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Biologia dos fungos Ascomycota e Basidiomycota Fungos verdadeirosFungos verdadeiros Organismos zoospóricos “pseudofungos” Organismos zoospóricos “pseudofungos” Organismos plasmodiais Organismos plasmodiais Introdução aos fungos - Incertae sedis Maior divisão de Fungi – 32.000 spp. Bolores de alimentos: verde-azulados e vermelhos Morchelas e trufas comestíveis Saprófitas, parasitas de plantas, fungos liquenizados Grego askos = saco/bolsa; myketes = fungo - “sac fungi” em inglês Fungos: Filo Ascomycota Corpo de frutificação: ascoma Morchela vulgaris Sarcoscypha coccinea Leveduras, mofos, alimentos, dedos de morto, liquens, parasitas, patógenos de plantas, etc…. Sacharomyces cerevisae Unicelulares ou filamentosos, multinucleados Hifas septadas, septos centralmente perfurados, poro simples Fungos: Filo Ascomycota Reprodução assexuada: - Fragmentação - Esporulação: produção de esporos por mitose Fungos: Filo Ascomycota Fragmentação Blastoconídios Artroconídios Clamidoconídios Esporos de resistência (PC dupla) Situações de escassez de nutrientes, água e em temperaturas adversas Reprodução assexuada: - Esporulação por mitose diretamente das células/hifas: forma taloconídios Fungos: Filo Ascomycota Processo de formação de blastoconídios também é chamado de brotamento ou gemulação Fungos: Filo Ascomycota Caloscypha fulgens Saccharomycetales Pseudohifa Até 24 cicatrizes! Reprodução assexuada: - Esporulação por mitose em células conidiogênicas: forma conidiósporos Fungos: Filo Ascomycota Caloscypha fulgens Conidiósporos Fungos: Filo Ascomycota Caloscypha fulgens Aspergillus Penicillium Fungos: Filo Ascomycota Conidiósporos Fiálides Métulas Vesícula Conidióforo Colunar Radial Estrutura do conidioma Reprodução assexuada: - Esporulação por mitose em células conidiogênicas: forma conidiósporos em CONIDIOMAS (conidióforo, céls conidiogênicas, conidiósporos) Fungos: Filo Ascomycota ASCO COM ESPOROS Fungos: Filo Ascomycota • Em unicelulares - Conjugação de células gaméticas - Formação de ASCOS isolados Se as condições forem boas, antes de fechar o ciclo, propagam vegetativamente (mitoses) para ampliar a capacidade de disseminação da variabilidade genética! Fecham o ciclo em condições de deficiência nutricional – aumentar ainda mais a variabilidade, pela meiose. Células gaméticas Zigoto Em filamentosos - ocorre em estrutura especializada: ASCOMA (ASCOCARPO / CORPO DE FRUTIFICAÇÃO) Fungos: Filo Ascomycota Hifa + e Hifa - Ascósporos (n) Mitose Meiose Cariogamia Germinação Ascoma ou Ascocarpo Asco com ascósporos Hifas reprodutoras dicarióticas (n + n) Hifas estéreis (n), mononucleadasEsporo (+) germinando Esporo (-) germinando Asco dicariótico Hifas ascógenas dicarióticas Núcleo 2n (zigoto) 4 núcleos haplóides 8 ascósporos (n) Fungos: Filo Ascomycota Gametângios multinucleados localizam-se em ascomas ANTERÍDIO ASCOGÔNIO ESPORO – ESPORO + HIFA DICARIÓTICA Em filamentosos - formação de gametângios multinucleados em indivíduos distintos + e - (talo heterotálico) - gametângios: anterídio e ascogônio Fungos: Filo Ascomycota ascogônio anterídio Fungos: Filo Ascomycota Fungos: Filo Ascomycota CROZIER ou GANCHO (distribuição de núcleos geneticamente distintos no micélio) Hifa ascógena Gancho (crozier) Cél. mãe do asco Fusão nuclear Meiose Asco com 8 ascósporos Mitose Conjunto de ascos forma o HIMÊNIO Fungos: Filo Ascomycota Himênio ou camada himenial com hifas ascógenas Ascos com ascósporos ASCOMA pode ser fechado ou aberto Fungos: Filo Ascomycota Caloscypha fulgens Coniochaeta sp. Tipos de ascoma Erysiphe deistothecium Fungos: Filo Ascomycota Urnula sp. Auleria aurantia Organização dos ascos nos ascomas Unisseriados Bisseriados Trisseriados Tamanho e forma dos ascósporos Morchella sp. Importância