Algas: Evolução,Ecologia,Importância

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18/11/2015 
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IB608 
Biologia e Taxonomia de 
Criptógamas I 
Ciências Biológicas UFRRJ 
Prof. Nivea Dias 
Prof. Ivo Abraão 
Departamento de Botânica 
Sargassum sp. 
Sargassum sp. 
ALGA! 
Caracterização 
Algae (= algas) – romanos Sargassum 
 
Algae: Linnaeus (1753) – Species Plantarum 
 
“Algas” 
 
= conjunto de organismos; 
= não constituem um grupo taxonômico; 
= diverso quanto à: 
 
• organização 
• origem 
• características morfológicas, fisiológicas e ecológicas 
 
Caracterização 
“Algas” - termo genérico 
 
- clorofila a; 
- organismos talosos (sem raiz, caule ou folhas); 
- hábito predominantemente aquático; 
- estruturas reprodutivas não recobertas por células 
estéreis (exceto Carofíceas – Coleochaetales, Charales e 
Zygnematales). 
 
 
Algas = polifilético 
 
 
 BACTERIA 
 Procarióticos (Cyanobacteria = “algas azuis”) 
 
 EUKARIA 
 Eucarióticos (“Reino Protista”) 
 
 
 
 
Caracterização 
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ALGAS x PLANTAS 
Introdução 
CH das Crianças 
Similaridades 
• Fotossíntese 
• Presença de clorofila “a” 
 
 
 
 
Introdução 
Diferenças 
• Não possuem raízes, caule, folhas ou outras 
estruturas típicas de plantas terrestres. 
• Ausência de tecido vascular 
• Não formam embriões 
• Pigmentação variada 
• Variações nas formas de vida —unicelular, colonial e 
pluricelular. 
 
Introdução 
Por que estudar? 
Fonte: Monet 
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Transição 
AMBIENTE TERRESTRE Importância 
• Compreensão da origem e evolução dos seres vivos; 
• Produtores primários no mar e em água doce; 
• Econômica; 
• Abrigo. 
 
Importância 
Sem as algas, plantas e animais terrestres 
existiriam? 
 
 
 BIOINDICADORAS 
 
Eutrofização e poluição 
Ex.: Ulva sp. 
Importância 
Importância 
• São produtores primários no mar e em água doce 
• Produzem substâncias com emprego em diversos 
setores da atividade humana 
• Também produzem efeitos indesejáveis 
• São importantes para a compreensão da origem e 
evolução dos seres vivos. 
Podem ser classificadas em: 
• Bentônicas: fixas ao substrato 
• Perifíton: crescem sobre vegetação aquática 
• Fitoplanctônicas: em suspensão na coluna de água 
• Lênticas: ambientes de águas paradas 
• Lóticas: ambientes de águas correntes 
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Microalga x Macroalga 
Microalgas 
Morfologia 
Macroalgas 
Morfologia 
“MICROALGAS” 
FITOPLÂNCTON 
 
Algas microscópicas unicelulares (coloniais ou solitárias) ou 
filamentosas, que vivem na água doce ou salgada. 
 
 
NECESSIDADES 
- Luz – fotossíntese; 
- Nutrientes – principalmente fósforo e nitrogênio 
 
 
IMPORTÂNCIA ECOLÓGICA 
- Produtores primários (O2) 
- Base da cadeia alimentar aquática 
 
Coleta de Fitoplâncton 
PRINCIPAIS GRUPOS DE 
MICROALGAS 
 
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• Cianofíceas (cianobactérias = algas azuis) 
 – ca. 7.500 spp. 
• Cryptophyta - ca. 200 spp. 
• Euglenophyta – ca. 900 spp. 
• Dinophyta – ca. 2.000-4000 spp. 
• Haptophyta – ca. 300 spp. 
Euglenophyta 
Dinophyta 
Cryptophyta 
Haptophyta 
• Bacillariophyta – ca. 10.000 spp. 
• Chrysophyta - ca. 1.000 spp. 
• Xantophyta – ca. 500 spp. 
• Chlorophyta – ca. 8.000 spp. 
Xantophyta 
Crysophyta 
Bacillariophyta 
Diversidade 
Chlorophyta 
Macroalgas 
Phaeophyceae (Heterocontophyta) 
 
