células mais

estreitas com maior grau de lignificação são denominadas fibras, tendo como função a

sustentação do vegetal. Em seu conjunto esses elementos permitiram um aumento

progressivo do tamanho dos vegetais terrestres, proporcional ao seu grau de lignificação.

Durante o processo de ocupação do ambiente terrestre também foi necessário o

aparecimento de adaptações reprodutivas, tendo em vista que as algas dependem da

água para o transporte dos gametas e mesmo para a posterior disseminação de gametas

e esporos. As plantas terrestres consideradas mais primitivas são dependentes da água

Divisões Bryophyta, Psilophyta, Arthrophyta, Lycopodophyta e Pterophyta – Adaptação das Plantas ao Ambiente Terrestre

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também para fecundação, sendo o gameta masculino liberado para “nadar” até o

feminino apenas em ocasiões em que o ambiente apresente suficiente grau de umidade

(gotas de orvalho por exemplo). A independência completa de água no meio externo é

atingida apenas em parte das Gimnospermas e nas Angiospermas, onde há a formação

do tubo polínico durante a fecundação.

Por outro lado, surgiram adaptações para proteção contra o estresse do ambiente

aéreo, passando os elementos reprodutivos a serem protegidos por um envoltório de

células vegetativas.

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DIVISÃO BRYOPHYTA

bryon (grego) - musgo

phyton (grego) - planta

A Divisão Bryophyta compreende vegetais terrestres com morfologia bastante

simples, conhecidos popularmente como “musgos” ou “hepáticas”. São organismos

eucariontes, pluricelulares, onde apenas os elementos reprodutivos são unicelulares,

enquadrando-se no Reino Plantae, como todos os demais grupos de plantas terrestres.

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Clorofila a e b. - Material de reserva: amido.

- Parede celular de celulose. - Presença de cutícula*.

- Histórico de vida diplobionte heteromórfico, esporófito parcial ou completamente

dependente do gametófito*.

- Reprodução oogâmica.

- Esporófito não ramificado, com um único esporângio terminal*.

- Gametângio e esporângios envolvidos por camada de células estéreis*.

*Características que permitem a distinção entre algas e briófitas de forma geral

(grifadas).

OCORRÊNCIA

As briófitas são características de ambientes terrestres úmidos. Entretanto, algumas

apresentam adaptações que permitem a ocupação dos mais variados tipos de ambientes,

resistindo tanto à imersão, em ambientes totalmente aquáticos, como a desidratação

quando atuam como sucessores primários na colonização, por exemplo de rochas nuas ou

mesmo ao congelamento em regiões polares. Apresentam-se entretanto sempre

dependentes da água, ao menos para o deslocamento do anterozóide flagelado até a

oosfera. Não há representantes marinhos.

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HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA

As briófitas são diplobiontes, apresentando alternância de gerações heteromórficas

entre gametófito ramificado, fotossintetizante e independente, e esporófito não ramificado

e ao menos parcialmente dependente do gametófito.

A partir da meiose ocorrida em estruturas especiais do esporófito surgem os

esporos que ao germinarem originam os gametófitos. Os esporos podem originar

diretamente a planta que produzirá as estruturas reprodutivas, normalmente ereta, ou

originar primeiro uma fase filamentosa, com filamento unisseriado, ramificado, com

paredes transversais oblíquas ao eixo longitudinal (protonema), que dará origem a parte

ereta.

Os gametófitos são compostor por rizóides, filídios e caulídios. Os mais simples

não apresentam diferenciação entre filídio e caulídio e geralmente são prostrados, sendo

denominados talosos, enquanto aqueles onde se distinguem essas estruturas,

normalmente eretos, são denominados folhosos.

No ápice dos gametófitos surgem estruturas de reprodução características,

denominados arquegônios, onde se diferencia o gameta feminino (oosfera) e

anterídios, onde se diferenciam os gametas masculinos (anterozóides). Em condições

adequadas de umidade os anterozóides pequenos e biflagelados são liberados pelo

rompimento da parede do anterídeo, enquanto as células do canal do arquegônio

rompem-se, liberando um fluído que direciona os anterozóides até a oosfera, havendo

então a fecundação.

Nas briófitas o zigoto germina sobre a planta mãe e o esporófito resultante

permanece ligado a ela durante toda a sua vida, apresentando dependência parcial ou

total.