taxonômica! Ascos e ascósporos liberados por mecanismo ativo: ascos túrgidos na maturidade explodem e expelem os ascósporos 2 a 30 cm de distância Fungos: Filo Ascomycota Ciclo parassexual presente recombinação mitótica em fungos que não apresentam fase sexual – garante a variabilidade genética Fungos: Filo Ascomycota Plasmogamia – cariogamia – haploidização sem meiose Perda de cromossomos Espécies mutualísticas de algas fungos liquenizados Fungos: Filo Ascomycota dos Ascomicetes conhecidos são liquenizados • Doenças em plantas fungos fitopatógenos / parasitas - utilizam nutrientes da planta - reduzem a fotossíntese - aumentam a respiração celular e transpiração - Atingem cereais, legumes, hortaliças e plantas frutíferas - Atingem viveiros de mudas - Colonização micélio intra e intercelular - enzimas, ácidos e toxinas mesófilo - Manchas foliares, cancros, pústulas e podridões Fungos: Filo Ascomycota - Podridão cinzenta de frutos (Botrytis cinerea) Fungos: Filo Ascomycota - Podridão escura de frutos (Monilinia fructicola) Fungos: Filo Ascomycota - Doença do carvoeiro (Cryphonectria parasitica) Fungos: Filo Ascomycota - Doença do olmo holandês (Ophiostoma ulmi) Fungos: Filo Ascomycota - Míldios pulverulentos (Claviceps purpurea) Fungos: Filo Ascomycota - Trufas gênero Tuber A trufa ou tartufo é um fungo subterrâneo, ou seja, vive no subsolo em simbiose com a raiz da árvore hospedeira. É uma verdadeira especiaria da culinária devido a sua delicada condição de crescimento nos bosques do Piemonte e a dificuldade para encontrá-lo, o tartufo nero pode chegar a custar 1000 euros o quilo. O cuidadoso processo de colheita é realizado apenas por meio do olfato dos cães, geralmente Beagles ou Cockers. Alimentação Fungos: Filo Ascomycota Tagliatelle al mascarpone e tartufo nero Queijo roquefort (Penicillium roqueforti) Queijo camembert (P. camembert) • Alimentação Fungos: Filo Ascomycota - Ex.: produção de penicilina Penicilium notatum Medicina Fungos: Filo Ascomycota - Doenças humanas Medicina Ex.: Sporothrix schenkii (pé-de-atleta) Fungos: Filo Ascomycota - Doenças humanas Medicina Ex.: Candida spp. (candidíases) Fungos: Filo Ascomycota - Doenças humanas Medicina Ex.: Pneumonia por fungo (Pneumocystis carinii) Fungos: Filo Ascomycota Ascos contendo esporos, em meio ao tecido pulmonar - Ex.: doenças humanas Medicina Fungos: Filo Ascomycota - Ex.: produção de enzimas Biotecnologia Fungos: Filo Ascomycota - Ex.: fermentação alcoólica Biotecnologia Fungos: Filo Ascomycota - Fase anamórfica: fase de reprodução ASSEXUADA - Ex.: Beauveria bassiana Fungos: Filo Ascomycota - Fase teleomórfica: fase de reprodução SEXUADA - Ex.: Cordyceps bassiana Controle biológico de pragas Escleródios - Sclerotinia sclerotiorum (mofo-branco) Macrocybe titans Tricholomataceae Auricularia sp. Auriculariaceae Kuehneola uredinis Macrocybe titans Tricholomataceae Auricularia sp. Auriculariaceae Kuehneola uredinis Basidiomycota Diversificado: cogumelos, orelhas-de-pau, gelatinosos, ferrugens, carvões Grego basidion pequeno pedestal / myketes = fungo Fungos: Filo Basidiomycota Principalmente filamentosos (hifas septadas no interior do substrato) Ausência de células flageladas Septos perfurados centralmente Septos com margem inflada formando o doliporo Septos revestidos por parentossomos (capas membranosas)Fungos: Filo Basidiomycota caracteres derivados (sinapomorfias) Primário Secundário Terciário Fungos: Filo Basidiomycota → Três micélios - primário (n): originado da germinação do basidiósporo - secundário (n+n, dicaróticas): originado da fusão de hifas compatíveis, binucleado, fase duradoura - terciário (n+n, dicaróticas): originado do secundário, organização de hifas em basidiomas Fungos: Filo Basidiomycota → Três micélios Presença de ansas (fíbulas ou grampos