Apostila de Microbiologia - Medicina Veterinaria

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE FÍSICA DE SÃO CARLOS
LICENCIATURA EM CIÊNCIAS EXATAS
DISCIPLINA BIOLOGIA 3
INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA
Nelma R. Segnini Bossolan
2002
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 1
1.1 POSIÇÃO DOS MICRORGANISMOS NO MUNDO VIVO 2
1.2 DISTRIBUIÇÃO DOS MICRORGANISMOS NA NATUREZA 3
1.3 ÁREAS DE APLICAÇÃO DA MICROBIOLOGIA 4
1.4 A EVOLUÇÃO DA MICROBIOLOGIA 5
1.4.1 GERAÇÃO ESPONTÂNEA VERSUS BIOGÊNESE 5
1.4.2 TEORIA MICROBIANA DAS DOENÇAS 7
1.5 CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 8
2 BACTÉRIAS 10
2.1 MORFOLOGIA E ULTRA-ESTRUTURA DAS BACTÉRIAS 10
2.1.1 ESTRUTURAS BACTERIANAS 13
2.2 CULTIVO DAS BACTÉRIAS 17
2.2.1 TIPOS NUTRITIVOS DAS BACTÉRIAS 17
2.2.2 MEIOS BACTERIOLÓGICOS 19
2.2.3 CONDIÇÕES FÍSICAS NECESSÁRIAS AO CRESCIMENTO 20
2.3 REPRODUÇÃO E CRESCIMENTO 21
2.3.1 REPRODUÇÃO 21
2.3.2 CRESCIMENTO 23
2.4 PRINCIPAIS GRUPOS DE BACTÉRIAS 24
2.4.1 BACTÉRIAS PATOGÊNICAS 25
3 FUNGOS 28
3.1 INTRODUÇÃO 28
3.2 CARACTERÍSTICAS PRÓPRIAS DOS FUNGOS 28
3.2.1 REPRODUÇÃO NOS FUNGOS 30
3.2.2 FISIOLOGIA E NUTRIÇÃO DOS FUNGOS 31
3.3 CLASSIFICAÇÃO DOS FUNGOS 32
3.3.1 ZYGOMYCETES 33
3.3.2 ASCOMYCETES 34
3.3.3 BASIDIOMYCETES 36
3.3.4 DEUTEROMYCETES 37
3.4 FUNGOS E SUAS ASSOCIAÇÕES COM OUTROS ORGANISMOS 38
3.4.1 LIQUENS 38
3.4.2 MICORRIZAS 39
3.4.3 TRUFAS 39
3.5 FUNGOS ECONOMICAMENTE IMPORTANTES 39
3.5.1 FUNGOS PATOGÊNICOS 40
4 VÍRUS 43
4.1 INTRODUÇÃO 43
4.2 HISTÓRICO 43
4.3 ESTRUTURA DOS VÍRUS 44
4.4 CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS ANIMAIS E DE PLANTAS 45
4.5 REPLICAÇÃO DO VÍRUS 47
4.6 BACTERIÓFAGOS 50
4.7 ISOLAMENTO E IDENTIFICAÇÃO DO VÍRUS 51
4.8 AGENTES INFECCIOSOS SEMELHANTES A VÍRUS 51
5 CONTROLE DOS MICRORGANISMOS 53
5.1 FUNDAMENTOS 53
5.2 CONDIÇÕES QUE INFLUENCIAM A AÇÃO ANTIMICROBIANA 54
5.3 MODO DE AÇÃO DOS AGENTES ANTIMICROBIANOS 54
5.4 CONTROLE PELOS AGENTES FÍSICOS 54
5.4.1 APLICAÇÃO DAS ALTAS TEMPERATURAS 54
5.4.2 APLICAÇÃO DE BAIXAS TEMPERATURAS 55
5.4.3 RADIAÇÕES 56
5.5 CONTROLE PELOS AGENTES QUÍMICOS 57
5.5.1 ESCOLHA DO AGENTE QUÍMICO ANTIMICROBIANO 57
5.5.2 PRINCIPAIS GRUPOS DE DESINFETANTES E ANTI-SÉPTICOS 58
5.6 ANTIBIÓTICOS E OUTROS AGENTES QUIMIOTERÁPICOS 59
6 BIBLIOGRAFIA 64
IFSC / LCE / Biologia 3 – Microbiologia
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1 Introdução
A ciência da Microbiologia [do grego: mikros (“pequeno”), bios (“vida”) e
logos (“ciência”)] é o estudo dos organismos microscópicos e de suas atividades.
Preocupa-se com a forma, a estrutura, a reprodução, a fisiologia, o metabolismo e a
identificação dos seres microscópicos. Inclui o estudo da sua distribuição natural, suas
relações recíprocas e com outros seres vivos, seus efeitos benéficos e prejudiciais sobre
os homens e as alterações físicas e químicas que provocam em seu meio ambiente.
Em sua maior parte, a Microbiologia trata com organismos microscópicos
unicelulares. Nas assim chamadas formas superiores de vida, os organismos são
compostos de muitas células, que constituem tecidos altamente especializados e órgãos
destinados a exercer funções específicas. Nos indivíduos unicelulares, todos os
processos vitais são realizados numa única célula. Independentemente da complexidade
de um organismo, a célula é, na realidade, a unidade básica da vida.
Todas as células vivas são basicamente semelhantes. Conforme já foi visto, elas
compõem-se de protoplasma (do grego: a primeira substância formada), um complexo
orgânico coloidal constituído principalmente de proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos; o
conjunto é circundado por membranas limitantes ou parede celular, e todos contêm um
núcleo ou uma substância nuclear equivalente.
Todos os sistemas biológicos têm as seguintes características comuns: 1)
habilidade de reprodução; 2) capacidade de ingestão ou assimilação de substâncias
alimentares, metabolizando-as para suas necessidades de energia e de crescimento; 3)
habilidade de excreção de produtos de escória; 4) capacidade de reagir a alterações do
meio ambiente (algumas vezes chamada de "irritabilidade"), e 5) suscetibilidade à
mutação.
Os princípios da Biologia podem ser demonstrados através do estudo da
Microbiologia, pois os microrganismos têm muitas características que os tornam
instrumentos ideais para a pesquisa dos fenômenos biológicos. Os microrganismos
fornecem sistemas específicos para a investigação das reações fisiológicas, genéticas e
bioquímicas, que são a base da vida. Eles podem crescer, de maneira conveniente, em
tubos de ensaio ou frascos, exigindo, assim, menos espaço e cuidados de manutenção do
que as plantas superiores e os animais. Além disso, crescem rapidamente e se
reproduzem num ritmo muito alto; algumas espécies bacterianas demonstram quase 100
gerações num período de 24 horas. Os processos metabólicos dos microrganismos
seguem os padrões que ocorrem nos vegetais superiores e nos animais. As leveduras,
por exemplo, utilizam a glicose, basicamente do mesmo modo que as células dos tecidos
de mamíferos, revelando que o mesmo sistema enzimático está presente nestes
organismos tão diversos.
Em Microbiologia pode-se estudar os organismos em grande detalhe e observar
seus processos vitais durante o crescimento, a reprodução, o envelhecimento e a morte.
Modificando-se a composição do meio ambiente, é possível alterar as atividades
metabólicas, regular o crescimento e, até alterar alguns detalhes do padrão genético,
tudo sem causar a destruição do microrganismo.
Os principais grupos de microrganismos são os protozoários, fungos, algas e
bactérias. Os vírus, apesar de não serem considerados vivos, têm algumas características
de células vivas e por isso são estudados como microrganismos. Este texto irá abordar
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temas sobre bactérias, fungos e vírus, uma vez que algas e protozoários já foram vistos
em etapa anterior.
1.1 Posição dos microrganismos no mundo vivo
A Microbiologia estuda alguns organismos que são predominantemente
semelhantes ao vegetais , outros que são similares aos animais e, um terceiro grupo que
tem características aos animais e vegetais. Visto que não existem organismos que não
pertencem, naturalmente, a nenhum destes dois reinos, foi proposta a criação de novos
reinos que os pudessem incluir.
Uma dessas primeiras proposições foi feita em 1866 pelo zoólogo alemão E. H.
Haeckel. Este autor sugeriu que um terceiro reino incluísse os microrganismos que,
tipicamente não poderiam ser classificados como vegetais ou animais. Esses organismos
foram chamados de protistas e colocados no reino Protista, constituído unicamente por
seres unicelulares. Assim, ao se falar de modo geral em protistas, compreendem-se
bactérias, algas, fungos e protozoários, excluindo-se os vírus que não são organismos
celulares.
Mediante os progressos do conhecimento da ultra-estrutura celular, os
microrganismos puderam ser divididos em duas categorias: procariotos e eucariotos.
Esta divisão baseia-se nas diferenças de organização da maquinaria celular, já vistas
neste curso. As algas azuis (cianofíceas) e as bactérias são organismos procariotos.Entre
os microrganismos eucariotos estão os protozoários, os fungos e as demais algas (as
células animais e vegetais são, também eucarióticas). Os vírus, isolados entre os
microrganismos, são deixados de lado neste esquema de organização celular.
Um outro sistema de classificação, o sistema dos cinco reinos, foi proposto por
Robert H. Whittaker (1969), baseado no modo pelo qual o organismo obtém nutrientes
de sua alimentação. Este sistema é, agora, amplamente aceito porque considera relações
evolutivas e é compatível com os recentes estudos bioquímicos, genéticos e ultra-
estruturais, os quais sugerem que a endossimbiose (viver junto, um no interior do outro)
hereditária levou até a célula eucariótica, tal como ela é conhecida, a partir de uma
variedade de unidades procarióticas, desenvolvendo-se desde um ancestral procariótico
comum.