Os esporófitos nunca são ramificados e apresentam diferentes graus de

complexidade segundo o grupo à que pertencem, sendo formados por pé, seta e

cápsula. O pé fica imerso no tecido do gametófito e é responsável pela absorção de

substâncias nutritivas e água. Sustentado pela seta encontra-se o esporângio, terminal,

denominado cápsula, apresentando um envoltório de tecido externo com função de

proteção, sendo os esporos diferenciados por meiose a partir de camadas internas (tecido

esporógeno). Em certos casos, quando a cápsula apresenta deiscência (= abertura)

transversal, observa-se um opérculo que se destaca para permitir a passagem dos

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esporos. Os dentes do peristômio (grego: peri = ao redor, stomios = boca), através de

movimentos higroscópicos, devidos à variação da umidade do ar, ajudam na liberação

dos esporos.

A cápsula pode estar parcial ou totalmente coberta pela caliptra que é formada por

restos do tecido do arquegônio transportados durante o desenvolvimento do esporófito, e

fornece uma proteção adicional.

O esporófito, embora sempre dependente do gametófito pode, em certas classes de

Bryophyta, realizar fotossíntese, ao menos durante o início de seu desenvolvimento.

REPRODUÇÃO

Além da reprodução gamética e espórica, já apresentados no histórico de vida, as

briófitas podem apresentar algumas formas de reprodução vegetativa:

1. Fragmentação - desenvolvimento de fragmentos do talo em outro indivíduo.

2. Gemas (ou propágulos) - estruturas especialmente diferenciadas, com forma

definida que darão origem a um novo indivíduo. As gemas são produzidas dentro de

estruturas em forma de taça denominadas conceptáculos.

3. Aposporia - desenvolvimento do esporófito em gametófito sem que ocorra

meiose. Normalmente ocorre a partir de um fragmento da seta cuja regeneração origina

um gametófito. Pode resultar na formação de organismos poliplóides.

4. Apogamia - desenvolvimento do gametófito em esporófito sem que haja

fecundação. Pode ocorrer não apenas a partir de gametas, mas também de filídios ou do

próprio protonema.

CLASSIFICAÇÃO

Na antiguidade, o termo “muscus” era utilizado por estudiosos gregos e romanos

englobando, além das briófitas propriamente ditas, os líquens e algumas algas, plantas

vasculares e mesmo invertebrados.

Embora na Renascença alguns autores tenham estudado gêneros de interesse

médico, Dillenius (1741) em sua obra “Historia Muscarum” foi o primeiro autor a estudar

esses organismos de forma mais compreensiva. No entanto, o trabalho interpreta

erroneamente a cápsula (esporângio) como antera e os esporos como grãos de pólen. Em

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função disso, Linnaeus (1753) em “Species Plantarum” classifica as briófitas como

próximas a angiospermas.

A interpretação correta das estruturas encontradas nesses vegetais, não apenas

referentes ao esporófito, mas também ao ciclo de vida, a função de anterídios e

arquegônios foi dada por Hedwig (1801), permitindo o estabelecimento de bases mais

corretas para sua classificação.

Atualmente, briófitas são separadas pela maioria dos autores em três classes,

Hepaticae, Anthocerotae e Musci (ex. Schofield, 1985). Outros autores tratam essas três

classes como divisões (ex. Raven et al., 2007), segundo tendências relacionadas ao

conhecimento da filogenia desses grupos.

Classe Hepaticae

hepatos (grego) = fígado

Na Classe Hepaticae encontram-se incluídas todas as briófitas com o esporófito mais

simples que conhecemos, isto é aquele no qual não há tecidos estéreis no interior da

capsula. Representantes da Classe Hepaticae podem possuir gametófito taloso, com

simetria dorsiventral, característicos desta classe, havendo também representantes

folhosos.

Os gametófitos apresentam talo de aspecto lobado, fixo ao substrato por rizóides

unicelulares, células com vários cloroplastos, anterídios e arquegônios superficiais. O

protonema é reduzido, constituído por poucas células, sendo considerado por alguns

autores como ausente.

O esporófito é delicado, de tamanho reduzido e geralmente aclorofilado, muitas

vezes não sendo visível a olho nu. A cápsula é simples, sendo envolvida por uma camada

de tecido uniestratificada. A maturação dos esporos é simultânea. A liberação dos esporos

de seu interior é feita através de uma abertura longitudinal dessa parede (deiscência

longitudinal).

A dispersão dos esporos é auxiliada por elatérios, células mortas que ocorrem

entre esporos, apresentando paredes com reforço em espiral que, através de movimentos

higroscópicos, arremessam esses esporos à distância. Os elatérios têm origem também a

partir de células mãe de esporos, não havendo tecido vegetativo no interior da cápsula

das Hepaticae.