de conexão) durante crescimento no micélio secundário - garante distribuição de um núcleo de cada tipo para as células filhas Primário Secundário Fíbula Terciário Reprodução assexuada: - fragmentação, produção de esporos mitóticos (conídios) Fungos: Filo Basidiomycota Reprodução sexuada - luz e baixa quantidade de CO2 - micélio emerge do substrato - produção de basídios e basidiósporos em basidiomas Fungos: Filo Basidiomycota hifas do cogumelo hifas basídios com basidiósporos Fungos: Filo Basidiomycota Basídio Himênio: conjunto de lamelas ou poros Fungos: Filo Basidiomycota - Ciclo de vida Fíbula e septo Fungos: Filo Basidiomycota • Himênio - tubos, poros ou lamelas himeniais Classificação do Filo Basidiomycota → Ordem Agaricales (cogumelos) - corpo de frutificação temporário Agaricóides (himênio exposto) Macrocybe titans Tricholomataceae Auricularia sp. Auriculariaceae Basidiomycota: classificação Morfologia do basidioma Basidiomycota: classificação Gasteróides (himênio não visível, recoberto pelo perídio) Dictyophora Lycoperdon Ordem Licoperdales - gleba - perídeo (endo e exo) - ostíolo exoperídio endoperídio ostíolo Basidiomycota: classificação Morfologia do basidioma - epígeos ou hipógeos - perídio e gleba - perídio e peridiolas - ostíolo exoperídio endoperídio gleba exposta Peridiolas (gleba + esporos) Basidiomycota: classificação Clavaria sp. Clavariaceae Clavarióides (basidioma ramificado, estipe e himênio expostos) Basidiomycota: classificação Clavaria sp. (Clavariaceae, Agaricales) Ramaria sp. (Gomphaceae, Gomphales) Clavarióides (estipe e himênio exposto) Basidiomycota: classificação Basidiomycota: classificação → Ordens Aphyllophorales e Auriculariales (orelhas-de-pau) - corpo de frutificação perene nas orelhas - linhas de crescimento textura rígida ou gelatinoso - himenóforo formado por poros ou lamelas Trametes versicolor Ganoderma applanatum Poliporóides (gelatinosos e orelhas - himênio exposto) Auricularia sp. Auriculariaceae Tremella sp Macrocybe titans Tricholomataceae Auricularia sp. Auriculariaceae Kuehneola uredinis himênio trama píleo tubos ou poros himenóforo Auricularia sp. Auriculariaceae Kuehneola uredinis Ferrugens parasitas → não formam basidioma, mas soros (aglomerados de esporos) Basidiomycota: classificação Nos soros ocorre a reprodução sexuada e formação de esporos Puccinia graminis – ferrugem do trigo Uredósporos em Uredíneos Basidiomycota: classificação Exemplo de um ciclo de vida envolvendo Pucciniomycotina: requer dois hospedeiros Basídio e basidiósporos (n) Fase escura Télio e teliósporos (n+n) Meiose Cariogamia Fase vermelha (disseminativa) Uredínios e uredósporos (n+n) Trigo Planta hospedeira Espermogônios contendo espermácios - (n) e hifas receptivas + Écio e eciósporos (n+n) Esporos que conseguem permanecer viáveis no solo durante toda uma estação Dispersão por moscas – substância açucarada Puccinia graminis – ferrugem do trigo - Fase em Berberis Espermogônio Écios com eciósporos Macrocybe titans Tricholomataceae Auricularia sp. Auriculariaceae Carvões - Sem basidiomas, com soros (aglomerados de esporos) Ustilago spp. Basidiomycota: classificação Importância ecológica - Decompositores de matéria orgânica - principalmente de vegetais (caules de árvores) Trametes versicolor Ganoderma applanatum Fungos: Filo Basidiomycota Importância econômica - Largamente utilizados como alimentos - movimentam bilhões de dólares anualmente - Shimeji, Shiitake e Champignon Pleuorotus ostreatus Agaricus bisporus Lentinula edodes Fungos: Filo Basidiomycota Agaricus bisporus Lentinula edodes Fungos: caracterização geral - Medicinais (cogumelo-do-sol) - antimutagênico - radioprotetor - bactericida - controle de diabetes e colesterol Fungos: Filo Basidiomycota Agaricus blazei - Molécula ativa da parede celular