Os microrganismos, portanto, são encontrados em três dos cinco reinos: reino
Monera (bactérias e cianobactérias), reino Protista (algas microscópicas e protozoários)
e reino Fungi (leveduras e bolores).
Até 1977, a idéia prevalecente era de que os organismos procariotos, por causa
da sua simplicidade estrutural, eram os ancestrais de eucariotos mais complexos. Com
as pesquisas de Carl Woese e seus colaboradores, ficou comprovado que os procariotos
e eucariotos evoluíram por vias completamente diferentes a partir de uma forma
ancestral comum, como mostra a figura 1. Estes pesquisadores utilizaram uma técnica
que compara o arranjo nucleotídico do RNAr entre diferentes organismos. Por exemplo,
se as sequências de ribonucleotídeos de 2 tipos de organismos diferem em grande
extensão, a relação entre ambos é muito distante; ou seja, os organismos divergiram há
muito tempo de um ancestral comum. Porém, se as sequências mostram mais
similaridades, os organismos estão intimamente relacionados e têm um ancestral comum
relativamente recente. Os eucariotos possuem um tipo geral de sequência e os
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procariotos, um segunto tipo. Dentre os procariotos, alguns têm um terceiro tipo de
sequência, que difere dos anteriores. Com isso, concluiu-se que há 2 tipos principais de
bactérias, designadas de arqueobactérias e eubactérias.
A figura 1 mostra um esquema das vias pelas quais os organismos vivos
evoluíram, como deduzido através de estudos comparativos e RNA ribossômico.
Figura 1: Representação das vias pelas quais os organismos vivos evoluíram, como deduzido
através de estudos comparativos de RNA ribossômico. As três maiores ramificações evolucionárias são
mostradas como arqueobactrérias, eubactérias e eucariotos. Entre as eubactérias pelo menos dez linhas de
descendentes distintos ocorrem; nas arqueobactérias, pelo menos três. No caso dos eucariotos, há
evidências de que certas eubactérias Gram-negativas invadiram células eucarióticas primitivas e evoluíram
como organelas intracelulares chamadas mitocôndrias. Cloroplastos, as organelas fotossintéticas de
células de plantas, parecem ter evoluído de maneira similar, a partir de uma cianobactéria. (fonte: Pelczar
et al., 1996)
1.2 Distribuição dos Microrganismos na Natureza
Os microrganismos se encontram em praticamente todos os lugares da natureza.
São transportados por correntes aéreas desde a superfície da Terra até as camadas
superiores da atmosfera. Mesmo os microrganismos típicos dos oceanos podem ser
achados a muitos quilômetros de distância, no alto de montanhas. São encontrados em
sedimentos no fundo do mar, em grandes profundidades. São carregados por correntes
fluviais e até mares; e, se dejetos humanos contendo bactérias patogênicas forem
despejados em correntes de água, a doença pode disseminar-se de um lugar para outro.
Os microrganismos ocorrem mais abundantemente onde puderem encontrar alimentos,
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umidade e temperatura adequadas para seu crescimento e multiplicação. Uma vez que as
condições que favorecem a sobrevivência e o crescimento de muitos microrganismos
são as mesmas sob as quais vivem as populações humanas, é inevitável que vivamos
entre grande quantidade de microrganismos. Eles estão no ar que respiramos e no
alimento que ingerimos. Estão na superfície de nosso corpo, em nosso trato digestivo, na
boca, no nariz e em outros orifícios naturais. Felizmente, a maioria dos microrganismos
é inócua para o homem, e este tem meios de resistir à invasão daqueles que são
potencialmente patogênicos.
1.3 Áreas de aplicação da Microbiologia
Existem numerosos aspectos no estudo da Microbiologia, que são divididos em
duas áreas principais: a microbiologia básica e a microbiologia aplicada.
A microbiologia básica estuda a natureza fundamental e as propriedades dos
microrganismos. Preocupa-se com assuntos relacionados aos seguintes temas:
! características morfológicas (forma e tamanho das células, composição química,
etc.);
! características fisiológicas (necessidades nutricionais específicas e condições
necessárias ao crescimento e reprodução);
! atividades bioquímicas (modo de obtenção de energia pelos microrganismos);
! características genéticas (hereditariedade e variabilidade das características);
! características ecológicas (ocorrência natural dos microrganismos no ambiente e
sua relação com outros organismos);
! potencial de patogenicidade dos microrganismos e
! classificação (relação taxonômica entre os grupos do mundo microbiano).
Na microbiologia aplicada estuda-se como os microrganismos podem ser
usados ou controlados para várias finalidades práticas. Os pricipais campos de aplicação
da microbiologia incluem: medicina, alimentos e laticínios, agricultura, indústria e
ambiente.
Na área industrial, por exemplo, os microrganismos são utilizados na síntese de
uma variedade de substâncias químicas, desde o ácido cítrico até antibióticos mais
complexos e enzimas. Certos microrganismos são capazes de fermentar material
orgânico animal e humano, produzindo gás metano que pode ser coletado e usado como
combustível. A biometalurgia explora as atividades químicas de bactérias para extrair
minerais, como cobre e ferro de minérios de baixa qualidade. A indústria do petróleo
têm utilizado bactérias e seus produtos, como os exopolissacarídeos presentes
externamente à célula bacteriana, para aumentar a extração do petróleo de rochas
reservatório.
Na área ambiental, estuda-se a utilização de microrganismos que podem
degradar poluentes específicos, como herbicidas e inseticidas.
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A microbiologia médica trata dos microrganismos causadores de doenças
humanas (patogênicos, além de estar relacionada com a prevenção e o controle das
doenças. Juntamente com a engenharia genética, têm pesquisado a produção de enzimas
bacterianas que dissolvam coágulos sangüíneos, vacinas humanas utilizando vírus de
insetos e testes laboratoriais rápidos para diagnóstico de infecção viral, entre tantas
outras aplicações possíveis nesta área.
A microbiologia dos alimentos está relacionada com as doenças que podem ser
transmitidas pelos alimentos, como por exemplo, infecções causadas por salmonelas,
intoxicações causadas por estafilococos e clostrídios. Relaciona-se também com
aspectos positivos, com a utilização de microrganismos na produção de
alimentos/bebidas (queijos, pães, cervejas, etc.).
1.4 A Evolução da Microbiologia
A Microbiologia começou quando se aprendeu a polir lentes, feitas a partir de
peças de vidro, e a combiná-las até produzir aumentos suficientemente grandes que
possibilitassem a visualização dos microrganismos. Durante o século XIII, Roger Bacon
postulou que a doençaera produzida por seres vivos invisíveis. A sugestão foi
novamente feita por Fracastoro de Verona (1483-1553) e por Von Plenciz, em 1762,
mas estes autores não dispunham de provas. No início de 1658, um monge chamado
Kircher se referiu a "vermes" invisíveis a olho desarmado nos corpos em decomposição,
no pão, no leite e em excreções diarréicas. Em 1665, Robert Hooke viu e descreveu
células em um pedaço de cortiça. Estabeleceu o fato de que os organismos de "animais e
plantas, complexos que sejam, são compostos de algumas partes elementares que se
repetem freqüentemente" - citação não devida a Hooke, mas originada da descrição de
Aristóteles sobre a estrutura celular das coisas vivas, datadas do século IV a.C.
Embora não tenha sido, provavelmente, o primeiro a ver as bactérias e os
protozoários, o holandês Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723), foi o primeiro a
relatar suas observações, com descrições precisas e desenhos.
A palavra bactéria vem do termo bacterium, que foi introduzido pelo alemão
C.G. Ehrenberg, em 1828, como uma denominação genérica para certos tipos
bacterianos representativos. Deriva da palavra grega que significa "pequeno bastão". A
palavra micróbio foi introduzida em 1878 pelo cirurgião francês, Charles-Emmanuel
Sedillot.
1.4.1 Geração Espontânea versus Biogênese
A descoberta dos microrganismos focalizou o interesse científico sobre a origem
dos seres vivos. No que se refere às formas superiores de vida, Aristóteles (384-322
a.C.) pensava que os animais podiam se originar, espontaneamente, do solo, de plantas e
de outros animais diferentes, e sua influência ainda atingiu o século XVII.
Era aceito como fato, por exemplo, que as larvas podiam ser produzidas pela
exposição da carne a o calor e ao ar, embora Francesco Redi (1626-1697) duvidasse do
mesmo. Ele realizou uma experiência na qual colocou carne numa jarra coberta com
gaze. Atraídas pelo odor da carne, as moscas puseram seus ovos sobre a cobertura e,
destes, emergiram as larvas. Esta experiência e outras parecem ter resolvido o assunto,
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ao menos no que se referia a tais formas vivas. Com os microrganismos, contudo, era
diferente; seguramente eles não tinham pais.
Em 1749, John Needham (1713-1781), trabalhando com carne exposta a cinzas
quentes, observou o aparecimento de microrganismos que não existiam no início da
experiência, concluindo que as bactérias tinham se originado da carne. Quase que ao
mesmo tempo, Spallanzani (1729-1799) ferveu caldo de carne durante uma hora,
fechando logo a seguir os frascos. Nenhum microrganismo apareceu, mas seus
resultados, ainda que repetidos, não convenceram Needham. Este insistia em que o ar
era essencial para a produção espontânea dos seres microscópicos, e este ar tinha sido
excluído dos frascos pelo fechamento. 60 a 70 anos mais tarde dois pesquisadores
responderam a este argumento. Franz Schulze (1815-1873) aerava infusões fervidas,
fazendo o ar atravessar soluções fortemente ácidas, enquanto Theodor Schwann (1810-
1882) forçava o ar através de tubos aquecidos ao rubro. Em nenhum dos casos surgiram
os micróbios. Os adeptos da geração espontânea não se convenceram, dizendo que o
ácido e o calor é que não permitiram o crescimento dos micróbios. Por volta de 1850,
Schröder e Von Dush realizaram uma experiência mais convincente, fazendo o ar passar
através do algodão para frascos que continham o caldo aquecido. Assim, as bactérias
foram retidas pelas fibras de algodão, tanto que não houve seu desenvolvimento.