A Classe Hepaticae é constituída por cerca de 300 gêneros e 10.000 espécies.

Marchantia polymorpha

O talo de M. polymorpha apresenta uma estrutura das mais complexas entre as

Divisões Bryophyta, Psilophyta, Arthrophyta, Lycopodophyta e Pterophyta – Divisão Bryophyta

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hepáticas. O gametófito tem o corpo vegetativo grande, com 5 – 10 cm de tamanho total,

lobado e ramificado dicotomicamente, em forma de fita estreita com bordos ligeiramente

ondulados. Do lado ventral há duas ou mais fileiras de escamas e rizóides de dois tipos:

uns têm paredes lisas e se desenvolvem predominantemente no sentido vertical

penetrando no substrato, enquanto outros são tuberculados (com espessamento),

desenvolvendo-se predominantemente no sentido horizontal. A superfície dorsal do talo

apresenta-se dividida em áreas losangulares, no centro dos quais há um poro aerífero.

Esse se comunica com câmaras internas, denominadas aeríferas, onde se encontram os

filamentos assimiladores; abaixo dessa região, o parênquima é formado por um talo

não clorofilado que funciona como depósito de material de reserva. Nesse parênquima

encontram-se também pelo menos dois outros tipos de células isoladas, as coradas com

antocianina (avermelhadas) e as que contêm óleo.

No lado dorsal ocorrem estruturas em forma de cálice, denominadas

conceptáculos, no interior dos quais se desenvolvem propágulos pluricelulares de

contorno elíptico comprimido.

Ao invés de ocorrer sobre a superfície do talo, como em muitas outras hepáticas, os

anterídios e arquegônios desenvolvem-se em ramos especiais, ficando elevados sobre o

talo. Esses ramos são denominados respectivamente anteridióforos e arquegonióforos

(grego foros = portador), diferenciando-se por apresentar lobos do ramo masculino mais

fendidos.

O esporófito se desenvolve dentro do arquegônio feminino, constando de um pé,

uma seta curta e uma cápsula, que só emerge do envoltório ao final de seu

desenvolvimento, pela distensão da seta.

Classe Anthocerotae

anthos (grego) = flor

A Classe Anthocerotae é constituída por representantes talosos, com simetria

dorsiventral sendo o talo, de aspecto lobado, fixo ao substrato por rizóides unicelulares.

As células do gametófito apresentam apenas 1 cloroplasto. Anterídios e arquegônios se

encontram imersos no tecido vegetativo, o que constitui uma semelhança deste grupo

com as pteridófitas.

O esporófito é bem característico, não apresentando seta e possuíndo uma cápsula

alongada e clorofilada. A região basal da cápsula apresenta células meristemáticas que

permitem seu crescimento indefinido e a liberação contínua de esporos. A maturação

desses esporos ocorre gradualmente da base para o ápice do esporófito, até que sejam

Divisões Bryophyta, Psilophyta, Arthrophyta, Lycopodophyta e Pterophyta – Divisão Bryophyta

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liberados através de uma fenda longitudinal no ápice da cápsula. É de se destacar a

complexidade do esporófito que possui uma columela central, ao redor do qual se

encontram os esporos em vários graus de diferenciação, os pseudo- elatérios

pluricelulares e higroscópicos e uma camada de tecido pluriestratificada que envolve o

tecido esporógeno, externamente diferenciada em uma epiderme e onde ocorrem as

células com cloroplastos. Na epiderme podem diferenciar-se estômatos não funcionais.

A Classe Anthocerotae apresenta apenas 4 gêneros e 300 espécies. O gênero mais

comum é Anthoceros, sendo abundante em todo o Brasil, cuja descrição, em termos

gerais corresponde à da classe, acima apresentada. O talo desse gênero é multilobado,

carecendo de diferenciação interna, exceto pelas câmaras ventrais de mucilagem que

podem abrigar algas azuis do gênero Nostoc, que ocorrem associadas.

Classe Musci

muscus (latim) = musgo

A Classe Musci é constituída por representantes com gametófitos folhosos de

simetria radial, normalmente eretos, fixos ao substrato por rizóides pluricelulares.

Apresentam vários cloroplastos por célula e desenvolvimento de protonema. Anterídios e

arquegônios são superficiais. Os maiores representantes de briófitas estão nesta classe,

podendo exceder a 30 cm de comprimento, como por exemplo no gênero Dawsonia.