do fungo: polissacarídeo ß-d-Glucan Atua no organismo humano aumentando as funções imunológicas - aumento de macrófagos, "Natural Killer Cells" (NKC), células T, células B e células complementares, evitando a regeneração e a metástase do câncer. Importância médica Importância médica - Substâncias tóxicas a humanos e outros animais Amanita muscaria Amanita phalloides Psilocybe cubensis Amanita virosa Fungos: Filo Basidiomycota Importância médica - Cogumelo do esterco - substrato estrume de cavalos - toxina neurotóxica psilocina e psilocibina - alucinógeno (delírios e embriaguez) - chá de cogumelo - Terapias (fase de testes) - enxaquecas - Efeitos irreversíveis “flash back” - Brasil (regiões Sul e Sudeste) - Psilocybe cubensis Fungos: Filo Basidiomycota - Psilocina e psilocibina: estrutura química similar a serotonina - Rituais indígenas – maias e astecas Etnomicologia Fungos: caracterização geral Importância médica - Fungos com corpo de frutificação coralóide - Ramaria flavo-brunnenscens - Distribuição Brasil (Sul e Sudeste), Uruguai e Argentina - palatável - reflorestamento de eucalipto - mortalidade de bovinos e ovinos - Substância tóxica alcalóide volátil - anorexia - intensa salivação - hemorragia interna - morte Fungos: Filo Basidiomycota Importância médica • 4 categorias de toxinas - Veneno protoplasmático (giromitrina, orelanina e amanitina) - destruição de células e morte (90%) - Neurotoxina (muscarina, ácido ibotênico, psilocibina e muscinol) - coma, convulsões, alucinações, depressão e morte - Irritantes gastrointestinais - náusea, vômitos, diarréia e morte (50% a 90%) - Dissulfiram (coprine) - sintomas somente com a ingestão de álcool Gyromitra esculenta Amanita phalloides Amanita muscaria Coprinus atramentarius Chlorophyllum molybdites Fungos: Filo Basidiomycota Importância econômica - Fitopatógenos - Ustilago tritici – carvão do trigo Fungos: Filo Basidiomycota Curiosidade - Círculo/anéis das fadas forma de crescimento do micélio - disponibilidade de recurso alimentar - centro micélio morto - até 500 anos – 70 m de diâmetro Fungos: Filo Basidiomycota Armillaria ostoyae Curiosidade - Maior organismo vivo da terra - 1500 anos de idade - 600 hectares (Mount Adams – Washington) Fungos: Filo Basidiomycota dos Basidiomicetos conhecidos são liquenizados Multiclavula sp. Dictyonema glabratum Fungos: Filo Basidiomycota LIQUENS FUNGO (vários grupos) ALGA VERDE OU CIANOBACTÉRIA LIQUEN é uma associação entre um fungo (micobionte) e uma alga ou cianobactéria (fotobionte), resultando em um talo Liquens: caracterização geral Os fungos encontraram uma maneira diferente de se nutrir córtex superior (fungo) medula (fungo) córtex inferior (fungo) camada de algas Liquens: caracterização geral MICOBIONTES (FUNGOS) ASCOMYCETES – 98% dos liquens BASIDIOMYCETES – 02% Liquens: caracterização geral Trebouxia (trebouxióide) Trentepohlia (trentepohlióide)Nostoc (nostocóide) FOTOBIONTES (ALGAS VERDES E CIANOBACTÉRIAS) Liquens: caracterização geral Trebouxia (trebouxióide) Nostoc (nostocóide) FOTOBIONTES E A COR DO TALO Trebouxia (trebouxióide) Nostoc (nostocóide) CORTICÍCOLAS SAXÍCOLAS MUSCÍCOLAS Liquens: caracterização geral FOLIÍCOLAS TERRÍCOLAS TALO FOLIÁCEO LACINIADO LOBADO • Estrutura dorsiventral. • Lobos ou lacínios bem definidos. • Prende-se ao substrato por rizinas ou tomento. • Geralmente corticado nos dois lados. • Podem apresentar estruturas de aeração: cifelas e pseudocifelas. Liquens: morfologia Liquens: caracterização geral RIZINAS E TOMENTO Brodo et al. (2001) córtex superior camada de algas medula córtex inferior rizina máculas pseudocifelas Fotobionte Hifas do fungo Córtex superior Córtex inferior Liquens: morfologia T A L O F O L I Á C E O H O M Ô M E R O T A L O F O L I Á C E O H E T E R Ô M E R O Liquens: morfologia