O conceito de geração espontânea foi revivido, pela última vez, por Pouchet, que
publicou em 1859, um relatório, provando sua ocorrência. Pouchet foi rebatido por
Louis Pasteur (1822-1895). Este preparou um frasco com colo longo, estreito, em
pescoço de cisne . As soluções nutritivas foram aquecidas no frasco e o ar - não-tratado
e não-filtrado - podia passar para dentro ou para fora. Os micróbios, porém,
depositavam-se no pescoço de cisne e não apareciam na solução.
Finalmente, John Tyndall (1820-1893) efetuou experiências numa caixa
especialmente desenhada para provar que a poeira carrega os micróbios . Se não houver
poeira, o caldo estéril ficará livre de crescimento microbiano por períodos de tempo
indefinidos.
Os aparelhos utilizados nas experiências acima descritas estão ilustrados na
figura 2.
Figura 2: Aparelhos utilizados nos experimentos que derrubaram a teoria da geração espontânea
(fonte: Pelczar et al., 1980).
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1.4.2 Teoria Microbiana das Doenças
Antes de Pasteur ter provado experimentalmente que as bactérias são a causa de
algumas doenças, muitos observadores já argumentavam a favor desta teoria. Fracastoro
de Verona sugeriu que as doenças podiam ser devidas a organismos invisíveis,
transmitidos de uma pessoa para outra. Em 1762, Von Plenciz, de Viena, não apenas
estabeleceu que seres vivos eram causas de doenças, como também suspeitou que
microrganismos diferentes eram responsáveis por enfermidades diferentes. O médico
Oliver W. Holmes (1809-1894) insistia que a febre puerperal era contagiosa e,
provavelmente, causada por um germe transmitido de uma mãe para outra por
intermédio das parteiras e dos médicos. Quase na mesma época, o médico húngaro
Ignaz P. Semmelweis (1818-1865) introduzia o uso de antissépticos na prática
obstétrica.
Na França, Louis Pasteur estudou os métodos e processos envolvidos na
fabricação de vinhos e cervejas. Observou que a fermentação das frutas e dos grãos,
resultando em álcool, era efetuada por micróbios. Examinando muitas amostras de
"fermentos", isolou micróbios de espécies diferentes. Nos bons lotes, predominava um
tipo; nos produtos pobres, outro tipo estava presente. Selecionando adequadamente o
microrganismo, o fabricante podia estar seguro de conseguir produtos bons e uniformes.
Porém os micróbios já estavam nos sucos; deviam ser removidos e fermentação iniciada
com uma cultura proveniente de um tonel que tinha sido satisfatório. Pasteur sugeriu
que os tipos indesejáveis de microrganismos deveriam ser eliminados pelo calor, não tão
intenso que prejudicasse o gosto do suco de fruta, mas suficiente para tornar inócuo os
germes. Observou que, mantendo os sucos a uma temperatura de 62-63 º C, durante uma
hora e meia, obtinha o resultado desejado. Este processo tornou-se conhecido como
pasteurização e hoje é amplamente utilizado nas indústrias de fermentação, porém é a
indústria dos derivados do leite que está mais familiarizada com este método, visando a
destruição dos microrganismos patogênicos, presentes no leite.
Na Alemanha, o médico Robert Koch (1843-1910) estudou o problema do
carbúculo hemático, que é uma doença do gado bovino, caprino e, às vezes, do homem.
Ele descobriu os bacilos típicos com extremidades cortadas em ângulos retos, no sangue
de animais mortos pela infecção carbunculosa. Inoculou as bactérias em meios de
cultura, em seu laboratório, examinou-as ao microscópio para estar seguro de que
apenas uma espécie tinha se desenvolvido e injetou-as em outros animais para verificar
se estes se tornavam doentes e desenvolviam os sintomas clínicos do carbúnculo
hemático. A partir destes animais experimentais, Koch isolou micróbios iguais aos que
tinha encontrado originalmente nos carneiros infectados. Esta foi a primeira vez que
uma bactéria foi comprovada como causa de uma doença animal. A partir disto foram
estabelecidos os postulados de Koch: 1) Um microrganismo específico pode sempre ser
encontrado em associação com uma dada doença. 2) O organismo pode ser isolado e
cultivado, em cultura pura, no laboratório. 3) A cultura pura produzirá a doença quando
inoculada em animal sensível. 4) É possível recuperar o microrganismo,em cultura
pura, dos animais experimentalmente infectados.
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1.5 Caracterização e Classificação dos Microrganismos
A caracterização e a classificação dos organismos vivos são o principal objetivo
em todos os ramos da Ciência Biológica. A partir do momento em que um organismo é
completamente conhecido, torna-se possível fazer comparações com outros,
determinando semelhanças e diferenças. As comparações das características de grande
número de microrganismos resultam, eventualmente, num sistema de agrupamento das
espécies semelhantes. Por fim, cria-se um grupo com características muito semelhantes,
que é considerado como uma espécie e recebe um nome específico, isto é, o
microrganismo adquire um nome.
Por serem individualmente tão pequenos que não podem ser visualizados sem
ajuda de um microscópio, não é prático trabalhar com um único indivíduo. Por esta
razão estudam-se culturas, que contêm milhares, milhões e até mesmo bilhões de
indivíduos. Uma cultura que consiste em uma única espécie de microrganismo (uma
espécie viva), independentemente do número de indivíduos, num ambiente livre de
outros organismos vivos, é chamada de cultura axênica. Os microbiologistas usualmente
se referem a tais culturas como culturas puras, embora, no sentido técnico estrito, a
cultura pura seja aquela que se origina do crescimento de uma única célula. Se dois ou
mais tipos (espécies) crescem juntos, como normalmente ocorre na natureza, passam a
constituir uma cultura mista.
Antes de identificar e classificar um microrganismo, suas características devem
ser determinadas com detalhes adequados. As principais incluem as seguintes:
1. Características culturais: os nutrientes exigidos para o crescimento e as
condições físicas do ambiente que favorecem o desenvolvimento.
2. Características morfológicas: as dimensões das células, seus arranjos, a
diferenciação e a identificação de suas estruturas.
3. Características metabólicas: a maneira pela qual os microrganismos
desenvolvem os processos químicos vitais.
4. Características da composição química: a identificação dos principais e típicos
constituintes químicos da célula.
5. Características antigênicas: a detecção de componentes especiais da célula
(químicos) que fornecem evidências de semelhança entre as espécies.
6. Características genéticas: a análise da composição do ácido
desoxirribonucleico (DNA), assim como a determinação das relações entre o DNA
isolado de diferentes microrganismos.
A maioria das características acima citadas é determinada através de testes
laboratoriais, que incluem o uso de diferentes meios e diferentes reações químicas. No
entanto, um dos instrumentos mais poderosos na investigação é o microscópio. A tabela
1 resume as características essenciais e aplicações dos diferentes tipos de microscopia.
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Tabela 1 : Comparação de diferentes tipos de microscópios (fonte: Pelczar et
al.,1996).
Tipo de
microscópio
Ampliação máxima
útil
Observação do espécime Aplicações
Campo claro 1.000 – 2.000 Espécimes corados ou
descorados; as bactérias,
geralmente coradas,
aparecem com a cor do
corante
Características morfológicas
grosseiras de bactérias,
leveduras, bolores, algas e
protozoários
Campo escuro 1.000 – 2.000 Geralmente descorados;
aparecem brilhantes ou
iluminados” sobre um
campo escuro
Microrganismos que exibem
algumas características
morfológicas especiais quando
vivos e em suspensão fluida; por
exemplo, os espiroquetas
Fluorescência 1.000 – 2.000 Luminoso e corado; cor do
corante fluorescente
Técnica de diagnóstico em que o
corante fluorescente fixado ao
organismo revela a sua
identidade
Contraste de
fase
1.000 – 2.000 Graus variáveis de
iluminação
Exame de estruturas celulares em
microrganismos maiores e vivos;
por exemplo, leveduras, algas,
protozoários e algumas bactérias
Eletrônico 200.000 – 400.000 Observado em tela
fluorescente
Exame de vírus e das ultra-
estruturas das células
microbianas
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2 BACTÉRIAS
2.1 Morfologia e Ultra-Estrutura das Bactérias
Entre as principais características das células bacterianas estão suas dimensões,
forma, estrutura e arranjo. Estes elementos constituem a morfologia da célula (figura 3).
Embora existam milhares de espécies bacterianas diferentes, os organismos
isolados apresentam uma das três formas gerais: elipsoidal ou esférica, cilíndrica ou em
bastonete e espiralada.
As células bacterianas esféricas ou elipsoidais são chamadas de cocos e podem
apresentar os arranjos vistos na figura 4.
As células bacterianas cilíndricas ou em bastonetes (bacilos) comumente
apresentam-se isoladas e ocasionalmente ocorrem aos pares (diplobacilos) ou em
cadeias (estreptobacilos) (figura 5).
As bactérias espiraladas (singular = spirillum; plural = spirilla) ocorrem,
predominantemente, como células isoladas. As células individuais de espécies diferentes
exibem, contudo, nítidas diferenças no comprimento, número e amplitude das espirais e
na rigidez das paredes celulares. As bactérias curtas com espiras incompletas são
conhecidas como bactérias comma ou vibriões (figura 6).
