AULA (BACILLARIOPHYCEAE)-PPW

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Bacillariophyceae (diatomáceas)
Superfilo HETEROKONTA 
Filo OCHROPHYTA
Profa. Dra. Élica Amara Cecília Guedes
Divisão (=Filo) Ochrophyta
(Graham & Wilcox, 2000)
Cloroplastos envoltos por 4 membranas (membrana dupla + envelope do Retículo endoplasmático).
Clorofila a, c1 e c2.
Pigmento acessório: fucoxantina.
Divisão (=Filo) Heterokontophyta
(van den Hoek et al. 1995)
Flagelos distintos. 
Cloroplastos envoltos por 4 membranas (membrana dupla + envelope do Retículo endoplasmático). 
Clorofila a, c1 e c2. 
Reserva principal: crisolaminarina.
 285 gêneros  cerca de 20 mil espécies.
Round & Crawford (1990) 
Van den Hoek et al. (1995)
Espécies fósseis;
Novas espécies que ainda estão sendo descritas;
E outras necessitam de revisão com base em ferramentas modernas de classificação. 
 Constituem um grupo biológico comum.
100.000
Espécies
Características Gerais
 Eucarióticas. 
 Unicelulares (móveis ou imóveis) e coloniais.
 Clorofila “a”, “c1 e c2”. 
 Xantofilas (fucoxantina, diatoxantina e diadinoxantina).
 Carotenos (β-caroteno). 
 Reserva: crisolaminarina, manitol e óleos.
 Parede celular: sílica e substâncias pécticas. 
 Presença de flagelo no gameta masculino (formas cêntricas). 
 Cloroplastos envoltos por 4 membranas.
Ocorrência
 Planctônicas (pelágicas) ou bentônicas (fixos):
Ocorrência
Ambientes aquáticos
Ambiente terrestre (úmido) solo, tronco de árvores, gelo
Ocorrência
Epizóicas 
(conchas, baleia, aves)
Endossimbiontes
Epilíticas (sobre rochas)
Epsâmicas (sobre a areia)
Ocorrência
Epífiticas (em angiospermas e macroalgas)
Pedúnculos longos
Pedúnculos curtos
Ocorrência
Epífiticas (em angiospermas e macroalgas)
Bainha mucilaginosa
Valvas
Organização Celular
Tamanho: aproximadamente entre 2m e 2mm.
Parede celular: composta por silicatos (sílica) e substâncias péctica (pectina), Ornamentação.
Células compostas por 2 metades superpostas. 
O número de plastos varia de 1, 2 ou mais. 
Formas diferenciadas (cêntricas e penadas). 
Organização Celular
Vacúolos contendo polissacarídeo (crisolaminarina e óleos).
Rafe (presente ou não), poros e nódulos (polares e central).
Parede composta de sílica polimerizada (frústula).
Frústula ornamentada dividida em duas metades: epivalva e hipovalva (95 % Si; 5 % pectina).
Organização Celular
Localizados nos cromatóforos com alta % de carotenoides e xantofilas (Fucoxantina, diatoxantina e diadinoxantina).
Clorofila “a” e “c”.
Pigmentos:
Em diatomáceas e dinoflagelados o ciclo da xantofila consiste do pigmento diadinoxantina, o qual é transformado diatoxantina (diatomáceas) ou dinoxantina (dinoflagelados), quando em luz alta.
Organização Celular
 Crisolaminarina (polissacarídeo).
 Substâncias lipídicas (oleoplastos  controle da flutuação). 
 Nunca reservam amido. 
Reserva:
Flagelos:
Flagelos distintos.
Ausentes (formas penadas). 
Presente nos gametas ♂ (formas cêntricas). 
Ausência dos pêlos (mastigonemas).
Organização Celular - Mobilidade
Cêntricas planctônicas:
Mudanças no metabolismo diário ou durante o ciclo reprodutivo.
A célula pode se mover verticalmente na coluna de água, pela regulação iônica.
Flutuabilidade (espinhos, setas, cerdas, processos labiados).
Organização Celular - Mobilidade
Rafe 
Aréolas 
Labiais 
Espinhos
Cerdas 
Setas 
Organização Celular - Mobilidade
Penadas com rafe: 
Produção de mucilagem  para o ambiente pela rafe. 
Envolve fibrilas (rafe), mantendo ligação entre os meios, provocando o deslizamento da célula sobre ou através do substrato.
Organização Celular - Morfologia
 Simetria radial.
 Ausência de rafe.
 Planctônicas.
 Cromatóforos (muitos e pequenos).
 Coloniais e unicelulares.
 Simetria bilateral.
 Presença ou não de rafe.
 Planctônicas ou bentônicos.
 Cromatóforos (2 e grandes).
 Unicelulares e coloniais.
