Algas: Evolução, Morfologia e Fisiologia

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UNIDADE III
ALGAS: EVOLUÇÃO, MORFOLOGIA, FISIOLOGIA E 
BIOQUÍMICA
ALGAS
São vegetais inferiores, clorofilados, apresentando
estruturas desde uma única célula (diatomáceas) até uma
organização relativamente complexa (grandes laminárias)
que atingem mais de 40 metros.
FICOLOGIA 
É a ciência que estuda as algas = (do Grego phykos = algas)
Conhecidas também como TALÓFITAS, que significa com forma 
de talo, mas ausentes de folha, caule e raiz.
As algas caracterizam um grupo bastante diverso que 
desafia uma definição precisa.
1. Plantas superiores e algas possuem fotossistemas baseados na
clorofila “a”. Entretanto, as algas não possuem estruturas
reprodutivas complexas.
2. As algas não formam estruturas embrionárias cobertas por tecidos
reprodutivos na planta mãe.
3. As algas não possuem células estéreis, ou seja, todas as células são
potencialmente férteis.
4. Nenhuma célula é formada exclusivamente para proporcionar
proteção ou nutrição durante o desenvolvimento.
Presentes em todos os ambientes onde a fotossíntese possa 
ocorrer de modo que o resultado líquido da
FOTOSSÍNTESE
ENERGIA – (ATIVIDADE METABÓLICAS + PREDAÇÃO)
CRESCIMENTO
Regiões polares,
Neve (topo das montanhas),
Desertos,
Fontes termais,
Limite da zona eufótica,
Lagos,
Manguezais,
Oceanos,
Troncos de árvores ...
OCORRÊNCIA DE ALGAS
Base da cadeia
alimentar,
produzindo M.O.
ao utilizar luz,
CO2 e H2O
(fotossíntese).
As algas estão presentes em todos os ambientes onde é possível a
realização da fotossíntese, em taxa suficiente de forma que o resultado
líquido, isto é, o crescimento menos perdas devido ao metabolismo e
predação, seja positivo.
Floração de algas na primavera. Os
esporos presentes no solo, quando
umedecidos pelo degelo, eclodem,
migram para o gelo em busca de maior
intensidade luminosa.
Floração de cianobactérias
(algas verdes-azuis) Nodularia
sp em Utah (USA) em um
grande lago salgado.
Estudos de cianobactérias presentes no
deserto do sul da Califórnia.
Vivem embaixo de pedaços de quartzo.
Este equipamento mede a temperatura
acima e abaixo das rochas.
Em agosto de 2000, onde estavam as
algas, a temperatura atingiu 70ºC.
Cianobactérias de fontes termais
(76°C). Em altas temperaturas elas são
geralmente amareladas mas ficam
mais escuras (laranja, marrom)
quando a água vai esfriando
Algas em rios.
Algas em recifes de maré
Algas em costões rochosos
ECOLOGICAMENTE AS ALGAS SÃO DIVIDIDAS 
EM 3 GRUPOS
1 – Fitoplâncton *
2 - Associações simbióticas 
corais, moluscos, fungos, 
poliquetas, hidrozoários.
3 – Algas bentônicas.
Maior distribuição,
Todas as coleções de águas,
Livres (superfície), 
Rhodophyceae e Phaeophyceae - Produtos sexuais
> H2O doce, unicelulares, formando colônias ou filamentos
EVOLUÇÃO – ALGAS FÓSSEIS
As algas são constituídas de tecidos moles dificultando sua
preservação nos estratos geológicos – exceção para algas
calcárias e silicosas.
Registro mais antigo Pré-cambriano – 3 bilhões de anos
Plantas terrestres 425 milhões de anos
Anfíbios 405 milhões de anos
Dinossauros 230 milhões de anos
Estromatólitos, estruturas resultantes da deposição de CaCO3 , retido e 
segregado por comunidades de cianobactérias, presentes em água doce e 
salgada. 
Há mais de 20 anos é conhecida a presença de estromatólitos no
chamado sílex de Strelley Pool, uma formação rochosa que fica na
Austrália e que data do início do Mesoarqueano, ou seja, cerca de 3,5
bilhões de anos atrás. Por serem fósseis tão antigos, é pensado que
sejam testemunha dos primeiros organismos a realizar a fotossíntese
oxigênica, responsáveis pelo surgimento do oxigênio na atmosfera,
possibilitando o aparecimento da vida eucariótica.
Eras e períodos 
geográficos..
Cronologia das 
transformações 
ocorridas na Terra.
