Algas: características e importância

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ALGAS
São talófitas autótrofas, na maioria aquáticas, de coloração variada, uni ou pluricelulares, isoladas ou coloniais, com reprodução assexuada , sexuada e alternância de gerações.
Haptophyta
O que são algas?
Chlorophyta
Dinophyta 
Euglenophyta
Cryptophyta 
Rhodophyta
Phaeophyta
Grupo heterogêneo de organismos
Distribuem-se em grupos taxonômicos distintos
Sem laços evolutivos entre várias linhagens
Procariontes e eucariontes
para fins didáticos, pesquisadores insistem em usar sistemas de classificação tradicionais que mantenham unidas 	todas as “algas”
		desde Linnaeus (1753).
Sistema de Margulis & Schwartz (2001) reconhece as “algas azuis” como Cianobactérias (Cyanobacteria)
Haptophyta
O que apresentam em comum?
Chlorophyta
Dinophyta 
Euglenophyta
Cryptophyta 
Rhodophyta
Phaeophyta
Realizam fotossíntese em presença de clorofila a
Necessitam de água para completar seu ciclo de vida
Apresentam o corpo (aparelho vegetativo) constituído por um talo
microscópicas e simples, como as unicelulares, até macroscópicas e complexas como as algas pardas marinhas (Laminariales) do Oceano Pacífico, que atingem centenas de metros. 
Haptophyta
Histórico
Chlorophyta
Dinophyta 
Euglenophyta
Cryptophyta 
Rhodophyta
Phaeophyta
Apareceram na Terra a cerca de 3,5 bilhões de anos (era Proterozóica)
Cianobactérias dominaram a biosfera terrestre por um bilhão de anos
Registros fósseis mais abundantes estão em terrenos do Pré-Cambriano (2-0,5 bilhões de anos) – “ a idade das cianobactérias” 
HABITAT
Água salgada
Água doce
Solo
Árvores
Superfícies de rochas
Madeiras úmidas
Neve
Fontes termais
Em associações com fungos.
IMPORTÂNCIA DAS ALGAS
As algas planctônicas -produtores primários. 
Produção de oxigênio do meio.
Alimento 
populações de várias partes do mundo, principalmente as do Extremo Oriente
algas vermelhas quanto de algas pardas
valor nutritivo 
Homem e a grande parte dos animais, não dispõe de enzimas necessárias para digerir os carboidratos das algas.
Elementos essenciais
vitaminas,
grande valor como alimentos suplementares. 
Importância Medicinal – várias espécies de diferentes divisões (filos)
Espécies tóxicas
Uso industrial (tintas, abrasivos,f iltros) e na ind. de alimentos
Hidrocolóides
Hidrocolóides
Algas marinhas vermelhas e pardas produzem grande quantidade de hidrocolóides, usados comercialmente. 
ALGINA 
algas pardas 
indústria têxtil para impermeabilização de tecidos
indústria de alimentos para melhorar a textura de sorvetes
indústria farmacêutica, como agente suspensor. 
AGAR e CARRAGENINA 
algas vermelhas 
indústria farmacêutica como agente emulsionante e laxativo
Confecção de cápsulas , materiais odontológicos , cosméticos 
estabilizadores em doces e sorvetes. 
Agar - Gêneros: Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Hypneia
Diatomitos ou “terra de diatomáceas” 
sedimentação de carapaças de diatomáceas
ingredientes de tintas
material de dispersão de nitroglicerina.
abrasivos finos
em dentifrícios 
polidores de prata
Filtros
Isolante em caldeiras
DIVISÕES
baseadas nas diferenças essenciais entre os grupos, tais como: 
organização celular
habitat
meios de locomoção
tipo de reprodução
natureza da parede celular
 reservas nutritivas
 pigmentos
Nomes de algumas divisões - derivam da coloração dos pigmentos que são predominantes, os quais mascaram a cor verde da clorofila.
DIVISÕES(FILOS)
WHITACKER
RAVEN
CYANOPHYTA
MONERA
EUBACTERIA
EUGLENOPHYTA
PROTISTA
PROTISTA
PYRROPHYTA
CRYSOPHYTA
CRIPTOPHYTA*
HAPTOPHYTA*
BACILARIOPHYTA*
PHAEOPHYTA
PLANTAE
RHODOPHYTA
CHLOROPHYTA
Pigmentos
Clorofila a, b, c, d
fucoxantina (algas pardas)
ficoeritrina (algas vermelhas)
xantofilas e carotenos
Pigmentos em plastos (exceto Cyanophyta)
Plastos – cor, forma e tamanho diferentes. 
Pigmentos brilhantes – pirenóides
Nos cloroplastos
função - acumular amido. 
Reserva nas algas
nem sempre é o amido
óleo, paramilo, laminarina, manitol, leucosina e volutina.