Organização: unicelulares, isoladas ou formando colônias irregulares
Organização Celular - Formas
Naviculiforme
Linear
Triangular
Elíptico
Lanceolada
Circular
Cilíndrico
Nutrição
Autotrófica (fotossíntese). 
Osmotrófica: podem viver no escuro e absorver substâncias orgânicas.
Auxotrófica: absorção de substâncias orgânicas e inorgânicas.
 Inorgânica
- Nitrogênio
- Fósforo
- Sílica
- Metais
 Orgânica
- Vitaminas
- Carboidratos
- Lipídios
- Proteínas
Reprodução (assexuada e sexuada)
Assexuada:
A célula-mãe origina 2 células-filhas, cada uma recebendo uma valva da célula original, que será a nova epivalva. A divisão termina com a formação de novas hipovalvas. 
Reprodução (assexuada e sexuada)
Ao atingir 1/3 do seu tamanho  através da divisão vegetativa. Restauram o tamanho celular através da divisão sexuada com a formação de auxósporos, originados do desenvolvimento do zigoto.
Sexuada:
Reprodução (assexuada e sexuada)
Reprodução (assexuada e sexuada)
Diatomáceas marinhas podem formar estatósporos (esporos de resistência).
- Espessamento da parede.
- Perda do vacúolo.
- Retornam a atividade em condições favoráveis.
Oogâmica:
gametas ♂ flagelados: diatomáceas cêntricas.
 Anisogâmica: penadas sem rafe.
sem gametas flagelados: diatomáceas penadas.
 Isogâmica:
Reprodução gamética
Ciclo de Vida de Diatomáceas
(A) Reprodução Assexuada: célula original diplóide 
(1); crescimento, com adição de cíngulos 
(2 e 3); início da fissão binária do protoplasma 
(4); efetivação da fissão binária do protoplasma 
(5); individuação dos novos protoplasmas (6); formação de novas frústulas e isolamento dos protoplasmas 
(7-9); meiose gerando 4 novos protoplasmas no interior da frústula mãe 
(10); liberação da frústula mãe e morte de três dos quatro protoplasmas formados antes 
(11); desenvolvimento do protoplasma restante 
(12); fusão de núcleos e protoplasmas diferentes; formação de auxósporo 2n 
(13); desenvolvimento do auxósporo 
(14); geração de frústula e transformação em célula diatomítica.
O auxósporo é um zigoto nu, ou seja, sem frústula, que cresce até alcançar um tamanho satisfatório para a formação de novas frústulas.
Amnesic Shellfish Poisoning - ASP
Denominada de envenenamento amnésico através de moluscos. 
Descoberta pela 1ª vez em 1987  surto de toxinfecções causado por mexilhões (costa nordeste do Canadá).
Mais de 100 pessoas foram afetadas  morte de 3 idosos. 
Composto tóxico (neurotoxina): ácido domóico ou DA.
Princípio  anti-helmíntico.
1ª vez que o composto (DA)  associado a intoxicações humanas
Amnesic Shellfish Poisoning - ASP
Quadro Gastrintestinal:
Dores agudas, alucinações, convulsão.
Pacientes idosos: lesões cerebrais, coma e morte. 
Associação = perda de memória e idade.
Perda de memória (pacientes acima de 50). 
Quadro Neurológico: 
Náuseas, vômitos, diarreia, cólicas abdominais.
(Pseudonitzschia pungens e P. australis)
A descoberta foi uma surpresa
Continua sendo exceção no protagonismo ocupado pelos dinoflagelados
Importância
Responsáveis por 25% da produtividade 1ª mundial.
45% da produção 1ª oceânica.
Fonte 1ª de alimentos para animais aquáticos.
Fornecem carboidratos essenciais, ácidos graxos, esteróis e vitaminas para os consumidores. 
Bioindicadores da qualidade da água.
Produzem ficotoxinas causadoras de problemas gástricos, neurológicos, coma e morte de mamíferos. 
Importância
Thalassiosira pseudonana 
(cultivos de ostras)
Cultivo (maricultura, carcinocultura, piscicultura)
Chaetoceros 
Importância
Filtros 
Produção de abrasivos 
Aditivos de tintas
Isolantes em fornos 
Indicadores de estratos 
Corantes 
DIATOMITO
Morte celular  as frústulas são depositadas no fundo de lagos ou mares = resistentes (formadas por sílica).
Esses depósitos recebem o nome de terra de diatomáceas (diatomito).
Utilização do Diatomito ou Terra de Diatomácea
PROPRIEDADES FILTRANTES: depende do seu grau de pureza (sem substâncias solúveis e a base de ferro, deve ter pH neutro) para não contaminaros líquidos filtrados. Agente filtrante na clarificação e classificação de açúcar, suco de frutas, bebidas alcoólicas ou não, ácidos, compostos de petróleos, vernizes, ceras, graxas, resinas, tintas, óleos vegetais, minerais e animais, xaropes, etc. É resultado da sua alta permeabilidade e a capacidade de retenção do material sólido entre as partículas dele.