Rhodophyta 
 
Chlorophyta 
1.500 spp. - mundo 
88 - Brasil 
 
Divisão Heterokontophyta 
Família Phaeophyceae 
(algas castanhas, feofíceas) 
 phaeo = pardo phyton = planta 
Oliveira et al. (2002); Raven et al. (2007) 
Divisão Rhodophyta 
(algas vermelhas, rodofíceas) 
 rhodon = rosa phyton = planta 
Coralline sp. 
4.000-6.000 spp. - mundo 
338 - Brasil 
Oliveira et al. (2002); Raven et al. (2007) 
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Divisão Chlorophyta 
(algas verdes, clorofíceas) 
 chloro = verde phyton = planta 
Acetabularia sp. 
17.000 spp. - mundo 
167 - Brasil 
 
Oliveira et al. (2002); Raven et al. (2007) Palmer et al. 2004 
Sistemática 
algas - polifilético 
sedundária 
sedundária 
Macroalgas - polifilético 
Tree of life project (2009) 
Eucarioto 
ancestral 
Endossimbiose 
Primária 
Endossimbiose 
Secundária 
Endossimbiose 
Terciária 
Cianobactéria 
Clorofíceas 
Rodofíceas 
Feofíceas e Diatomáceas 
Haptófitas 
Euglenofíceas 
Dinoflagelados 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
Glaucófitas 
Endossimbiose? 
• CLOROPLASTOS – simbiose de 
uma cianobactéria (Margulis – 1981); 
 
 
• Interação mutualmente benéfica; 
 
Célula - proteção e nutrientes 
Microrganismo - alimento 
Lynn Margulis (1938-2011) 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
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FASES 
• Endossimbiose primária – origem do 
cloroplasto clássico = duas membranas. 
Ex.: Glaucophyta, Chlorophyta e Rhodophyta. 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
• Endossimbiose secundária – fagocitose de uma alga 
que já continha cloroplasto (End. Primária) = três 
membranas. 
Ex.: Euglenophyta – englobamento de uma Chlorophyta; 
 Phaeophyta, Cryptophyta Haptophyta etc – englobamento de uma Rhodophyta. 
 
• Endossimbiose terciária – fagocitose de uma alga com 
End. Secundária = quatro membranas. 
Ex.: alguns Dinophyta – provável englobamento de uma Haptophyta. 
 
Eucarioto 
ancestral 
Endossimbiose 
Primária 
Cianobactéria 
Rodofíceas 
Clorofíceas 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
PIGMENTOS 
Glaucófitas 
Clorofila a e b + azuis 
+ vermelhos 
Clorofila a + azuis 
Clorofila a + azuis + vermelhos DOMINANTES 
Clorofila a e b 
Eucarioto 
ancestral 
Endossimbiose 
Primária 
Cianobactéria 
Rodofíceas 
Clorofíceas 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
Glaucófitas 
Eucarioto 
ancestral 
Endossimbiose 
Primária 
Endossimbiose 
Secundária 
Cianobactéria 
Clorofíceas 
Rodofíceas 
Feofíceas , Crisófitas e Diatomáceas 
Haptófitas 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
Glaucófitas Dinoflagelados 
Eucarioto 
ancestral 
Endossimbiose 
Primária 
Endossimbiose 
Secundária 
Cianobactéria 
Clorofíceas 
Rodofíceas 
Feofíceas e Diatomáceas 
Haptófitas 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
Glaucófitas 
Euglenofíceas 
Dinoflagelados 
Eucarioto 
ancestral 
Endossimbiose 
Primária 
Endossimbiose 
Secundária 
Endossimbiose 
Terciária 
Cianobactéria 
Clorofíceas 
Rodofíceas 
Feofíceas e Diatomáceas 
Haptófitas 
Euglenofíceas 
Dinoflagelados 
Teoria da Endossimbiose dos Cloroplastos 
Glaucófitas 
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Palmer et al. 2004 
Sistemática 
sedundária 
sedundária 
Tipos de 
CICLO DE VIDA 
Tipos de Ciclo de Vida 
Haplobionte 
Diplonte 
Haplobionte 
Haplonte 
Diplobionte 
mitose 
zigoto 
mitose 
fertilização meiose 
gametas 
Organismo 
adulto 
HAPLÓIDE 
MEIOSE ZIGÓTICA MEIOSE GAMÉTICA 
zigoto 
gametas 
meiose fertilização 
mitose 
Organismo 
adulto 
DIPLÓIDE 
MEIOSE ESPÓRICA 
meiose fertilização 
mitose mitose 
mitose 
zigoto 
gametas 
esporos 
Organismo 
adulto DIPLÓIDE (esporófito) 
Organismo adulto 
HAPLÓIDE (gametófito) 
PLANTAS 
Ciclos de Vida 
1) Haplobionte haplonte – indivíduo adulto n 
Meiose zigótica 
 Ex.: Spirogyra 
 