A unidade de medida das bactérias é o micrômetro, que equivale a 10-³ mm. As
bactérias mais freqüentemente estudadas em laboratório medem, aproximadamente, 0,5
a 1,0 µm por 2,0 a 5,0 µm. Os estafilococos e estreptococos, por exemplo, têm
diâmetros variáveis entre 0,75 e 1,25 µm. As formas cilíndricas, tais como o bacilo da
febre tifóide e da disenteria, apresentam uma largura de 0,5 a 1,0 µm e um comprimento
de 2 a 3 µm. Algumas formas filamentosas podem exceder os 100 µm de comprimento,
mas seu diâmetro está, de modo característico, entre 0,5 e 1,0 µm.
A figura 7 mostra o tamanho comparativo de uma célula de uma bactéria, um
vírus e um protozoário. 
Figura 3: Principais estruturas celulares que ocorrem em células bacterianas. Certas estruturas,
como por exemplo, grânulos ou inclusões, não são comuns a todas as células bacterianas (fonte: Pelczar et
al, 1996).
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Figu
Diplo
(esca
perm
divid
tetra
coco
um p
ra 4: Arranjos característicos dos cocos, com ilustrações esquemáticas dos padrões de multiplicação. [A]
cocos: as células se dividem em um plano e permanecem acopladas predominantemente em pares
neamento por micrografia eletrônica de varredura). [B] Estreptococus: as células se dividem em um plano e
anecem acopladas para formar cadeias (micrografia eletrônica de varredura). [C] Tetracocos: as células se
em em dois planos e caracteristicamente formam grupos de quatro células. As espécimes mostradas são Gaffkya
gena. [D] Estafilococos: as células se dividem em três planos, em um padrão irregular, formando cachos de
s. As espécimes mostradas são Staphylococcus aureus. [E] Sarcinas: as células se dividem em três planos, em
adrão regular, formando um arranjo cúbico de células (fonte: Pelczar et al., 1996).
Figura 5: Bactérias tipicamente cilíndricas
(bacilos). Observar as variações de
comprimento e de largura. (A) Clostridium
sporogenes; (B) Pseudomonas sp; (C)
Bacillus megaterium; (D) Salmonella typhi
(fonte: Pelczar et al., 1980).
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Figura 6: Bactérias espiraladas. (A) célula de Leptospira mostrando
o filamento axial típico. Micrografia eletrônica, x 71.526.(B)
Spirillum itersonii visto ao microscópio eletrônico, x 33.600. (C)
Rhodospirillum rubrum, x 1.220. (D) Spirochaeta stenostrepta, x
23.000. (E) Methanospirillum hungatii, uma nova espécie da
bactéria gram-negativa que ocorre em filamentos de até 100µm de
comprimento. (fonte: Pelczar et al., 1980)
[A]
Unidades de
comprimento Metro (m)
Centímetro
(cm)
Milímetro
(mm)
Micrômetro
(µµµµm)
Nanômetro
(nm)
Micrômetro
(µm)
0,000001
10-6
0,0001
10-4
0,001
10-3
1
1.000
103
Nanômetro
(nm)
0,000000001
10-9
0,0000001
10-7
0,000001
10-6
0,001
10-3
1
Angström (Å)
0,0000000001
10-10
0,00000001
10-8
0,0000001
10-7
0,0001
10-4
0,1
10-1
Figura 7: [A] Uma comparação de tamanhos de microrganismos selecionados. O quadro acima mostra a
equivalência no sistema métrico para as unidades usadas para expressar dimensões das células
microbianas (modificado de Pelczar et al., 1996).
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2.1.1 Estruturas Bacterianas
O exame da célula bacteriana revela certas estruturas definidas por dentro e por
fora da parede celular. Seguem-se breves descrições das estruturas bacterianas de fácil
identificação:
Flagelos: apêndices muito finos, semelhantes a cabelos, que se exteriorizam
através da parede celular e se originam de uma estrutura granular (corpo basal)
imediatamente abaixo da membrana citoplasmática, no citoplasma. O flagelo apresenta
três partes: uma estrutura basal, uma estrutura semelhante a um gancho e um longo
filamento externo à parede celular (figura 8). O seu comprimento é, usualmente, várias
vezes o da célula, mas seu diâmetro é uma pequena fração do diâmetro celular (p.e., 10 a
20 nm). Algumas bactérias se movimentam por outros meios, diversos da atividade
flagelar, como o deslizamento provocado pelo fluxo protoplasmático ou pela resposta
táxica (p.e., fototaxia, quimiotaxia).
Pêlos (fímbrias): apêndices filamentosos menores, mais curtos e mais
numerosos que os flagelos e que não formam ondas regulares. Estão presentes em
muitas bactérias gram-negativas. São encontrados tanto nas espécies móveis como nas
imóveis e portanto, não desempenham papel relativo à mobilidade. Podem funcionar
como sítios de adsorção de vírus bacterianos, como mecanismo de aderência à
superfícies e como porta de entrada de material genético durante a conjugação
bacteriana [(pêlo sexual) (figura 9)].
Glicocálice: formado de uma substância viscosa, que forma uma camada de
cobertura ou envelope ao redor da célula. Se o glicocálice estiver organizado de maneira
definida e estiver acoplado firmemente à parede celular, recebe o nome de cápsula; se
estiver desorganizado e sem qualquer forma e anda estiver frouxamente acoplado à
parede celular, recebe o nome de camada limosa. O glicocálice pode ter natureza
polissacarídica (um ou vários tipos de açúcares como p.e., galactose, ramnose, glicana,
etc.) ou polipeptídica (p.e., ácido glutâmico). A principal função do glicocálice é a
aderência sobre superfícies; ele pode evitar o dessecamento das bactérias, fornece um
envoltório protetor e pode servir, também, como reservatório de alimentos, além de
evitar a adsorção e lise da células por bacteriófagos (figura 10).
Parede Celular: dá forma à célula e situa-se abaixo das substâncias
extracelulares (glicocálice) e externamente à membrana que está em contato imediato
com o citoplasma. Sua espessura é calculada, em média, de 10 a 25 nm. A função da
parede celular é a de proporcionar uma moldura rígida, ou "colete", que suporta e
protege as estruturas protoplasmáticas mais lábeis, em face das possíveis lesões
osmóticas; evita ainda a evasão de certas enzimas, assim como o influxo de certas
substâncias que poderiam causar dano à célula. Nas eubactérias, o peptideoglicano (ou
mureína), um composto polimérico, é o componente da parede celular que determina
sua forma. A parede celular das bactérias Gram-positivas é constituída por ácido
teicóico, além do peptideoglicano, que corresponde à uma fração maior que a
encontrada na parede das bactérias Gram-negativas (figura 11). A parede das bactérias
Gram-negativas é mais complexa que a parede das Gram-positivas pois possui uma
membrana externa cobrindo uma camada fina de peptideoglicano (figura 12). Esta
membrana externa é cosnstituída por fosfolipídeos, proteínas e lipopolissacarídeos
(LPSs).
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Figura 8: Desenho de um corpo basal ilustrando sua estrutura e a fixação a bactérias Gram-negativas. O
flagelo de bactérias Gram-positivas tem somente dois anéis (um par) que fixam o flagelo à membrana
celular (fonte: Pelczar et al., 1996).
Figura 9: Bactérias fimbriadas. (A) Shigella
flexneri: bacilos em divisão com numerosas
fímbrias ao redor das células (x 20.000). (B)
Salmonella typhi: bacilos em divisão com
numerosas fímbrias e alguns poucos flagelos
(apêndices mais longos), x 12.500 (fonte: Pelczar
et al., 1980).
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Figura 10: Bactérias capsuladas.
(A) Klebsiella pneumoniae. (B)
Bactéria capsulada formadora de
limo, isolada em uma fábrica de
papel. Notar as cápsulas
extremamente grandes (áreas
claras), ao redor de cada uma das
células. (fonte: Pelczar et al.,
1980).
Figura 11: Parede celular de bactérias Gram-positivas (fonte: Prescott et al., 1996).
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Figura 12: Parede celular de bactérias Gram-negativas (fonte: Prescott et al., 1996).
Estruturas internas à parede celular:
Protoplastos: quando remove-se a parede celular de uma bactéria, esta torna-se
um corpo arredondado, que assume a forma esférica, justamente por não contar com a
rígida limitação da parede. A bactéria recebe o nome, então, de protoplasto, que pode ser
caracterizado como: imóvel, esférico, não se divide, não forma nova parede celular e
não é suscetível, de modo geral, à infecções por bacteriófagos.
Membrana citoplasmática: fina membrana situada abaixo da parede celular
(figura 13). Sua espessura é da ordem de 7,5 nm e é composta de fosfolipídeos (20 a
30%), que formam uma bicamada que envolve as proteínas (50 a 70%). A membrana é o
sítio da atividade enzimática específica e do transporte de moléculas para dentro e para
fora da célula. Em alguns casos, a membrana se estende no citoplasma para formar o
mesossomo, que participa do metabolismo (através da secreção de certas enzimas, com
as penicilinases) e da replicação celular (na formação do septo durante o processo de
divisão celular).
Citoplasma: o material celular pode ser dividido em: área citoplasmática, que é
a porção fluida contendo substâncias dissolvidas e partículas tais como ribossomos, e
material nuclear ou nucleóide, rico em DNA.
Inclusões citoplasmáticas: depósitos concentrados de certas substâncias,
insolúveis, chamados de grânulos, e que podem servir como fonte de material nutritivo
de reserva. Os grânulos podem ser constituídos de polissacarídeos (amido, glicogênio),
lipídeos, fosfatos e até enxofre, como é o caso das bactérias sulforosas.
Material nuclear: as células bacterianas não contêm o núcleo típico das células
animais e vegetais. O material nuclear consiste de um cromossomo único e circular e
ocupa uma posição próxima do centro da célula. Pode ser chamado de corpo
cromatínico, nucleóide, equivalente nuclear ou cromossoma bacteriano.