ISOLANTE: em caldeiras, fornos, condutores, som e temperatura em forma de tijolos ou pó. Isso é devido o diatomito possuir baixa condutividade térmica (transmissão de calor), pois tem células cheias de ar contidas em suas carapaças.
FARMÁCIA: para filtrar xaropes, na produção de pomadas dermatológicas (propriedade absorvente) e pastas de dentes, excipiente para pílulas.
APLICAÇÃO COMO ABSORVENTE: inseticidas, fungicidas, pilhas elétricas, na dinamite como absorção da nitroglicerina, 2 líquidos catalisadores e explosivos etc.
MATERIAL ABRASIVO: para líquidos, pastas para limpar e polir metais, azulejos, vidros etc.
MATÉRIA-PRIMA SILICOSA: fabricação de silicato de cálcio sintético, silicato de sódio, azul ultramar, material antisonoro, lajes, cascos de navio etc.
MATERIAIS PERMANENTES: fabricação de papel, plásticos, tintas, sabões, sabonetes, borracha, fósforos, na indústria fotográfica etc.
Agricultura: é cada vez mais comum o uso de diatomito em pó no controle de insetos de produtos armazenados. As partículas de diatomito causam danos à cutícula dos insetos através da absorção da cera da epicutícula e abrasão da cutícula, tornando-se permeável a água e promovendo a morte.
Pista para petróleo: usa fósseis moleculares, ou seja, moléculas orgânicas que conseguem sobreviver milhões de anos. Saber quando as diatomáceas mais antigas se tornaram rainhas dos mares, ajudará os geólogos na busca de campos de petróleos. Pois certas diatomáceas antigas desenvolveram um composto químico, o que faz delas um marcador preciso do tempo geológico da rocha. Saber a época de uma rocha torna áreas mais interessantes do que outras para procurar petróleo, ou seja, onde há deposição de diatomácea (diatomito), há petróleo.
Construção: os tijolos de diatomito são usados na construção de casas, igrejas, como a cúpula da Igreja de Santa Sofia, em Constantinopla e a Catedral de Fortaleza toda em tijolos de diatomito. Alguns exemplos de obras construídas com terras de diatomáceas e que ainda se conservam são os aquedutos de Roma, os portos de Alexandria e o canal de Suez. Por ser constituído de carapaças vitrificadas muito pequenas, o diatomito tem granulosidade finíssima, sendo por isso empregado como matéria-prima de polidores e também na confecção de filtros e isolantes.
Outros: serve também para a construção de dinamite. A presença de diatomito em regiões lacustres entre outras é um fator comum, embora sua simples ocorrência não constitua um fator de importância econômica. É necessário que os depósitos apresentem condições que permitam seu aproveitamento, exemplos: a presença de matéria orgânica influi e muito na qualidade do diatomito e a distância dos centros consumidores, já que o frete é pago de acordo com o volume.
Classificação
Classe Bacillariophyceae
Subclasse 1. Centricae
Nesta subclasse os microorganismos apresentam simetria radial, possuem vários cromatóforos e se reproduzem por autogamia. Pode ocorrer também conjugação entre um indivíduo e outro. 
A membrana não possui rafe e são todas imóveis. A maioria das formas é planctônica, ocorrendo tanto em água doce como no mar, sendo um dos principais componentes do fitoplancto. 
Reconhecidos 3 ordens com 9 famílias. 
Gêneros frequentes são: Coscinodiscus no plâncton, Melosira vive sobre algas, é uma epífita, Rhizosolenia ocorre no plâncton, Chaetoceros aparecem como filamentos planctônicos, Biddulphia planctônicas e epífitas, Triceratium ocorre no plâncton.
Classificação
Classe Bacillariophyceae
Subclasse 1. Pennatae
São microorganismos que apresentam simetria bilateral, podendo a carapaça pode apresentar rafe (sulco longitudinal no centro de cada valva); são dotados de movimentos.
Em geral ocorrem apenas dois plastos em cada célula. A reprodução sexuada, em geral é isogâmica ocorrendo conjugação.
Existem formas planctônicas pelágicas como também formas fixas no benton e nestes casos formam grandes aglomerações que parecem colônias. Existem algumas em água doce mas a maioria são importantes elementos do fitoplâncton marinho.
Nesta subclasse reconhecemos 4 ordens com 9 famílias. Os gêneros mais frequentes são: Tabellaria , Licmophora, Diatoma, Synedra, Pinnularia, Navicula, Amphora, Nitzschia, Surirella
Principais representantes