Cyanophyta
Conhecidas como algas azuis
Procariontes
Unicelulares, sem núcleo e organelas citoplasmáticas (exceto ribossomos)
molécula circular de DNA
organismos formam massas de células em placas, colônias, filamentos ou filamentos ramificados.
Não são algas verdadeiras, são organismos aparentados às bactérias
Fotossintetizantes
Fixação de C e N
Parede celular
4 camadas
similar à parede de bactérias gram-negativas (ácido diaminopimélico, ácido murámico, ácido glutâmico)
bainha mucilaginosa: ácidos pécticos e mucopolissacarídeos (dependentes de condições ambientais)
 microplasmodesmos presentes nas cianobactérias filamentosas
CYANOPHYTA
Indicadores de poluição:
	 Florações
	 Toxicidade: problemas sanitários
	espécies produtoras de toxinas: Tricodesmium, Microcystis, Anabaena, 	Cylindrospermopsis
Subst. tóxicas: 	
Neurotoxinas (alcalóides) – Anabaena e Aphanizomenon
 Hepatotoxinas –Nodularia e Anabaena
Peptídeos de baixo peso molecular (hepatotoxinas): 			Microcystis, Nodularia, Oscilatoria
Cyanophyta
Spirulina maxima
EUGLENOPHYTA
Xantofilas (neoxantina e anteraxantina) e carotenos (principalmente beta-caroteno); 
Reserva: paramilo; 
Ausência de parede celular; 
Presença de mancha ocelar (=estigma) 
Presença de um ou dois flagelos por célula. 
São descritas cerca de 800 espécies 
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 estas substâncias. 
gênero mais estudado: Euglena. 
A grande maioria é unicelular de vida livre, apenas um gênero colonial. 
EUGLENOPHYTA
Filo Criptophyta (Criptofíceas, Criptomônadas)
	kryptos = escondido + phyton = planta
Características gerais
- ca. 200 espécies
- células isoladas, tamanhos bastante reduzido (30 a 50 micrômetros)
- 2- flageladas, flagelos subapicais e desiguais (1 ou 2 fileiras de pelos)
- sem parede celular (com placas protéicas abaixo da membrana plasmática)
- rápido crescimento
- ricas em ácidos graxos poliinsaturados
- coloração variada: castanhas, verdes, verde-azuladas, vermelhas
- hábitat: ambientes aquáticos marinhos ou de água doce
	geralmente na superfície de águas frias
- difícil preservação e fonte de alimento de herbívoros aquáticos
- parte das espécies são fotossintetizantes e parte incolor (fagocitose de pequenas partículas como bactérias)
Ecologicamente:
- importantes componentes do fitoplâncton por causa de sua palatabilidade
- no caso de decréscimo sazonal de diatomáceas e dinoflagelados de águas costeiras, são as principais componentes do fitoplâncton
Evolutivamente:
- fornecem evidências de que hospedeiros eucariotos incolores podem ter adquirido cloroplastos a partir de EUCARIOTOS ENDOSSIMBIÓTICOS
- cloroplasto com 4 membranas
	fusão: 1 célula eucariótica heterotrófica + 1 célula fotossintetizante
		endossimbiose secundária
- pigmentos acessórios solúveis em água: clorofilas a e c, carotenóides, ficobilina 	(ficocianina ou ficoeritrina)
	conhecidos apenas em cianobactérias e rodofíceas
Organização celular
1) Retículo endoplasmático do cloroplasto 
	última membrana do cloroplasto contínua com o envelope nuclear
2) Grãos de amido: no espaço entre a segunda e a terceira membrana do cloroplasto
3) Remanescente de um núcleo reduzido (nucleomorfo) com 3 cromossomos reduzidos e nucléolo com típico RNA eucariótico
	NUCLEOMORFO = provável remanescente de uma alga vermelha ingerida
Ribossomo
Ribossomo
Ribossomo
Ribossomo
Núcleo
Nucleomorfo
Mitocôndria
Mitocôndria
Retículo endoplasmático do cloroplasto
Processos de endossimbiose na diversificação dos principais filos de protistas
Filo Haptophyta (haptófitas)
Características gerais
- unicelulares ou coloniais
- flagelados ou não, se flageladas com 2flagelos, iguais ou desiguais
- ca. 300 espécies/ 80 gêneros
- maior diversidade na região tropical
- substância de reserva é de crisolaminarina
- hábitat: + comum em águas marinhas, raramente em água doce ou terrestre
- principal característica: presença de haptonema
					estrutura similar a uma linha que 						estende-se da célula juntamente com 2 					flagelos de mesmo comprimento
					 estruturalmente distinto do 						flagelo/cílios, não bate, ajuda a 						conseguir alimento e evitar obstáculos
- Apresenta pequenas escamas na superfície da célula
			 compostas de matéria orgânica calcificada 				(chamadas cocolitos) ou celulose.