2) Haplobionte diplonte – indivíduo adulto 2n 
 Meiose gamética 
 Ex.: Fucus 
 
3) Diplobionte – indivíduo adulto n e 2n 
 Meiose espórica 
 
 Gerações isomórficas 
 Ex.: Ulva*Rodofíceas – ciclo trifásico (gametófito n + carposporófito 2n e tetrasporófito 2n) 
Gerações heteromórficas 
 Ex.: Laminaria 
 
Haplobionte haplonte Conjugação 
Filamentos adultos 
 (n) 
Zigoto (2n) 
R! 
Ciclo Spirogyra 
(clorofícea) 
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Haplobionte diplonte 
Ciclo Fucus (Feofícea) 
Anterozóides (n) 
Anterídeo (2n) 
Oosfera (n) 
Oosferas (n) 
Oogônio imaturo (2n) 
R! 
R! 
Anterídeo 
imaturo (2n) 
Organismo adulto (2n) 
Organismos jovens (2n) 
Zigoto (2n) 
Receptáculo (2n) 
Fecundação 
Diplobionte isomórfico 
Gametas (n) 
R! 
Zigoto (2n) 
Zoósporos (n) 
Esporófito (2n) 
Gametófito (n) 
Ciclo Ulva 
(clorofícea) 
Diplobionte heteromórfico 
Zoósporos ♂ (n) 
Zoósporos ♀ (n) 
Gametófito ♂ (n) 
Gametófito ♀ (n) 
Esporângios (2n) 
Oosfera (n) 
Zigoto (2n) 
Anterozóide (n) 
Lâmina 
Estipe 
Apressório 
Esporófito (2n) 
Ciclo Laminaria (Feofícea) 
Lâmina 
R! 
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Ecologia e Diversidade • Predominantemente aquáticas 
• Larga importância: 
– Produtores de O2 
– Alimento para animais aquáticos. 
• Habitam mares, lagos, rios, solo, gelo, fontes 
termais 
Ulva lactuca 
Sargassum spp. 
Bacillariophyta 
Ecologia 
Diversidade no Brasil 
• 29 classes, 
• 1.018 gêneros, 
• 4.747 espécies, 
• 12 subspecies, 
• 1.424 variedades 
Diversidade 
Regiões Regiões 
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Táxons x Regiões Uso de algas 
-221 espécies de macroalgas úteis: 
 125 rodofíceas (algas vermelhas), 
 64 feofíceas (algas pardas) , 
 32 clorofíceas (algas verdes). 
 
 
ALIMENTAÇÃO: 145 spp.(66%): 
 79 rodofíceas, 
 38 feofíceas, 
 28 clorofíceas. 
 
 
 
 
Dados referentes aos anos 1994/95 (Zemke-White e Ohno, 1999) 
Uso de algas 
INDÚSTRIA DE EXTRAÇÃO DE FICOCOLÓIDES: 101 spp.: 
 41 alginófitas (algas que produzem ácido algínico), 
 33 agarófitas (algas que produzem agar), 
 27 carragenófitas (algas que produzem carragenana). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dados referentes aos anos 1994/95 (Zemke-White e Ohno, 1999) 
Ficocolóides: polissacarídeos que de soluções aquosas passam a subst. 
viscosas (géis) com o decréscimo da temperatura sem formar cristais de gelo. 
Carragenanos: ind. farmacêutica, 
cosmética, tintas, alimentícia (sorvetes, 
queijo, cremes e gelatinas). Ex: 
Kappaphycus alvarezii ,Chondrus, 
Gigartina, Iridae, Eucheuma, Hypnea 
Uso 
 Ágar: polissacarídeos com alta força de gel. Meios de cultura. Ex: Gelidium, 
Gracilaria 
Gracilaria gracilis 
Gelidium sp. 
Uso 
Medicina 
 uso de Porphyra contra escorbuto 
 
 
 
* indústria farmacêutica 
Uso 
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Uso de algas 
AGRICULTURA: 25 spp (rações e adubos) 
- MEDICINA: 25 ssp 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vídeos 
Uso e cultivo de algas 
 
(Ondas Biomar) 
https://www.facebook.com/Ondas-Biomar-Cultivo-e-Processamento-de-
Algas-Marinhas-174027639325800/ 
BIOINVASORAS 
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Problemas de introdução de esp. exóticas. 
 