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Endósporos: esporos quese formam dentro da célula. São como um corpo oval
de parede espessa (um por célula), altamente resistente e refráteis. Todas bactérias dos
gêneros Bacillus e Clostridium produzem endósporos. São constituídos de ácido
dipicolínico e por grande quantidade de cálcio. Os esporos representam uma fase latente
(repouso) da célula bacteriana; comparados com as células vegetativas, são
extremamente resistentes aos agentes físicos e químicos adversos, demonstrando uma
estratégia de sobrevivência (figura 14).
Figura 13: Interpretação
esquemática da estrutura da
membrana citoplasmática. Os
fosfolipídeos estão arranjados em
uma bicamada de tal forma que as
partes polares (esferas) estão
voltadas para a face externa e as
partes não-polares (filamentos) estão
voltadas para a face interna.
Também são mostrados os
componentes protéicos (fonte:
Pelczar et al., 1996).
2.2 Cultivo das Bactérias
O cultivo dos microrganismos, em condições laboratoriais, é um pré-requisito
para seu estudo adequado. Para que isto possa ser realizado, é necessário o
conhecimento de suas exigências nutritivas e das condições físicas requeridas.
2.2.1 Tipos Nutritivos das Bactérias
As bactérias podem ser divididas em grupos com base em suas exigências
nutritivas. A principal separação corresponde aos grupos fototróficos (organismos que
utilizam a energia radiante como fonte de energia) e quimiotróficos (organismos
incapazes de utilizar a energia radiante; dependem da oxidação de compostos químicos
para a obtenção de energia) (tabela 2).
♦ Fototróficos: existem bactérias que utilizam o CO2 como principal fonte de
carbono; são as fotolitotróficas. Outras exigem um composto orgânico
(álcoois, ácidos graxos, aminoácidos) e são ditas fotorganotróficas.
♦ Quimiotróficos: bactérias que utilizam o CO2 como fonte de carbono e
oxidam compostos inorgânicos (p.e., nitritos) ou elementos químicos (p.e.,
enxofre) para obtenção da fonte de energia ,são chamadas quimiolitotróficas.
As que utilizam compostos orgânicos para obter energia, são chamadas
c
s
quimiorganotróficas.
As bactérias fotolitotróficas e quimiolitotróficas são conhecidas, comumente,
omo autotróficas, ao passo que as espécies fotorganotróficas e quimiorganotróficas
ão designadas heterotróficas.
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Figura 14: [A] Localização, tamanho e forma dos endósporos em células de várias espécies de Bacillus e
Clostridium. [B] Alterações estruturais na célula bacteriana durante a esporulação (fonte: Pelczar et al.,
1996).
As bactérias heterotróficas apresentam exigências nutritivas mais simples. O
fato de um organismo poder crescer e se reproduzir numa mistura de compostos
químicos simples indica que ele possui uma grande capacidade de síntese. As bactérias
heterotróficas foram estudadas mais profundamente porque, sob certo aspecto,
demonstram um interesse mais imediato. Neste grupo se encontram todas as bactérias
patogênicas para o homem, para outros animais e para os vegetais, assim como a maior
parte da população microbiana do ambiente humano. As bactérias heterotróficas,
embora constituam o principal grupo nutritivo, variam, consideravelmente, quanto aos
nutrientes específicos exigidos para o crescimento (tabela 3). As heterotróficas podem
ser consumidoras, alimentando-se de outros organismos vivos; saprófitas, que se
alimentam de matéria orgânica morta. Outras podem ser simbiontes, ou seja, mantém
uma relação estreita com um organismo de espécie diferente. Estas simbiontes podem
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ser comensais, que nem ajudam, nem prejudicam seu hospedeiro, ou podem ser
parasitas, que causam dano ao hospedeiro (caso das bactérias patogênicas).
Tabela 2: Principais tipos nutritivos das bactérias (fonte: Pelczar, 1980).
Tipo Fonte de Energia
Para Crescimento
Fonte de Carbono
Para Crescimento
Exemplo de Gênero
Fototrófico:
Fotolitotrófico
(autotrófico)
Fotorganotrófico
(heterotrófico)
Luz
Luz
CO2
Composto orgânico
Chromatium
Rhodopseudomonas
Quimiotrófico:
Quimiolitotrófico
(autotrófico)
Quimiorganotrófico
(heterotrófico)
Oxidação de
composto inorgânico
Oxidação de
composto orgânico
CO2
Composto orgânico
Thiobacillus
Escherichia
Tabela 3: Exigências nutritivas mínimas de algumas bactérias heterotróficas (fonte: Pelczar, 1980).
Bactérias
Sais
Inorgâ-
nicos
Carbono
Orgânico
Nitrogênio
Inorgânico
Um
aminoáci
do
Dois ou mais
aminoáci-
dos
Uma
vitami-
na
Duas ou
mais
vitaminas
Escherichia coli X X X
Salmonella typhi X X X X
Proteus vulgaris X X X X X
Staphylococcus aureus X X X X X
Lactobacillus acidophilus X X X X X
2.2.2 Meios Bacteriológicos
 Para o cultivo rotineiro de microrganismos heterotróficos, utilizam-se certas
matérias-primas complexas, tais como as peptonas, os extratos de carne e de levedura
(tabela 4), daí resultando um meio que promove o desenvolvimento de grande variedade
de bactérias e de outros microrganismos. Quando se deseja um meio sólido, adiciona-se
o ágar como agente solidificante. O caldo e o ágar nutritivos são exemplos de meios
líquidos e sólidos, relativamente simples, indicados para a cultura de microrganismos
heterotróficos comuns.
 Alguns microrganismos não se desenvolvem bem nestes meios, pois
demonstram exigências de nutrientes específicos, como vitaminas e outras substâncias
estimulantes. Tais microrganismos são chamados de heterotróficos fastidiosos, e
necessitam de meios especiais para seu cultivo, isolamento e reconhecimento.
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 Os meios de cultura, de acordo com a sua aplicação ou função, podem ser
classificados, entre outros, como:
 Meios Enriquecidos: a adição de sangue, soro ou extratos de tecidos
animais ou vegetais ao caldo ou ágar nutritivos proporciona nutrientes acessórios, de
modo que o meio possa permitir o crescimento de heterotróficos fastidiosos.
 Meios Seletivos: a adição de certas substâncias químicas específicas ao
ágar nutritivo previne o crescimento de um grupo de bactérias sem agir sobre outras. O
cristal violeta, por exemplo, em uma dada concentração, impede o crescimento de
bactérias gram-positivas, sem afetar o desenvolvimento das bactérias gram-negativas.
 Meios Diferenciais: a incorporação de certos reagentes ou substâncias
químicas no meio pode resultar num tipo de crescimento ou modificação, após a
inoculação e a incubação, que permite ao observador distinguir os tipos de bactérias. Por
exemplo, inoculando-se uma mistura de bactérias num meio de ágar sangue, algumas
das bactérias podem hemolisar (destruir) as células vermelhas e outras não. A zona clara
ao redor da colônia é a evidência de ter ocorrido a hemólise. Assim, pode-se estabelecer
a distinção entre bactérias hemolíticas e não-hemolíticas, de acordo com o seu
desenvolvimento.
Tabela 4: Características de vários produtos complexos, usados como ingredientes dos meios de cultura
(fonte: Pelczar, 1980).
MATÉRIA PRIMA CARACTERÍSTICA VALOR NUTRITIVO
Extrato de carne Extrato aquoso de tecido muscular, concentradosob a forma de pasta
Contém as substâncias solúveis dos
tecidos animais, incluindo
carboidratos, compostos orgânicos
de nitrogênio, vitaminas
hidrossolúveis e sais
Peptona
Produto que resulta da digestão de materiais
protéicos como carne, caseína e gelatina; a
digestão protéica é realizada por meio de ácidos
ou de enzimas; existem muitas peptonas
diferentes (dependendo da proteína usada e do
método de digestão) para uso em meios
bacteriológicos; as peptonas diferemem suas
propriedades de promover o crescimento
Principal fonte de nitrogênio
orgânico; pode conter algumas
vitaminas e, às vezes, carboidratos,
dependendo do tipo de material
protéico digerido
Ágar
Carboidrato complexo, obtido de certas algas
marinhas; tratado para a remoção de substâncias
estranhas
Usado como agente solidificante dos
meios; o ágar, dissolvido em
soluções aquosas, gelifica quando a
temperatura é reduzida a menos de
45ºC; não é considerado como fonte
nutritiva para as bactérias
Extrato de levedo Extrato aquoso de leveduras comercialmenteapresentado sob a forma de pó
Fonte muito rica de vitaminas B,
também contém compostos
orgânicos de nitrogênio e de carbono
2.2.3 Condições Físicas Necessárias ao Crescimento
 Assim como as bactérias variam com relação às exigências nutritivas,
também demonstram respostas diversas às condições físicas do ambiente.
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 Temperatura: o crescimento bacteriano pode ter seu ritmo e quantidade
determinados pela temperatura, uma vez que esta influencia as reações químicas do
processo de crescimento. Cada espécie de bactéria cresce sob temperaturas situadas em
faixas características e, sendo assim, são classificadas nos seguintes grupos:
 1. Bactérias psicrófilas: são capazes de crescer a 0° C ou menos, embora
seu ótimo seja entre 15° C ou 20° C.
 2. Bactérias mesófilas: crescem melhor numa faixa de 25 a 40° C.
 3. Bactérias termófilas: crescem melhor a temperaturas de 45 a 60° C
 A temperatura ótima de crescimento é a temperatura de incubação que
possibilita o mais rápido crescimento, durante curto período de tempo (12 a 24 horas).