	-famílias com cocolitos: “cocolitoforídeos”
	-cocolitos podem ser de dois tipos:
		a) formados no interior das células no Complexo de Golgi e 			então transportados para o exterior
		b) formado na porção externa da célula
	- formam registro fóssil de até 230 milhões de anos atrás (Triássico)
Emiliania huxleyi
Hábito
- maioria das espécies é fotossintetizante
	 pigmento: clorofila a e variações de clorofila c
	 pigmento acessório: fucoxantina (presente ou não)
- plastídios são circundados por retículo endoplasmático contínuo com o envelope nuclear (como as criptofíceas)
	 endossimbiose secundária?
- espécies heterotróficas: se alimentam de pequenas partículas tais como cianobactérias ou absorvem carbono orgânico dissolvido
Reprodução
	- sexuada com alternância de gerações heteromórficas
	- números cromossômicos e históricos de vida de muitas formas ainda são 	desconhecidas
Importância ecológica
- Componentes significativos da cadeia alimentar marinha
	  servem tanto como produtores quanto consumidores
- importante meio pelo qual carbonato de cálcio e carbono inorgânico são transportados ao fundo do oceano
- alguns gêneros também podem causar florações tóxicas: Chrysocromulina e Prymnesium
- Phaeocystis = componente do fitoplâncton dominante nas regiões polares, na forma de estádio colonial gelatinoso que chega a formar espumas
DINOPHYTA (PYRROPHYTA)
algas eucariontes, unicelulares 
Filo Dinophyta – engloba Dinofíceas, dinoflagelados e Pirrófitas 
biflageladas
geralmente marinhas. 
Parede celular rígida – celulose.
Clorofila A e C
Algumas tem capacidade de emitir luz - bioluminescência(gênero Noctiluca). 
Em certas ocasiões, as pirrófitas reproduzem-se exageradamente. A água do mar adquire um coloração avermelhada maré-vermelha. 
Proliferação das pirrófitas - substância tóxica desprendida pelas pirrófitas se torna muito grande mortalidade de peixes e animais aquáticos.
Maré-vermelha no Brasil (1978), sul. Análises da água colhida do mar revelaram a presença de cerca de 60 mil algas /litro.
CHRYSOPHYTA
Maioria unicelulares
 eucariontes
Algas douradas
Plancton marinho e água doce
Clorofilas A e C e fucoxantina
Reserva: óleos
algumas espécies flageladas
Formas coloniais e filamentosas
espécies de água doce com vacúolo contráctil
- pigmentos acessórios: fucoxantinas = podem ser incolores, geralmente amareladas e douradas
Hábitat
	amplamente distribuída no fitoplâncton de água doce, mas com poucas 	espécies marinhas;
	 encontradas também em solos úmidos
CRYSOPHYTA
Chrysocystis fragilis
BACILLARIOPHYTA
aprox. 100.000 espécies / 250 gêneros (além de diversas spp extintas)
- organismos unicelulares ou coloniais (envolvidos por mucilagem)
- tamanho: 0,2 micrômetros a 2 milímetros
- com flagelos presentes apenas em algumas espécies (conhecidas como espécies cêntricas)
- pigmentos fotossintéticos: clorofila a e c; pigmento acessório: fucoxantina
- produto de reserva: crisolaminarina e óleos
- parede celular
	 composta de sílica polimerizada
Diatomáceas
Produzem os diatomitos (terras de diatomáceas) – uso como abrasivo
Formas bastante variadas
Exemplos de diatomáceas cêntricas
Exemplos de diatomáceas pinadas
PHAEOPHYTA
Algas pardas 
Pluricelulares
Maioria marinha
Pigmentos: clorofila A e C, carotenos e xantofilas
Maior desenvolvimento estrutural (dentre as algas)
Talo filamentoso, parenquimatoso ou pseudoparenquimatoso
Parede celular: celulose (mais interna), ácido urônico e alginatos (mais externa)
abundantes em regiões de águas frias, como as zonas temperadas e 	subpolares (> diversidade)
	são dominantes em costões rochosos nas regiões + frias
nas zonas tropicais podem formar grandes massas flutuantes (ex. Mar 	dos Sargaços, Sargassum)
Alginatos – uso na industria farmacêutica, alimentícia e de tintas (emulsificante, gelificante, estabilizante) 
Ricas em iodo (uso medicinal)
aproximadamente 1.500 espécies/ 250 gêneros conhecidos
45
- algas maiores (tipo kelps) podem ser diferenciadas em regiões denominadas apressório (lembra raiz, formato de taça ou como dedos), estipe e lâmina. Possui também região meristemática localizada entre a lâmina e o estipe
	apressório garante existência na zona de marés