 Algas exóticas ( sem predadores 
naturais no ecossistema) podem 
se reproduzir rapidamente 
tornando-se pragas muito difíceis 
de serem erradicadas. 
 
 
 
• Gênero Caulerpa na Europa 
 
• Kappaphycus striatum no Hawai. 
Didymo (Didymosphenia geminata) 
BACILLARIOPHYTA 
 
- Alga nativa de águas doces e frias 
 
- Regiões temperadas do Hemisfério Norte 
 
 - Colônias 
Didymo (Didymosphenia geminata) 
BACILLARIOPHYTA 
 
- Principal alga bioinvasora 
 
- Desde 1980 
 
- Áreas naturais e onde foi 
introduzida (Nova Zelândia - 2004) 
 
- Blooms afetam ecosistemas aquáticos, 
e geram impactos na economia 
http://www.issg.org/database/species/ecology.asp?si=775&fr=1&sts=sss&lang=EN 
 Caulerpa no Mediterrâneo 
Caulerpa taxifolia - provavelmente introduzida em 
um esvaziamento acidental de um aquário do 
museu de Mônaco no mar. 
 
- 1990, cobria 3 hectares, 
- 1992, 100 hectares, 
-1996, mais de 1 500 hectares, 
 
Ninguém sabe como deter seu avanço – 
multiplicação favorecida pela inexistência de 
organismos predadores devido à presença de 
toxinas sintetizadas pela alga. 
• Havaí: 25 anos após a 
introdução 
 
• Cuba, Venezuela e 
Colômbia: cultivos 
embargados 
Kappaphycus alvarezii, Eucheuma denticulatum 
ou Kappahycus striatum? 
Kappaphycus striatum no Hawai 
 
Kappaphycus striatum no Hawai 
 
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Vídeo 
Espécies invasoras Ilha Grande 
Cronograma 
12/11 (08:00 às 10:00 h) - Teoria da endossimbiose dos cloroplastos, Classificação, Evolução e 
Importância das algas 
12/11 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – Aulas práticas: Importância das algas 
19/11 (08:00 às 10:00 h) - Caracterização, reprodução, ecologia e classificação de Euglenophyta, 
Dinophyta e Heterokontophyta (Chrysophyceae, Bacillariophyceae e Phaeophyceae) 
19/11 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – Aulas práticas: características morfológicas de 
Euglenophyta, Dinophyta, Bacillariophyceae e Phaeophyceae 
26/11 (08:00 às 10:00 h) - Caracterização, reprodução, ecologia e classificação de Glaucophyta, 
Rhodophyta e Chlorophyta 
26/11 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – Aulas práticas: características morfológicas de 
Glaucophyta, Rhodophyta e Chlorophyta. 
03/12 (08:00 às 10:00) – Caracterização, reprodução, ecologia de liquens 
03/12 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – Aulas práticas de liquens. 
10/12 (08:00 às 10:00) – PROVA TEÓRICA 
10/12 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – APRESENTAÇÃO DOS TRABALHOS 
17/12 (8:00 às 10:00 h) – Optativa 
23/12 - Prazo final para divulgação das notas finais (recesso escolar) 
Notas – módulo II 
• Trabalho em grupo (TG) - seminário 
• Prova individual (PI) e sem consulta 
 
 
Composição da nota: TG + (2xPI)/3 
 
Notas – módulo II 
Temas seminário: Importância ecológica e utilização 
econômica de algas no mundo e no Brasil. 
 
GRUPOS 
1) Microalgas 
2) Feófitas 
3) Rodófitas 
4) Clorófitas 
 
APRESENTAÇÃO (15 min.) E ENTREGA DE RELATÓRIO IMPRESSO (Introdução, 
Objetivo, Metodologia, Resultados e Discussão e Conclusão)