O esporófito é bem visível, clorofilado e bastante diferenciado, apresentando cápsula

envolta por tecido multiestratificado onde a camada externa pode apresentar um tipo

primitivo de estômatos. No interior da cápsula encontram-se os esporos, ao redor de uma

columela. A maturação dos esporos no interior da cápsula é simultânea. A deiscência é

transversal, através da abertura do opérculo, sendo a dispersão dos esporos auxiliada por

movimentos higroscópicos do peristômio.

A Classe Musci é a maior dentre as briófitas, sendo representada por cerca de 700

gêneros e 14.000 espécies.

IMPORTÂNCIA

As briófitas são ecologicamente importantes por serem espécies pioneiras na

colonização, criando condições para a instalação posterior de outros organismos. Por esse

motivo, são plantadas em locais sujeitos à erosão.

O gênero Sphagnum é aproveitado por sua capacidade de absorção e retenção de

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líquidos sendo utilizado, por exemplo, na horticultura ou em derrames de petróleo.

A turfa, utilizada como combustível, é proveniente da deposição de Sphagnum em

lagos de origem glacial no hemisfério norte. A parede celular desse gênero possui grande

capacidade de absorção de bases, ao mesmo tempo em que libera íons H+ levando, em

locais onde suas abundâncias é grande, à acidificação do meio (até pH 3,0) e impedindo a

existência de organismos decompositores. A deposição de sucessivas camadas desses

vegetais mortos leva assim a formação das turfeiras. O uso de turfa na destilação do

uísque escocês dá a essa bebida seu aroma característico.

Gametófito - Resumo das características diferenciais nas três classes de briófitas.

Hepaticae Anthocerotae Musci

Estrutura Taloso ou folhosos Talosos Folhosos

Simetria Dorsiventral ou unicelular Dorsiventral Radial

Rizóides Unicelular Unicelulares Pluricelulares

Cloroplastos/célula Vários Um Varios

Protonema Reduzido Ausente Presente

Anterídios/aruqegônios Superficiais Imersos Superficiais

Esporófito - Resumo das características diferenciais nas três classes de briófitas.

Hepaticae Anthocerotae Musci

Estrutura Pequeno, aclorofilado Grande, clorofilado Grande, clorofilado

Crescimento Definido Contínuo Definido

Seta Presente Ausente Presente

Forma da cápsula Simples Alongada Diferenciada (opérculo,

peristômio)

Maturação dos esporos Simultânea Gradual Simultânea

Dispersão dos esporos Elatérios Pseudoelatérios Dentes do peristômio

Columela Ausente Presente Presente

Deiscência Longitudinal ou irregular Longitudinal Transversal

estômatos Ausente Presente Presente

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INTRODUÇÃO ÀS PLANTAS VASCULARES

As Criptógamas vasculares são assim chamadas por possuir tecidos vasculares que

permitem a condução de água, sais minerais e outras substâncias através do vegetal. As

características que permitem sua diferenciação das briófitas podem ser assim resumidas:

- Presença de tecidos vasculares.

- Lignificação de parte das células (parede celular).

- Histórico de vida diplobionte, com alternância de gerações heteromórfica onde o

esporófito, dependente apenas na fase inicial de seu desenvolvimento, é dominante e o

gametófito, embora diminuto, é independente.

- Grande número de estômatos em todas as partes fotossintetizantes do vegetal.

As criptógamas vasculares, assim como as briófitas, possuem ainda em comum com

as algas verdes o tipo de pigmentos (clorofilas a e b, carotenóides - luteínas, β-caroteno),

amido como substância de reserva, parede celulósica e a presença de flagelos (no caso

das criptógamas terrestres apenas no gameta masculino).

As criptógamas vasculares mantêm ainda a reprodução oogâmica, cutícula,

gametângio e esporângio envolvidos por camadas de células vegetativas e histórico de

vida diplobionte heteromórfico, adaptações já encontradas nas briófitas. São eucariontes,

pluricelulares e fotossintetizantes, pertencendo, portando, ao Reino Plantae (sensu

Whittaker, 1969).

Por essas características as criptógamas vasculares foram englobadas por muitos

autores dentro de uma única divisão, denominada Pteridophyta. Entretanto, as

pteridófitas são bastante diversas entre si, tanto em relação aos tecidos condutores e ao

grau de lignificação, como também no que se refere à morfologia e reprodução, fator que

levaram autores a incluí-las em quatro divisões diferentes, Psilophyta, Lycopodophyta,

Arthrophyta e Pterophyta, como por exemplo no sistema apresentado por Scagel et al.

(1965), adotado nesta apostila. Dados atuais reforçam essa tendência.