- Exemplos: Laminaria, Macrocystis, Nereocystis
apressório
Feofíceas de diferentes tamanhos
Laminaria japonica
Sargassum
Fucus vesiculosus
RHODOPHYTA
Algas vermelhas
Coloração da alga varia de acordo com a a proporção entre os pigmentos
	diretamente associado à luminosidade do ambiente:
		 luz: alto teor de ficoeritrinas = algas + vermelhas
		 luz: baixo teor de ficoeritrinas = algas verdes ou amareladas
pigmentos tipo ficoeritrinas são responsáveis pela manutenção de atividade fotossintética em baixa intensidade luminosa, como ocorre em grandes profundidades
	capacidade de absorver comprimentos de onda azul e verde
Eucariotas, pluricelulares
Predominantemente marinhas
Talo filamentoso ou parenquimatoso, aspecto foliáceo
Parede celular: celulose (int.), ágar e carragenatos (externa)
Uso na industria farmacêutica e alimentícia
Morfologia
- maioria multicelular (poucos gêneros unicelulares como Cyanidium)
- Predominam as formas filamentosas, mais raramente folhosas (Porphyra)
- tamanho variado: de microscópicas a mais de 2m de comprimento
-maioria cresce fixa sobre rochas, poucas flutuantes
Importância econômica
A) Alimentação: rica em proteínas, vitaminas e sais minerais:
Porphyra (NORI)
	- China e Japão
	- usada por mais de 300 anos
	- Japão = a indústria mais importante de 	alimentos do mundo
	- feita de forma artesanal
RHODOPHYTA
Gellidium
Porphyra
CHLOROPHYTA
Algas verdes (do grego chloro = verde, phyton = planta)
Grupo mais numeroso e diversificado das algas
Eucarióticas
clorofila a e b, xantofilas e carotenos 
reservam amido
parede celular constituída principalmente por celulose
diversos ambientes, grande maioria é de água doce (cerca de 90%)
forma a maior parte do plâncton de água doce. 
Representantes terrestres - sobre troncos ou barrancos úmidos, camadas de gelo nos pólos. 
Associação com fungos, protozoários, celenterados e mamíferos.
Caracterização geral
- aproximadamente 17.000 espécies
- bastante diversificadas quanto à estruturas e ciclos de vida
- tamanho variável: desde algas unicelulares microscópicas a algas multicelulares de até 8m de comprimento
- nem toda alga verde é verde, pode ter carotenóides para proteção contra radiação, no caso de não ser aquática (ex: Trentepohlia)
- podem ser unicelulares, coloniais, filamentosas (ramificadas ou não), multicelulares…
CHLOROPHYTA
Spirogyra sp.
Zygnema sp.
Micrasterias sp.
- As algas consideradas mais evoluídas apresentam o talo com diferenciação em nó e entrenó e crescimento apical
Nitella sp.
Chara sp.
Semelhanças das algas verdes com as plantas:
- contêm clorofila a e b
- armazenam amido como produto de reserva, dentro de plastídeos
- algumas espécies possuem paredes celulares rígidas que acumulam celulose, hemicelulose e substâncias pécticas
- em algumas espécies as células reprodutivas flageladas assemelham-se aos anterozóides das plantas
- características bioquímicas (como a produçãode de fitocromo em algumas espécies de clorofíceas)
		grupo protista a partir do qual as plantas evoluíram
VIRIDÓFITAS = clado de plantas verdes: algas verdes + briófitas + plantas vasculares
PRODUTOS FITOTERÁPICOS
Spirulina - Spirulina maxima - Cyanophyta 
controle do apetite, remineralizante, tônico, contra artrite, complemento alimentar (rico em proteínas, vitaminas, sais minerais).
Fucus - Fucus vesiculosus -Phaeophyta 
diurético, laxante e para disfunções da tireoide (hipotireoidismo)
Chlorella - Chlorella pyrenoidosa - Chlorophyta
Redução do apetite, anti-viral, imunoestimulante, nutritiva, suplemento alimentar , remineralizante
Kombu - Laminaria spp. – Phaeophyta
hipotireoidismo 
Agar - diversos generos e espécies - Rhodophyta
Laxante, hipoglicemiante, controle do apetite, suplemento alimentar
ALIMENTO
Nori * - Porphyra lancinata e Gloipeltis furcata (Rhodophyta)
Kombu*-Laminaria japonica, L. religiosa e L.longissima (Phaeophyta) China e Japão	
Tengusa	- Gellidium corneum (Rhodophyta)
	* Comercializados no Brasil
TÓXICAS OU NOCIVAS
superproliferação de algas em reservatórios de água potável, tornando-os imprestáveis como fonte de abastecimento. 
"blooms" das águas, "marés vermelhas".
Pyrhophyta