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Introdução ao Estudo das Algas MARCELO MANZI MARINHO Laboratório de Ecologia e Fisiologia do Fitoplâncton CRIPTÓGAMAS = OCULTO = UNIÃO SEXUADA ALGAS, FUNGOS, BRIÓFITAS, PTERIDÓFITAS LINNAEUS, SEC. XVIII: VEGETAIS CUJA REPRODUÇÃO SEXUADA NÃO SE DISTINGUE CLARAMENTE Classe Criptogamia ALGA não tem significado taxonômico Organismos que: - Clorofila a - NÃO diferenciados em raiz, caule e folhas (avasculares, sem tecido especializado) - predominantemente aquáticos Reúne linhagens filogenéticas completamente diferentes Importante papel ecológico: ~ 50% ou mais da produção primária do planeta Haeckel, 1866 Sistema de 5 reinos Whittaker (1969) Monera Protista Plantae Fungi Animalia algas azuis (cianobactérias) algas unicelulares algas multicelulares eucariontes procariontes Woese, 1983 árvore filogenética universal 1970: sequenciamento de DNA Sistema de 3 domínios: Archaea Bacteria Eucaria Procariotos Baudauf, 2003 Árvore filogenética não enraizada de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. Apesar de todas apresentarem clorofila a possuem cores variadas Clorofila a - tilacóides membranas lipo-protéicas (invaginações do plasmalema) com pigmentos fotossintetizantes (clorofila a e ficobiliproteínas). PIGMENTOS ASSOCIADOS A FOTOSSÍNTESE NAS ALGAS Clorofilas Lipossolúveis Clorofila b Clorofila c Clorofila d -tilacóides ficobiliproteínas em ficobilissomos. aloficocianina ficocianina ficoeritrina Ficobiliproteínas ficoeritrina ficocianina Hidrossolúveis Aloficocianina Ficocianina Ficoeritrina 2. Carotenóides : - carotenos (beta-caroteno) - xantofilas ou carotenóis Lipossolúveis Espectro de absorção dos pigmentos Clorofilas: absorção no vemelho (650-680nm) e azul (400-450nm) Carotenóides: absorção no azul e verde (430-500 nm) Ficoeritrina: absorção no azul, verde e amarelo Ficocianina: absorção no verde, amarelo e vemelho Organização celular: -cloroplasto: fotossíntese 1 a muitos plastos por célula, forma variável. -pirenóide: região protéica onde se dá o acúmulo de reservas. Pode estar presente ou não. Mougeotia luz luz Organização celular: -cloroplasto: envoltos por 2, 3 ou 4 membranas estroma: matriz granular, enzimas que fixam CO2 tilacóides: membranas fotossintéticas Cloroplasto simples: Envolto por 2 membranas Chlorophyta, briófitas e plantas vasculares Rhodophyta Cloroplasto complexo: Envolto por 3-4 membranas Euglenophyta Dinophyta 3 membranas Phaeophyceae Bacillariophyta 4 membranas Chlorarachniophyta Origem mitocôndria Origem do clorop. simples Origem do clorop. complexo 2,1 bilhões de anos Teoria da endossimbiose: Alveolados ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA NAS ALGAS - diversos níveis de organização vegetativa. - organização semelhante em grupos evolutivamente muito distintos (paralelismo evolutivo de determinadas morfologias) 1. FORMAS UNICELULARES Unicelular flagelado Unicelular aflagelado Formas amebóides Chlamydomonas Reinhardtii Chlorophyceae ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA NAS ALGAS - diversos níveis de organização vegetativa. - organizaçãosemelhante em grupos evolutivamente muito distintos (paralelismo evolutivo de determinadas morfologias) 1. FORMAS UNICELULARES Unicelular flagelado Unicelular aflagelado Formas amebóides ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA NAS ALGAS - diversos níveis de organização vegetativa. - organizaçãosemelhante em grupos evolutivamente muito distintos (paralelismo evolutivo de determinadas morfologias) 1. FORMAS UNICELULARES Unicelular flagelado Unicelular aflagelado Formas amebóides Diversidade de formas 2. FORMAS COLONIAIS Colônias amorfas Cenóbio Chlorophyta, apenas em espécies de água doce 3. FORMAS PLURICELULARES 3.1. Formas filamentosas (seqüência linear de células) Filamento não ramificado Filamento ramificado (unisseriado ou plurisseriado) formas mais complexas: distinção entre porção prostrada e ereta 3. FORMAS PLURICELULARES 3.1. Formas filamentosas (seqüência linear de células) Filamento não ramificado Filamento ramificado (unisseriado ou plurisseriado) formas mais complexas: distinção entre porção prostrada e erecta C a li th a m n iu n 3. FORMAS PLURICELULARES 3.1. Formas filamentosas (seqüência linear de células) Filamento não ramificado Filamento ramificado (unisseriado ou plurisseriado) formas mais complexas: distinção entre porção prostrada e erecta 3.1. Formas filamentosas Talo Crostoso: fusão de filamentos prostrados fortemente aderidos ao substrato. Ambiente dominado por marés: supralitoral, médiolitoral e infralitoral 3.1. Formas filamentosas Talo Pseudoparenquimatoso: fusão e organização dos filamentos na porção ereta, típica de muitas Rhodophyta. 3.2. Formas parenquimatosas: divisões celulares podem ocorrer em qualquer plano: um tecido bidimensional ou tridimensional pode ser formado 4. FORMAS CENOCÍTICAS constituído por filamentos tubulares que não estão divididos em células. Ocorrem exclusivamente em Chlorophyta, a grande maioria marinha. Unicelulares Coloniais Filamentosas Parenquimatosas Pseudoparenquimatosas cenocíticas Organização Vegetativa As algas podem ser encontradas nos mais diversos ambientes: - de regiões tropicais até polares - aquáticas (bentos ou plâncton) - terrestres - em associações com outros organismos (ex. líquens) Ambiente dominado por marés: supralitoral, médiolitoral e infralitoral Fitoplâncton organismos que vivem em suspensão e sujeitos a movimentos passivos conduzidos por ventos e correntes - fotossíntese. Os organismos fitoplanctônicos apresentam tamanho, forma, posição filogenética e evolutiva, demanda energética e de nutrientes muito variadas Fitoplâncton Base da cadeia alimentar dos oceanos (sem mencionar sua importância na produção primaria global, produção de oxigênio, etc.). Distribuição do Fitoplâncton Marinho Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/44/Seawifs_global_biosphere.jpg