No histórico de vida o gametângio feminino, denominado arquegônio, possui em seu

interior o gameta feminino, denominado oosfera. Os gametas masculinos são os

anterozóides. Em condições adequadas de umidade, a parede do anterídio rompe-se e os

anterozóides pequenos e flagelados são liberados, nadando então em direção ao

arquegônio onde penetram por um canal especialmente diferenciado em sua porção mais

alongada, até atingir a oosfera, ocorrendo então a fecundação. O zigoto germina sobre a

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própria planta mãe, dando origem ao esporófito, fase dominante, dependente do

gametófito apenas nos estágios iniciais. O esporófito irá formar, através de meiose,

esporos que, ao germinarem, darão origem a um novo gametófito.

Existem vários tipos de cilindro vascular nas plantas vasculares. Os cilindros

chamados protosteles possuem a parte central preenchida por xilema enquanto

sifonosteles, dictiosteles e eusteles a têm preenchida por parênquima medular (tecido

vivo). O grau de lignificação dos tecidos do caule é pequeno.

As folhas são classificadas em dois tipos, segundo o padrão de vascularização que

apresentam: “folhas” onde os feixes vasculares que se dirigem à nervura foliar não

deixam lacuna no cilindro vascular são denominadas micrófilas, sendo normalmente

menores e apresentando nervuras não-ramificadas; as folhas onde os feixes vasculares

que se dirigem à nervura foliar deixam uma lacuna preenchida por parênquima são

denominadas macrófilas, podendo apresentar tamanho bem maior, com nervuras

ramificadas.

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DIVISÃO PSILOPHYTA

psilos (grego) = nú

phyton (grego) = planta

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Caule vascularizado e fotossintetizante.

- Ausência de raízes (presença de rizóides unicelulares).

- Ausência de folhas (presença de escamas).

- Esporângios terminais reunidos em sinângios.

- Homosporados (um único tipo de esporos).

- Gametófito cilíndrico aclorofilado.

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA

A Divisão Psilophyta compreende os vegetais vasculares mais simples, possuindo

esporófito de tamanho relativamente pequeno quando comparado às demais Pteridófitas,

com caule cilíndrico, fotossintetizante, cilindro vascular tipo protostele, pouco lignificado,

e sem folhas ou raízes, apresentando apenas escamas ou rizóides.

Os esporângios terminais estão situados em ramos laterais muito curtos, reunidos

em grupos de três, formando sinângios. A partir da meiose ocorrida nos esporângios

surgem esporos cujo desenvolvimento origina os gametófitos.

O gametófito monóico é efêmero e diminuto, tendo formato cilíndrico, é saprófita e

independente do esporófito, apesar de ser totalmente aclorofilado. Encontra-se sempre

em simbiose com fungos.

Existem apenas dois gêneros atuais, Psilotum e Tmesipteris, o primeiro

característico de regiões tropicais e o segundo nativo da Nova Zelândia e Austrália.

Embora muitos autores considerem esta divisão a mais primitiva dentre as

pteridófitas, recentemente foi sugerido que ela seria derivada a partir de pterófita, em

função da existência de representantes desse grupo (ex. Stromatopteris), cujos

gametófitos apresentam morfologia semelhante e também são saprófitas com esporófitos

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sem raízes ou com raízes pouco diferenciadas e não funcionais, entre outras

características. Entretanto, esta teoria não foi completamente aceita por muitos botânicos

em função das muitas características distintas entre estes representantes e Psilotum.

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DIVISÃO LYCOPODOPHYTA

lycos (grego) = lobo

podos (grego) = pé

phyton (grego) = planta

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

- Caule, raízes e folhas verdadeiras (vascularizadas).

- Esporângios reunidos em estróbilos.

- Homosporadas ou heterosporadas.

- Gametófito cilíndrico clorofilado.

HISTÓRICO DE VIDA E MORFOLOGIA

A Divisão Lycopodophyta compreende vegetais vasculares cujo esporófito possui

caule, raíz e folhas verdadeiras, vascularizadas (com xilema e floema). As folhas

dispõem-se espiraladamente ao redor do caule e são do tipo micrófila.

No ápice dos ramos férteis encontram-se os estróbilos, estruturas especiais onde

os esporângios encontram-se reunidos, situados na axila de folhas modificadas com

função de proteção.

Nos esporângios, a partir da meiose, diferenciam-se esporos haplóides que originam

os gametófitos. As licopodófitas podem ser homosporadas (ex. Lycopodium sp.) como

briófitas ou psilófitas. Entretanto, alguns gêneros podem apresentar esporângios

diferenciados originando dois tipos de esporos: megasporângios, onde são originados

por meiose quatro esporos de tamanho maior, denominados megásporos,