 Exigências atmosféricas: os principais gases que afetam o crescimento
bacteriano são o oxigênio e o dióxido de carbônico. Como as bactérias apresentam
grande variedade de resposta ao oxigênio livre, elas são divididas em:
 1. Bactérias aeróbias: crescem na presença de oxigênio livre.
 2. Bactérias anaeróbias: crescem na ausência de oxigênio livre.
 3. Bactérias anaeróbias facultativas: crescem tanto na presença como na
ausência do oxigênio livre.
 4. Bactérias microaerófilas: crescem na presença de quantidades
pequenas de oxigênio livre.
 Acidez e alcalinidade (pH): para a maioria das bactérias, o pH ótimo de
crescimento localiza-se entre 6,5 e 7,5. Embora poucos microrganismos possam
desenvolver-se nos limites extremos de pH, as variações mínimas e máximas, para a
maior parte das espécies, estão entre pH 4 e pH 9.
2.3 Reprodução e Crescimento
 O termo crescimento, tal como é comumente aplicado às bactérias e a
outros microrganismos, refere-se, usualmente, às alterações ocorridas na cultura das
células e não às alterações de um organismo isolado.
2.3.1 Reprodução
 Bactérias geralmente reproduzem-se assexuadamente por fissão binária
transversa, quando ocorre a replicação do cromossomo bacteriano e a célula
desenvolve uma parede celular transversa, dividindo-se então em duas novas células
(figura 15). Após a replicação do cromossomo, a parede transversa forma como uma
invaginação da membrana plasmática e da parede celular. Quando a nova parede
formada não se separa completamente em duas paredes, pode-se formar uma cadeia (ou
filamento) de bactérias. A fissão binária não é o único método reprodutivo entre as
bactérias. As espécies do gênero Streptomyces produzem muitos esporos reprodutivos
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por organismo, cada esporo dando origem a um novo indivíduo. Bactérias do gênero
Nocardia produzem extenso crescimento filamentoso, seguido pela fragmentação dos
filamentos em pequenas células bacilares ou cocóides. Espécies do gênero
Hyphomicrobium podem reproduzir-se por brotamento: desenvolve-se um broto, a partir
da célula-mãe e, depois de um período de aumento de tamanho, o broto se separa da
célula original, formando um novo indivíduo.
Embora não ocorra uma reprodução sexuada complexa nos moneras, algumas
vezes as bactérias realizam troca de material genético. Tal recombinação genética pode
ocorrer por transformação, conjugação ou transdução.
Na transformação, a célula bacteriana "pega" fragmentos de DNA perdidos por
outra bactéria que se rompeu. Este mecanismo tem sido usado experimentalmente para
mostrar que os genes podem ser transferidos de uma bactéria para outra e que o DNA é
a base química da hereditariedade.
 Na conjugação, duas células bacterianas geneticamente diferentes trocam
DNA diretamente. Este processo tem sido extensivamente estudado na bactéria
Escherichia coli, que tem linhagens F- e F+. As células F+ são cobertas com pêlos e
contêm um plasmídeo conhecido como fator F, ou fator da fertilidade. Quando uma
célula F+ entra em contato com uma célula F-, os pêlos organizam um tubo de
conjugação, chamado de pêlo sexual ou pêlo F, que conecta a célula F+ à célula F-. O
pêlo F é "oco", permitindo que o DNA pase de uma bactéria para outra.
Na transdução, genes bacterianos são carregados de uma bactéria para outra,
dentro de um bacteriófago (vírus bacteriano). Quando o bacteriófago entra numa célula
bacteriana, o DNA do vírus mistura-se com uma parte do DNA bacteriano, de modo que
o vírus agora carrega esta parte do DNA. Se o vírus infecta uma segunda bactéria, o
DNA da primeira bactéria pode misturar-se com o DNA da segunda bactéria. Esta nova
informação genética é então replicada a cada nova divisão.
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Figura 15: Multiplicação bacteriana pela fissão binária transversa (fonte: Pelczar et al., 1996).
2.3.2 Crescimento
 Como já foi mencionado, o processo de reprodução prevalecente entre as
bactérias é a fissão binária; uma célula se divide, formando duas células. Assim sendo,
partindo de uma única bactéria, o aumento populacional se faz em progressão
geométrica:
 1 - 21 - 22 - 23 - 24 - 25 ... 2n
 O tempo necessário para que uma célula se divida - ou para que a
população duplique - é conhecido como tempo de geração, que não é o mesmo para
todas as bactérias. Para algumas, como a Escherichia coli, pode ser de 15 a 20 minutos;
para outras pode ser de muitas horas. O tempo de geração está na forte dependência dos
nutrientes existentes no meio e das condições físicas de incubação.
 A figura 16 mostra a curva de crescimento típica das bactérias em um
sistema fechado. Na curva, observa-se que há um período inicial no qual não parece
haver crescimento (fase lag ou de latência), seguido por um rápido aumento da
população (fase logarítmica), que se nivela posteriormente (fase estacionária) e declina
quanto ao número de células viáveis (fase de morte ou declínio).
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Figura 16: Curva de crescimento típica de uma população bacteriana. A densidade óptica é uma medida
da turbidez da cultura bacteriana e é obtida através da análise da cultura em espectrofotômetro (fonte:
modificado de Brock et al., 1994).
2.4 Principais Grupos de Bactérias
 A referência padrão para a classificação e taxonomia bacterianas é o
Bergey's manual of determinative bacteriology (Holt et al., 1993). Este manual divide as
bactérias em 19 grupos.
Grupo 1: Bactérias fototróficas Grupo 2: Bactérias deslizantes
Grupo 3: Bactérias com bainha Grupo 4: Bactérias gemulantes e/ou pedunculadas
Grupo 5: Espiroquetas Grupo 6: Bactérias espiraladas e encurvadas
Grupo 7: Coco e bacilos gram-negativos aeróbios Grupo 8: Bacilos gram-negativos facultativosGrupo 9: Bactérias gram-negativas anaeróbias Grupo 10: Cocos e cocobacilos gram-negativos
Grupo 11: Cocos gram-negativos anaeróbios Grupo 12: Bactérias gram-negativas
quimiolitotróficas
Grupo 13: Bactérias produtoras de metano Grupo 14: Cocos gram-positivos
Grupo 15: Bacilos e cocos esporulados Grupo 16: Bacilos gram-positivos não-esporulados
Grupo 17: Actinomicetos e microrganismos afins Grupo 18: Rickettsias
Grupo 19: Micoplasmas
Recentemente, Lynn Margulis e Karlene Schwartz (citado por Davis et al., 1990)
propuseram um sistema de classificação útil que divide as bactérias em 16 filos de
acordo com algumas de suas características mais significantes. A tabela 5 mostra
algumas características de 11 destes grupos.
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 Tabela 5: Características de alguns grupos de bactérias (Raven & Johnson, 1986).
NOME DO GRUPO FORMA(a)
MOTILIDADE
(b)
METABOLISMO
(c) PAPEL ECOLÓGICO
Metanogênicas B, E, C N, F Q, F
Algumas digerem celulose;
outras utilizam metano;
outras reduzem enxofre
Omnibactérias ou
Eubactérias B N, F H
Saprófitas, patógenas,
decompositoras
Cianobactérias B, C, M D,N F Fixadoras de carbono enitrogênio
Cloroxibactérias C N F Simbiose com tunicados
Micoplasmas,
espiroplasmas
sem parede
(d) N H
Patógenos de plantas e
animais
Espiroquetas E F(e) H Decompositores e patógenos
Pseudomonadáceas B F H, Q Decompositores e patógenosde plantas
Actinomicetos M, B N H
Solo, plantas,
decompositores e fixadores
de nitrogênio
Mixobactérias B D H Solo, animais
Aeróbias fixadoras
de nitrogênio B N, F H
Vida livre e em nódulos ou
raízes de plantas
Quimioautotróficas B, C N, F Q
Estágios no ciclo do
nitrogênio; oxidam
compostos do enxofre;
oxidam metano ou metanol
(a) B = bacilo, C = coco, E = espirilo, M = filamentos ou agregados
 (b) F = flagelada, N = não-móvel, D = deslizante
(c) H = heterotróficas, Q = quimiossintéticas, F = fotossintéticas
 (d) Mais ou menos esféricas ou alongadas e retorcidas
(e) Flagelo inserido abaixo da membrana lipoproteica mais externa da parede celular
2.4.1 Bactérias Patogênicas
 Muitas doenças de plantas estão associadas com bactérias; quase todos
tipos de plantas são suscetíveis a um ou mais tipos de doenças bacterianas. Os sintomas
destas doenças variam, mas elas geralmente se manifestam como manchas de vários
tamanhos nos caules, folhas, flores ou frutos; murchidão, definhamento e raízes moles;
necrose, ferrugem e cancros também são sintomas observados. Os gêneros descritos a
seguir compreendem as bactérias fitopatogênicas:
Pseudomonas - causa manchas e estrias nas folhas, definhamento e doenças
similares.
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Xanthomonas - as espécies deste gênero são principalmente fitopatogênicas,
responsáveis por processos de necrose. Produzem colônias amarelas, ao lado de outras
espécies esbranquiçadas ou de coloração creme.
Agrobacterium ssp. - suas espécies vivem no solo ou nas raízes ou caules de
plantas, onde desenvolvem galhas.
Corynebacterium - é um gênero que compreende espécies parasitas do homem e
dos vegetais. As espécies fitopatogênicas são encontradas no solo e nos vegetais
doentes, sendo responsáveis por doenças vasculares da alfafa, pela podridão das batatas,
dos pastos, dos tomates e doenças de muitas outras plantas.
Erwinia - as espécies deste gênero invadem os tecidos das plantas vivas e
provocam necroses, galhas, definhamentos e apodrecimentos.