EVOLUÇÃO DAS ALGAS
1 – surgimento dos primeiros organismos com pigmentos 
fotossintetizantes – provavelmente anaeróbicos.
• O oxigênio como doador de elétrons não estava disponível.
Redução dos compostos orgânicos (metano), sulfurados, amônia.
2 – os organismos fotossintetizantes primitivos desenvolveram a 
molécula da clorofila.
• Seguiu-se a evolução do fotosistema II; compostos 
secundários de captação da energia luminosa (biliproteínas).
• Nesta etapa a água passou a ser a doadora de elétrons.
Produção de O2.
F
A
S
E
A
N
A
E
R
Ó
B
I
A
F
A
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A
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Ó
B
I
A
Estabelecimento das cianobactérias
• atmosfera rica em CO2 – 10-100 vezes.
• O2 escasso – 10
-8 do nível atual.
O surgimento das cianobactérias tem sido descrito como o mais
significativo evento evolucionário independente, na história da vida
na Terra, pois e não haveria o surgimento da vida eucariótica.
• A utilização do O2 como aceptor de elétrons resultou no aumento
(18x) na eficiência respiratória dos organismos eucarióticos.
• Favorecimento do metabolismo aeróbico, biossíntese de esteróis,
permitindo a flexibilidade das membranas, incorporação endo-
simbiótica de organismos microscópicos unicelulares – origem da
mitocôndria, cloroplasto: este originado de uma cianobactéria.
Mudanças na 
atmosfera 
(presença de O2)
NITROGENASE
O2
Desenvolvimento de métodos para proteger essa enzima tão crítica ao seu 
metabolismo.
AS CIANOBACTÉRIAS SÃO AINDA ORGANISMOS EXTREMAMENTE 
ADAPTADOS AO MEIO AMBIENTE.
Modo de nutrição
Procariontes
Eucariontes
SISTEMÁTICA OU TAXONOMIA
Taxonomia: ciência da classificação dos organismos.
Caracteres taxonômicos: são caracteres utilizados na classificação
dos seres vivos.
Identificação: é o processo para se conseguir a denominação de
uma alga, reconhecendo-se assim que ela é idêntica ou quase a
outra planta já descrita anteriormente.
Classificação: é a ordenação das plantas de maneira hierárquica.
Táxon: é um agrupamento taxonômico de qualquer categoria. Pode
ser, portanto, uma espécie, classe, ordem ou filo.
Espécies: categoria básica da taxonomia.
SISTEMÁTICA OU TAXONOMIA
OBJETIVOS
• Identificar, dar nomes e descrever os organismos.
• Inventariar os organismos segundo grupos.
• Permitir a recuperação de informações.
• Organizar sistemas de classificação que mostrem os parentescos 
entre os organismos.
• Entender os processos evolutivos.
CLASSIFICAÇÃO DAS ALGAS SEGUNDO O CÓDIGO
INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA BOTÂNICA
Reino
Divisão ou Filo
Classe
Ordem
Família
Gênero
Espécie 
Código Internacional de Nomenclatura Botânica, (ICBN) é um conjunto de
normas e recomendações que governam a atribuição formal da
nomenclatura binomial às espécies no âmbito da botânica e da micologia.
Tem objetivo assegurar que cada grupo taxonômico (“taxon", plural "taxa")
de plantas, algas, cianobactérias e fungos tenha um único nome,
reconhecível e aceito em todo o mundo. Um nome científico é como um
rótulo, servindo apenas para identificar uma espécie e não para a
descrever.
CÓDIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA BOTÂNICA
• Independentes de sua origem, os nomes dos táxons são tratados
como nomes latinos.
• Gênero e espécie não têm terminações fixas.
• O nome da planta é uma combinação de dois nomes (binária), sendo
o primeiro o nome do gênero e o segundo o epíteto específico.
• Todo nome deve ser acompanhado pelo nome do autor da espécie, e
deve aparecer destacado do texto (itálico).