TALO FILAMENTOSO • Mais simples; • Filamentos frouxos e filamentosos; • Algas filamentosas envoltas por hifas. Liquens: morfologia TALO FRUTICOSO • Formado por ramos simples ou divididos, cilíndricos ou achatados. • São liquens eretos, pendentes ou prostrados. • Apresentam uma estrutura radial ou isolateral. • Prendem-se ao substrato por um ou poucos pontos. Ramos Disco basal Apotécios Em corte Brodo et al. (2001) Liquens: morfologia TALO CROSTOSO • Estrutura dorsiventral, bastante achatada e aderida ao substrato, formando crostas • Não apresentam córtex inferior, as hifas da medula prendem o liquen ao substrato Liquens: morfologia TALO ESQUAMULOSO • Formado várias pequenas escamas Liquens: morfologia Normandina sp. TALO CLADONIFORME ou DIMÓRFICO Formado pela combinação crostoso-fruticoso ou esquamuloso-fruticoso. Esquâmulas (talo primário) Podécios (talo secundário) Liquens: morfologia • Fragmentação – fragmentos indiferenciados do talo • Sorédios – células de algas envolvidas por hifas de fungos • Isídios – pequenos ramos diferenciados do talo que se destacam com facilidade pela ação mecânica das chuvas, ventos, etc. Liquens: caracterização geral • A reprodução sexuada depende do grupo de micobionte • Sorédios – células de algas envolvidas por hifas de fungos Liquens: caracterização geral • Isídios – pequenos ramos diferenciados do talo que se destacam com facilidade pela ação mecânica das chuvas, ventos, etc. Liquens: caracterização geral Mas, existem espécies de liquens? Não existem espécies de liquens. O que existem são espécies de fungos e de fotobiontes. “Para efeitos taxonômicos, o nome dado a um liquen deve ser entendido como aplicado ao seu componente fúngico.” Contexto taxonômico: FUNGO LIQUENIZADO. Fungos: caracterização geral CLASSIFICAÇÃO ATUAL DOS LIQUENS Reino Fungi Filo Ascomycota (Baseada em Haffelner 1988) Classe Ascomycetes Ordem Pertusariales Ordem Peltigerales Ordem Teloschistales Ordem Gyalectales Ordem Graphidales Divisão Basidiomycota Classe Basidiomycetes Principais caracteres taxonômicos Largura dos lobos Lado superior Cor, superfície, margem Ramificados Bulbados Simples e longos Simples e curtos Cílios Lado inferior Cor, superfície, rizina Cifelas Pseudocifelas Rizinas e tomento Apotécios Margem, ornamentação, disco e células Sorais, sorédios e isídios SORAIS SORÉDIOS ISÍDIOS Principais caracteres taxonômicos Reagentes reagem com determinadas substâncias mudando de coloração K - hidróxido de potássio a 10%. C - hipoclorito de sódio (água sanitária comercial). P - parafenilenodiamina. TESTES DE COLORAÇÃO E ULTRAVIOLETA Metabólitos emitem fluorescência Liquens: taxonomia Espécies conhecidas no mundo: cerca de 18.000 Estimativas chegam até 40.000 espécies Brasil: mais de 2.800 conhecidas Brasil: estimativas variam de 4.000 a 5.000 espécies Fungos: caracterização geral Contribuem para o desgaste das rochas e a formação do solo, favorecendo a sucessão ecológica pelas plantas Fixação do nitrogênio no solo – aqueles com cianobactérias Sensibilidades e tolerâncias - bioindicadores de compostos tóxicos no ar (dióxido de enxofre) - mapeamento de metais pesados ao redor de pólos industriais - monitoramento da contaminação radioativa Fungos: caracterização geral aumento de diversidade dos liquens aumento da poluição do ar (SO2) Canoparmelia texana – altamente competitiva, indicador de poluição aérea Fungos: caracterização geral Mapeamento de metais pesados e de outros elementos químicos Importância econômica Alimentação Corantes Remédios e antibióticos Perfumaria Enfeites e maquetes Liquens:importância econômica Letharia vulpina Classificação Fungos: Filo Basidiomycota Macrocybe titans Tricholomataceae Auricularia sp. Auriculariaceae Kuehneola uredinis
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