Streptomyces - encontram-se espécies responsáveis pela escara da batata e por
uma doença das raízes e radicelas da batata-doce.
Xilella fastidiosa – responsável pela clorose variegada dos cítricos (ou
“Amarelinho”, como a doença é conhecida popularmente no Brasil), que afeta os tecidos
vasculares de plantas cítricas, especialmente as laranjeiras, danificando folhas e frutos.
Bactérias também causam muitas doenças humanas, incluindo cólera, lepra,
tétano, pneumonia bacteriana, coqueluche e difteria.
Vários gêneros de bactérias patogênicas são de importância particular para o
homem. Espécies do gênero Streptococcus estão associadas com a escarlatina, febre
reumática e outras infecções. A bactéria da escarlatina produz seus sintomas e toxinas
fatais somente se ela estiver infectada com o bacteriófago apropriado. O gênero
Staphylococcus é um dos principais responsáveis pela infecções hospitalares.
A síndrome do choque tóxico é causada por algumas linhagens de
Staphylococcus aureus. Esta doença caracteriza-se por febre, erupções cutâneas, que
aparecem primeiro nas palmas das mãos e nas solas dos pés e depois espalham-se para
outras partes do corpo, e queda brusca de pressão. Aproximadamente 85% dos casos de
síndrome do choque tóxico registrados nos Estados Unidos ocorreram em mulheres
menstruadas, que estavam usando absorventes internos na época em que apareceram os
sintomas. No entanto, homens e mulheres podem contrair esta doença.
Muitas doenças bacterianas são dispersas pelo alimento ou água, como por
exemplo a disenteria bacilar, e as febres tifóide e paratifóide. A disenteria bacilar é
causada por algumas espécies do gênero Shigella. As febres tifóide e paratifóide são
doenças intestinais infecciosas agudas causadas pelas bactérias Salmonella typhi e
Salmonella enteridis, respectivamente.
A bactéria Brucella abortus causa a doença chamada brucelose, também
conhecida como febre ondulante, no homem, e aborto contagioso, no gado. O contágio
se dá através da ingestão de leite oriundo de gado contaminado. Como as bactérias são
destruídas pelo processo de pateurização do leite, esta doença está se tornando rara.
O cólera é uma gastroenterite causada pela bactéria Vibrio cholerae, que é
transmitida pelo contato com águas ou alimentos contaminados pelas excreções de
pacientes ou de portadores convalescentes. Os sintomas compreendem vômitos e fezes
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diarréicas profusas (aspecto de água de arroz), os quais dão lugar a uma severa
desidratação, com perdas de eletrólitos e acidose, muitas vezes fatais.
A legionelose (ou doença dos Legionários) é uma das doenças bacterianas mais
recentemente detectadas, afetando um grande número de pessoas nos Estados Unidos. É
causada pela bactéria Legionella pneumophyla e desenvolve-se como uma forma severa
de pneumonia.
A bactéria Clostridium botulinum é a causadora do botulismo, uma intoxicação
alimentar grave, e às vezes fatal. A doença é contraída pela ingestão de alimentos
contendo a toxina botulínica (principalmente enlatados, em conserva ou defumados).
A cárie dentária é provocada por bactérias, principalmente pela espécie
Streptococcus mutans. As lesões cariosas se desenvolvem sob densas massas de
bactérias, conhecidas como placas dentais, aderentes à superfície do dente.
Algumas doenças bacterianas são sexualmente transmitidas e são chamadas de
doenças venéreas. Entre as mais comuns estão a gonorréia, causada pela bactéria
Neisseria gonorrhoeae, e a sífilis, causada pela Treponema pallidum, uma espiroqueta.
Ambas doenças são facilmente controladas com penicilina. A gonorréia é muito mais
comum e menos séria que a sífilis, que pode ser fatal.
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3 FUNGOS
3.1 Introdução
Os fungos são tão distintos das algas, briófitas e plantas vasculares, quanto o são
dos animais. Tradicionalmente são agrupados com as plantas, mas pertencem a um
Reino distinto, Fungi, constituindo um dos cinco principais grupos de organismosvivos,
como já foi falado.
Juntamente com as bactérias, os fungos vêm a ser os seres encarregados da
decomposição na biosfera, sendo suas atividades tão necessárias à existência
permanente do mundo que conhecemos quanto as dos seres produtores de alimento. A
decomposição libera gás carbônico na atmosfera e devolve ao solo compostos
nitrogenados e outros materiais, que poderão ser novamente usados por vegetais e
eventualmente por animais. Foi estimado que os 20 cm superiores da terra fértil possam
conter perto de 5 toneladas de fungos e bactérias por hectare.
Os fungos constituem um grupo de microrganismos que tem grande interesse
prático e científico para os microbiologistas. Suas manifestações são familiares:
crescimentos azuis e verdes em laranjas, limões e queijos; as colônias cotonosas
(aspecto de algodão), brancas ou acinzentadas, no pão e no presunto; os cogumelos dos
campos e os comestíveis, entre tantos. Todas representam vários organismos fúngicos,
morfologicamente muito diversificados. De um modo geral, os fungos incluem os
bolores e as leveduras. A palavra bolor tem emprego pouco nítido, sendo usada para
designar os mofos, as ferrugens e o carvão (doença de gramíneas). As leveduras se
diferenciam dos bolores por se apresentarem sob a forma unicelular.
Os fungos podem viver como saprófagos, quando obtêm seus alimentos
decompondo organismos mortos; como parasitas, quando se alimentam de substâncias
que retiram dos organismos vivos nos quais se instalam, prejudicando-os; ou podem
estabelecer associações mutualísticas com outros organismos, em que ambos se
beneficiam. Em todos os casos, no entanto, os fungos liberam enzimas digestivas para
fora de seus corpos e estas atuam diretamente no meio orgânico no qual eles se instalam,
degradando moléculas simples, que são então absorvidas pelo fungo. Os fungos
saprófagos são responsáveis por grande parte da degradação da matéria orgânica,
propiciando a reciclagem de nutrientes, como já foi comentado.
Os fungos são importantes nas fermentações industriais, tais como na fabricação
da cerveja, do vinho e na produção de antibióticos (penicilina), de vitaminas e ácidos
orgânicos (ácido cítrico). A fabricação de pães e o amadurecimento de queijos também
dependem da atividade saprofítica dos fungos.
 Como parasitas, os fungos causam doenças vegetais, humanas e animais, embora
a maior parte das micoses seja menos severa que as bacterioses ou as viroses.
A ciência que estuda os fungos recebe o nome de Micologia.
3.2 Características próprias dos fungos
Os fungos são microrganismos eucarióticos quimiorganotróficos. Reproduzem-
se, naturalmente, por meio de esporos, com poucas exceções. Além disso, a maioria das
partes de um fungo é potencialmente capaz de crescimento; um minúsculo fragmento é
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suficiente para originar um novo indivíduo. Os fungos não têm clorofila, são
filamentosos em geral e comumente ramificados. Os filamentos apresentam paredes
celulares constituídas por quitina ou celulose, ou ambas. São imóveis, em sua maioria,
embora possam demonstrar células vegetativas móveis.
A maior parte entre todas as classes de fungos produz esporos de dois modos:
sexuada e assexuadamente. Os esporos produzidos sexuadamente têm núcleos derivados
das células parentais e estas, como os esporos, são, geralmente, haplóides. Dois núcleos
de células parentais se fundem para formar um núcleo diplóide zigótico, do qual, por
divisão celular redutora (meiose zigótica), originam-se os núcleos dos esporos
haplóides. Os esporos sexuados e as estruturas que os contém são usualmente
distinguíveis, sob o ponto de vista morfológico, dos esporos assexuados, os quais são
formados por simples diferenciação do talo em desenvolvimento (o talo é o fungo
individual completo, incluindo as porções vegetativas ou não-sexuadas e todas as
estruturas especializadas). Os esporos são muito importantes na classificação dos
fungos, sendo as classes diferenciadas pelas características morfológicas dos estágios
sexuados e dos esporos. A figura 17 mostra alguns tipos de esporos fúngicos.
Morfologia dos fungos filamentosos: O talo de um fungo é tipicamente
composto por filamentos tubulares microscópicos, chamados hifas. O conjunto de hifas
tem o nome de micélio. A parede das hifas é semi-rígida, e os fungos podem apresentar
três tipos morfológicos de hifas (figura 18). O micélio pode formar uma rede frouxa ou
um tecido compacto, como nos cogumelos. Além disso, os micélios podem ser
vegetativos ou de reprodução, sendo estes responsáveis pela produção de esporos. As
hifas dos micélios de reprodução são, em geral, aéreas, enquanto algumas hifas do
micélio vegetativo podem penetrar no meio, em busca de nutrientes.
Figura 17: Diferentes tipos de esporos fúngicos (fonte: Pelczar et al.., 1980).
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Figura 18: Tipos morfológicos de hifas nos fungos.
A hifa conocítica não apresenta septos transversais.
As hifas septadas podem apresentar células
mononucleadas (um núcleo por célula) ou
multinucleadas (dois ou mais núcleos por célula); os
septos transversais apresentam um poro central,
através do qual o citoplasma e os nucléolos podem
migrar de um compartimento para outro (modificado
de Davis et al.., 1990).
3.2.1 Reprodução nos Fungos
As leveduras (fungos unicelulares) reproduzem-se assexuadamente por
gemulação ou brotamento, no qual uma pequena protuberância (broto) cresce e
eventualmente separa-se da célula-mãe. Cada broto que separa-se, pode tornar-se uma
nova levedura (figura 19). Leveduras também podem reproduzir-se assexuadamente por
fissão e sexuadamente, através da formação de esporos. As leveduras não são
classificadas como um grupo taxonômico único pois muitos fungos diferentes podem
ser induzidos a formar um estágio de levedura.