Reino: Plantae
Filo: Chlorophyta
Classe: Bryopsidophyceae
Ordem: Bryopsidales
Família: Codiaceae
Gênero: CodiumEspécie: Codium fragile Stackhouse
Variedade: atlanticum (A.D.Cotton) Lily Newton
Ulva fasciata Delile
Nome do gênero Epíteto específico
1. PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS
2. MORFOLOGIA
3. ORGANIZAÇÃO CELULAR
4. POLISSACARÍDEO DE RESERVA
5. ECOLOGIA
6. FILOGENIA MOLECULAR
AS ALGAS SÃO DIVIDIDAS EM GRUPOS TAXONÔMICOS BASEADOS NAS
DIFERENÇAS PRESENTES NAS DIVERSAS ESPÉCIES LEVANDO-SE EM
CONSIDERAÇÃO OS SEGUINTES ASPECTOS:
Divisões e Classes
Algas Procarióticas
DIVISÃO TAXONÔMICA DAS ALGAS
Império: Prokaryota (2.657) (3.324)
Reino: Bactéria (2.657) (3.324)
Sub-Reino: Negibacteria (2.657) (3.324)
Filo: Cyanobacteria (2.657) (3.324)
Classe: Cyanophyceae (2.657) (3.324)
2005 - 2012
Algas Eucarióticas
Imperio: Eukaryota (23.782) (31.129)
Reino: Plantae (11.797) (14.653)
Sub-Reino: Biliphyta (5.998) (6.327)
Filo: Glaucophyta (5) (14)
Filo: Rhodophyta (5.979) (6.313)
Sub-Filo: Cyanidophyta (4) (4)
Sub-Filo: Rhodophytina (5.975) (42)
Sub-Filo: Metarhodophytina (69)
Sub-Filo: Eurhodophytina (6.183)
Classe: Bangiophyceae (132) (144)
Classe: Florideophyceae (5.747) (6.039)
DIVISÃO TAXÔNOMICA DAS ALGAS
2005 - 2012
Algas Eucarióticas
Imperio: Eukaryota (23.782) (30.944)
Reino: Plantae (11.797) (14.609)
Sub-Reino: Viridaeplantae (5.795) (8.294)
Infra-Reino: Streptophyta (3.596)
Filo: Charophyta (1.930) (3.524)
Infra-Reino: Chlorophyta (4.701)
Filo: Chlorophyta (3.801) (4.701)
Sub-Filo: Prasinophytina (146) 
Sub-Filo: Tetraphytina (3.930)
Classe: Chlorophyceae (2.005) (2.386)
Classe: Siphonocladophyceae (71) (73)
Classe: Trebouxiophyceae (143) (563)
Classe: Ulvophyceae (930) (864)
Classe: Bryopsidophyceae (517) (525)
Classe: Dasycladophyceae (43) (63)
DIVISÃO TAXÔNOMICA DAS ALGAS
2005 - 2012
Algas Eucarióticas
Império: Eukaryota (23.782) (31.150)
Reino: Chromista (8.875) (12.737)
Sub-Reino: Harosa (8.760) (11.952)
Infra-Reino: Heterokonta (8.373) (11.947)
Filo: Ochrophyta (2.857) (11.908)
Sub-Filo: Phaeista (3.233)
Infra-Filo: Marista (2.465)
Super-Classe: Fucistia (2.359)
Classe: Phaeophyceae (1.756) (1.812)
DIVISÃO TAXONOMICA DAS ALGAS
A correta identificação das espécies de algas é
essencial para a entendimento da ecologia dos
ecossistemas aquáticos e biogeoquímica global
bem como aplicação na biotecnologia.
Algumas espécies de algas parecem funcionar
como espécies chaves.
Sua presença na comunidade é usualmente
influente, afetando uma grande variedade de
outras espécies outros organismos marinhos.
HERBARIUM
• Objetiva formar coleções
taxonômicas das diversas
espécies de algas na forma
natural em relação a
tamanho e forma.
• Coleção de espécies vegetais
através do processo de
secagem e prensagem do
material botânico após
classificação.
Coleta
É necessário coletar o exemplar por inteiro incluindo os órgãos
de fixação.
Fixação
A cor da maioria das espécies de algas pode ser 
bem preservada por fixação em solução de 
formalina 3-5% em água do mar. 
Evitar contato com a luz solar. 
Período de fixação: 18 horas.
Preparo do espécime
Após a fixação o material deve ser lavado em água 
corrente para retirada de areia. Remover material 
contaminante.
Prensagem
• Antes da prensagem identifica-se na folha de papel de herbário,
medindo 28 x 41 cm.
• Estire a alga cuidadosamente sobre o papel ou coloque a alga em
bandeja contendo água.
• Distender a alga sobre o papel.
Após a secagem, que geralmente leva vários dias, algumas
espécies necessitam de cola para permanecerem fixas no
papel. Colar a etiqueta contendo as seguintes informações:
• Área geográfica da coleta (cidade, estado, país)
• Nome científico incluindo o(s) autor(es)
• Local da coleta – latitude e longitude
• Profundidade, tipo de substrato etc. e meio de coleta
• Informações ecológicas características
• Coletor e data da coleta
• Número da espécies no catálogo
• Pessoa que identificou a espécie
• Identificação do herbário
Algas calcáreas devem ser fixadas em formalina e imersas
por vários dias em solução de glicerina a 40%, formol a 3%
em água do mar. Após secagem utilizar caixas, frascos de
vidro ou colar em folhas de herbário.
ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA DAS ALGAS
As algas apresentam os mais diversos níveis de organização
vegetativa (morfologia), e podem muitas vezes ser
semelhantes a grupos evolutivamente distintos, determinando
um paralelismo evolutivo de algumas morfologias.
Deve-se ressaltar que estes “tipos morfológicos” são
denominados de TALO, independente de serem unicelulares ou
pluricelulares.
TALO é a designação do corpo dos organismos vegetais
fotossintetizantes mais simples, desprovidos de elementos
especiais para a condução de metabólitos ou seiva.
TIPOS MORFOLÓGICOS BÁSICOS
1. Algas unicelulares
2. Colônias
3. Filamentos
4. Estruturas parenquimatosas
ALGAS UNICELULARES
FORMAS UNICELULARES
Incluem-se aqui os indivíduos formados por uma única célula.
Estão presentes em todos os grupos de algas, mesmo que apenas
na forma de gametas ou esporos (macroalgas).
1) Unicelular flagelado - É a denominação utilizada para designar
uma célula com flagelos (um ou mais). Ocorre em Chlorophyta e
Pheophyta.
2) Unicelular aflagelado - É a denominação utilizada para designar
uma célula sem flagelos. Podem ocorrer em Cyanophyta,
Chlorophyta, Rhodophyta.
TIPOS MORFOLÓGICOS BÁSICOS
1. Algas unicelulares
2. Colônias
3. Filamentos
4. Estruturas parenquimatosas
ALGAS COLONIAIS
Colônias de células flageladas
Podem variar quanto ao arranjo, no e maneira de como estão
unidas (forma de disco chato ou esfera); mantidas por contato
direto das células ou através de uma membrana mucilaginosa.
Organizadas ou não.
CENÓBIO - no definido de células e formato; presente nas
clorofíceas de água doce.
Volvox , Merismopedia (Chlorophyceae) Microcystis (Cyanophyceae)
Células não flageladas e colônias
Asterionella formosa - Diatomácea
colônias estreladas com 8 células
Tabellaria flocculosa: constituída por células 
que formam cadeias em zig-zag.
Staurodesmus extensus
Scenedesmus Pediastrum
Exemplos de CENÓBIO sem flagelos 
ALGAS COLONIAIS
Agregações palmelóides
É um grupo de indefinido de células não flageladas agrupadas por
envelope ou mucilagem.
As células permanecem separadas envoltas pela mucilagem,
mantendo suas características básicas: corpo basal, estigma/mancha
ocelar e vacúolos contráteis.
Chrysocapsa
Pleurocapsa
Células amebóides ou rizopodiais
Inclui células solitárias e colônia de células amebóides.
Apresentam um alongamento externo do citoplasma denominado de
rizopódia = lembram pseudópodes.
Lagynion spp. Células rizopodiais 
(amoebóides) na forma de garrafa, 
frasco.
Lotharella amoeboformis – Células 
amebóides formando extensos 
filamentos pseudópodes.
TIPOS MORFOLÓGICOS BÁSICOS
1. Algas unicelulares
2. Colônias
3. Filamentos
4. Estruturas parenquimatosas
ALGAS FILAMENTOSAS
Filamentos
Células estão dispostas linearmente; a divisão celular ocorre em um
plano, onde as células filhas permanecem unidas formando um
filamento dividindo a mesma parede externa.
Filamentos unisseriados: células distribuídas em uma única série.
Filamentos multisseriados: possuem mais de uma série de células.
ALGAS FILAMENTOSAS
Filamentos ramificados Filamentos não ramificados
ALGAS FILAMENTOSAS
Filamentos não ramificados
Filamento apolar: células idênticas sem diferenciação base/ápice.
Filamento polarizado: célula basal diferenciada para fixação.
Oscillatoria
Ulothrix
ALGAS FILAMENTOSAS
Filamentos ramificados – unisseriados oumultisseriados
É caracterizado por uma mudança seletiva no plano celular podendo 
ocorrer em pontos definidos: ramificação pinata, alternada, oposta etc.
Podem formar filamentos densamente justapostos, que torna difícil a
identificação de ramos individuais, formando um falso parênquima = talo
pseudoparenquimatoso: agregado de filamentos onde a divisão celular é
restrita a certas células da estrutura do talo.