Os esporos dos fungos terrestres são células reprodutivas não-móveis, dispersas
através do vento ou por animais e, geralmente, produzidos nas hifas aéreas (que se
projetam no ar). Este arranjo permite que os esporos sejam "arrastados" por correntes de
ar e distribuídos a novas áreas. Em alguns fungos, as hifas aéreas formam estruturas
grandes e complexas, onde os esporos são produzidos. Estas estruturas são chamadas
esporocarpos ou corpos de frutificação. A parte familiar de um cogumelo, por
exemplo, é um grande esporocarpo. Nós normalmente não vemos a maior parte do
organismo, uma rede quase invisível de hifas enterradas sobre o material na qual ele
cresce. Ao contrário de células animais e vegetais, os fungos normalmente contêm
núcleos haplóides. Na reprodução sexuada, os fungos freqüentemente realizam um tipo
de conjugação no qual duas hifas geneticamente diferentes juntam-se e seus núcleos
fundem-se. Em certos fungos, os núcleos geneticamente diferentes não se fundem
imediatamente, mas permanecem separados dentro do citoplasma do fungo pela maior
parte de sua vida. Hifas que contêm dois núcleos distintos geneticamente dentro de cada
célula são chamadas dicarióticas. Hifas que contêm somente um núcleo por célula são
monocarióticas.
Quando um esporo fúngico "cai" num substrato apropriado, por exemplo, um
pêssego muito amadurecido, o esporo germina e começa a crescer (figura 20). Uma hifa
parecida com um fio emerge do pequeno esporo. Assim que uma camada de hifas
emaranhadas infiltra-se no pêssego, uma outra hifa estende-se em direção ao ar. Células
das hifas secretam enzimas digestivas dentro do pêssego, degradando seus compostos
orgânicos em pequenas moléculas que serão absorvidas pelos fungos.
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Figura 19: a)Célula de uma levedura comum, mostrando a reprodução por brotamento. b)
Fotomicrografia de células da levedura Saccharomyces cerevisiae, utilizado como fermento de pão. Note
que muitas das células estão brotando (fonte: Davis, 1990).
Figura 20: Germinação de um esporo e crescimento de um fungo terrestre (fonte: Davis et al..,
1990).
3.2.2 Fisiologia e Nutrição dos Fungos
Fungos crescem melhor em habitats úmidos e escuros, porém são encontrados
universalmente onde quer que exista matéria orgânica disponível. Eles necessitam de
umidade para crescer e podem obter água da atmosfera, bem como do meio sobre o qual
vivem. Quando o ambiente torna-se muito seco, os fungos sobrevivem entrando num
estado de repouso ou produzindo esporos, que são resistentes à aridez. Embora o pH
ótimo para a maioria das espécies seja ± 5,6, alguns fungos podem tolerar e crescer em
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ambientes onde o pH varia de 2 a 9. Muitos fungos são menos sensíveis à altas pressões
osmóticas que as bactérias, e podem crescer em soluções de sais concentradas ou
soluções de açúcares, que inibem ou previnem o crescimento bacteriano. Os fungos
também crescem num amplo intervalo de temperatura (0o a 62o C, estando a temperatura
ótima entre 22o e 30o C).
3.3 Classificação dos Fungos
A classificação dos fungos é baseada principalmente nas características dos
esporos sexuais e dos corpos de frutificação, na natureza de seus ciclos de vida e nas
características morfológicas de seus micélios vegetativos ou de suas células.
Entretanto, muitos fungos produzem esporos sexuais sob certas condições
ambientais. Aqueles que possuem todos os estágios sexuais conhecidos são
denominados fungos perfeitos e os que não possuem, fungos imperfeitos. Os fungos
imperfeitos são classificados arbitrariamente, num primeiro momento, e são colocados
provisoriamente em uma classe especial denominada Deuteromycetes. Quando o seu
ciclo sexual é descoberto posteriormente, são então reclassificados entre outras classes e
recebem novos nomes.
Os micologistas dividem o Reino Fungi em 3 principais grupos: os fungos
limosos, os fungos inferiores flagelados e os fungos terrestres.
Os fungo limosos são considerados um enigma biológico e taxonômico porque
não são nem um fungo típico, nem um protozoário típico. Durante uma de suas etapas
de crescimento, assemelham-se aos protozoários porque não possuem parede celular,
possuem movimentos amebóides e ingerem nutrientes particulados. Durante a etapa de
propagação, formam corpos de frutificação e esporângios apresentando esporos com
paredes, como nos fungos típicos. Vivem em água doce, em solo úmido e em vegetais
em decomposição.
Os fungos inferiores flagelados incluem todos os fungos, com exceção dos
limosos, que produzem células flageladas em alguma fase do seu ciclo de vida.
Alimentam-se pela absorção dos alimentos. A grande maioria é filamentosa, produzindo
um micélio cenocítico. Muitos são unicelulares ou unicelulares com rizóides. A
reprodução sexuada pode ocorrer por vários meios; a reprodução assexuada ocorre
mediante a produção de zoósporos. Podem ser parasitas ou saprófitas, que vivem no
solo ou água doce.
Os fungos terrestres são as espécies mais conhecidas entre os fungos. Este
grupo inclui as leveduras, bolores, orelhas-de-pau, mofo, fungos em forma de taça,
ferrugem, carvão, bufa-de-lobo e cogumelos. Todos caracterizam-se pela nutrição
através da absorção e, com exceção das leveduras, a maioria produz um micélio bem
desenvolvido constituído de hifas septadas ou cenocíticas. As células móveis não são
encontradas nos fungos terrestres. A reprodução assexuada ocorre através de
brotamento, fragmentação e produção de esporangióforos ou conídios. A reprodução
sexuada envolve a produção de zigósporos, ascósporos ou basidiósporos.
Existem 4 principais grupos de fungos terrestres: Zygomycetes, Ascomycetes,
Basidiomycetes e Deuteromycetes. A tabela 6 resume esta classificação.
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Tabela 6: Classes de Fungos Terrestres (modificado de Davis et al.., 1990).
Classes TIPOS COMUNS REPR. ASSEXUADA REPR. SEXUADA
Zygomycetes bolor preto do pão esporos não-móveis zigósporos
Ascomycetes leveduras, fungos em formade taça, trufas.
conídios desprendem-
se dos conidióforos ascósporos
Basidiomycetes
cogumelos, fungos da
ferrugem e do carvão, bufa-
de-lobo, orelha-de-pau
incomum basidiósporos
Deuteromycetes
(fungos
imperfeitos)
Candida albicans, algumas
espécies de Penicillium e
Aspergillus
conídios estágio sexualdesconhecido
3.3.1 Zygomycetes
Os membros desta classe são chamados de zigomicetos e há cerca de 600
espécies encontradas em todo mundo. Eles produzem esporos sexuais chamados
zigósporos, que permanecem dormentes por um tempo. Suas hifas são cenocíticas (não
têm septo). Muitos zigomicetos vivem no solo sobre matéria orgânica animal ou vegetal
em decomposição; alguns são parasitas de plantas e animais. Alguns zigomicetos são
utilizados na elaboração de produtos comercialmente valiosos, como molho de soja,
ácidos orgânicos esteróides para drogas contraceptivas e antiinflamatórias. Um
zigomiceto comum é o bolor preto do pão, Rhizopus stolonifer. O pão torna-se
embolorado quando o esporo do bolor cai sobre ele, germinando e crescendo como uma
massa de fios, o micélio. As hifas penetram no pão e absorvem nutrientes. Algumas
hifas, chamadas estolões, crescem horizontalmente; outras, chamadas rizóides, ancoram
os estolões no pão. Eventualmente, certas hifas crescem para cima e desenvolvem um
esporângio, ou saco de esporos, na extremidade. Agregados de esporos esféricos pretos
desenvolvem-se dentro do esporângio e são liberados quando este se rompe. A
reprodução sexual pode ocorrer quando hifas de dois tipos diferentes (+ e -) crescem em
contato uma com a outra (figura 21). Não há diferenciação sexual morfológica, de modo
que não é próprio referir-se a linhagens feminina e masculina. Quando as hifas de dois
tipos encontram-se, hormônios são produzidos, fazendo com que suas extremidades
cresçam juntas. Os núcleos + e - fundem-se e formam um núcleo diplóide, o zigoto,
chamado de zigósporo. O zigósporo pode permanecer dormente por vários meses. A
meiose provavelmente ocorre no momento ou um pouco antes da germinação do
zigósporo. Quando este germina, uma hifa aérea desenvolve-se com um esporângio na
extremidade. Cada esporo formado é capaz de tornar-se um novo micélio.
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Figura 21: O ciclo de vida do bolor preto do pão, Rhizopus stolonifer. Após ruptura da parede do
esporângio, os esporangiósporos são liberados. Um esporangiósporo germina para desenolver um talo
micelial, os rizóides penetram no meio e os esporangiósporos dão origem ao esporângio, completando a
fase assexuada do ciclo de vida. A reprodução sexuada requer dois mating types (+ e -) sexualmente
compatíveis. Quando entram em contato, são formadas ramificações de copulação denominadas
progametângio. Eles logo se fundem, os protoplasmas misturam-se (através da plasmogamia) e os núcleos
+ e – também se fundem (através da cariogamia) para formar muitos núcleos zigotos. A estrutura contendo
o núcleo torna-se corada em preto e com aspecto verrugoso, formando o zigósporo diplóide maduro, que
repousa em estado dormente por 1 a 3 meses ou mais. O zigósporo germina para formar um novo
organismo haplóide e a meiose ocorre durante o processo de germinação (fonte: Pelczar et al.., 1996).
3.3.2 Ascomycetes
Os ascomicetos constituem um grande grupo de mais ou menos 30.000 espécies
descritas. Recebem também o nome