ALGAS FILAMENTOSAS
Forma pinata - Oposta
Forma pinata - Alternada
ALGAS FILAMENTOSAS
Espiral ou circular -verticilos
Pectinado – forma de pente
ALGAS FILAMENTOSAS
Forma Dicotômica 
Forma Foliácea 
Forma Globular 
Forma Crostosas
ALGAS FILAMENTOSAS
Filamentos heterotríquios (outros fios-cabelos)
Ramos prostrados (aderidos ao solo) produzem filamentos eretos para
cima (heterotríquios  muito comum nas Feofíceas) filamentos crescem
em duas direções.
Petalonia: Corte transversal. Filamentos ramificados
densamente compactados estão aderidos ao substrato.
Pequenos filamentos não ramificados são produzidos em
direção a superfície mais externa.
Forma prostada
Forma ereta
TIPOS MORFOLÓGICOS BÁSICOS
1. Algas unicelulares
2. Colônias
3. Filamentos
4. Estruturas parenquimatosas
TALO PARENQUIMATOSO
As divisões celulares não estão restritas. As células podem se
dividir em mais de um plano (bi- ou tridimensional).
• Encontrado apenas em algas mais complexas e marinhas.
• Podemos observar este tipo de talo na forma de lamina, cilíndrico
ramificado ou não, tubos ocos etc.
• Muito evoluído e encontrado nas plantas superiores.
• Camadas mais espessas são encontradas somente nas algas pardas
marinhas, favorecendo o grande comprimento; forma tecidos
especializados que desempenham funções distintas.
O gênero Ulva possui o talo
na forma de expandida 2
camadas de células. É um
exemplo de talo
parenquimatoso: a divisão
celular pode ocorrer em
qualquer porção do talo,
mas sempre no plano
perpendicular da superfície
do talo.
Talo parenquimatoso – Algas pardas
TALO CENOCÍTICO
1. O crescimento do talo ocorre com a multiplicação de organelas, mas
sem a separação em células – permite movimentação dos
cloroplastos.
2. É um conjunto contínuo, abrigando centenas ou milhares de núcleos e
cloroplastos - célula gigante.
3. Ocorrem exclusivamente em certas espécies de Clorófitas.
4. Formas maiores e bem ramificadas, compostas por um único
filamento de espessura (uniaxial) ou por vários filamentos justapostos
(multiaxial), formando um talo pseudoparenquimatoso.

Chaetomorpha –
células multinucleadas
TALO SIFONOCLADADO
O talo é composto por células multinucleadas – cada célula 
é um pequeno cenócito.
Ocorre uma divisão celular segregativa
Restrito a espécies de Clorófitas
Valonia
Anadyomene
TALO POLISIFÔNICO
Encontrado apenas em algumas Rodófitas
Composto de fileiras de células laterais verticalmente alongadas, 
arranjadas transversalmente ao redor de um eixo central (sifão).
Célula central (sifão) circundada por 4 ou mais células 
pericentrais.
Células 
pericentrais
Célula central 
(sifão)
Polysiphonia
OBSERVAÇÕES
Nos talos formados por várias camadas de células, como nos talos
pseudoparenquimatoso e parenquimatoso, apenas as células das
camadas mais externas são possuidoras de cloroplastos, devido à
penetração da luz se restringir às camadas superficiais do talo.
As algas pardas atingem o maior grau de diferenciação morfológica
entre todas as classes de algas, havendo diferenciação de vasos
condutores para o transporte de produtos orgânicos elaborados pela
fotossíntese.
Entretanto não existe xilema ou qualquer outra estrutura para a
condução de água e sais minerais, que seria supérfluo, pois pode ser
feito por toda a superfície do talo.
No ambiente aquático é mais seguro possuir um talo flexível e elástico
que ceda aos movimentos das correntes e ao embate das ondas sem
haver quebra.
OBSERVAÇÕES
No ambiente aquático é mais seguro possuir um talo flexível e elástico
que ceda aos movimentos das correntes e ao embate das ondas sem
haver quebra.
MORFOLOGIA EXTERNA DO TALO PODE AFETAR
1 – Fotossíntese
2 – Absorção de nutrientes
3 – Resistência a herbivoria (predação)
4 - Resistência a distúrbios físicos (ondas, correntes)
Em algumas algas pardas de talo mais elaborado, como no gênero
Sargassum, o talo tem morfologia de uma erva terrestre apresentando
estruturas muito semelhantes às das plantas superiores.