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Fungos Professora: Vanessa Righetti Filogenia de consenso dos Eucariotos Dicarióticos Basidiomycota cogumelos, ferrugens, orelha de pau, carvão Ascomycota leveduras, bolores, Penicillium Glomeromycota micorrizas arbusculares e relacionados Zycomycota bolores de pão, Pilobolus, Rhizopus, Zigorhynchus Chytridiomycota fungos aquáticos Reino Fungi Reino Fungi • Monofilético. • Filos: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota. • As únicas características em comum com as plantas são a natureza séssil e a forma de crescimento multicelular. Leotia lubrica • O glicogênio é o principal polissacarídeo de reserva nos fungos, assim como nos animais e nas bactérias. A parede celular é constituída de quitina. • Todos os fungos apresentam envoltório nuclear persistente durante a divisão celular. Reino Fungi • Existem duas formas de crescimento: multicelulares filamentosas, predominantes no reino, e unicelulares. • Os filamentos são denominados hifas, e o conjunto de hifas é denominado micélio. • Todos os fungos são heterótrofos, agindo como sapróbios, parasitas ou simbiontes mutualistas. Hifas (hyphe: teia) Reino Fungi Micélio (mykes: fungo) Reino Fungi Saccharomyces cerevisiae Sapróbio: Orelha-de-pau (Basidiomycetes) crescendo sobre uma cerca. Parasita: Laurobasidium lauri Líquen fruticoso (em amarelo). Líquen crostoso; Caloplaca rosei. Líquen folioso; Parmelia sulcata. simbiontes mutualistas • Os fungos liberam enzimas que digerem o alimento no meio extracelular e a absorção dos nutrientes é realizada principalmente pelo ápice da hifa ou nas proximidades dessa região. • Alguns fungos, principalmente leveduras, obtêm energia por meio da fermentação. Saccharomyces cerevisiae Reino Fungi • O ciclo de vida dos fungos apresenta meiose zigótica, à exceção do filo Chytridiomycota, fazendo com que a única fase diploide seja representada pelo próprio zigoto. Mitose 2n Reino Fungi • Sexuados e assexuados. • Quando sua origem ocorre por divisão meiótica, são denominados esporos sexuados, e quando sua origem ocorre por divisão mitótica, são denominados esporos assexuados. Origem dos esporos Rhizopus stolonifer Rhizopus stolonifer Importância Ecológica e Econômica • Os fungos são ecologicamente importantes como decompositores, têm importância nas áreas médica e econômica, destacando-se como pragas,patógenos e produtores de metabólitos. nitrogênio, minerais e CO2. Basidiomiceto Importância Ecológica e Econômica • médica e econômica. Os dermatófitos (do grego: derma, pele + phyton, planta), são causadores de tinhas, pé-de-atleta e outras doenças de pele. Tais doenças predominam nos trópicos. As fases patogênicas desses fungos são assexuadas, mas a maioria desses organismos são agora correlacionados aos ascomicetos. No entanto, eles continuam a ser classificados como fungos conidiais com base na fase que produz a doença. Figuras: (a) Epidermophyton floccosum, um fungo microscópico causador de dermatoses. (b) Doença conhecida como frieira. • Trichoderma harzianum, um deuteromiceto comum nos solos, tem muitas aplicações comerciais. • As enzimas que degradam celulose, produzida por Trichoderma, são utilizadas pelas indústrias de confecções para dar ao jeans o aspecto lavado (“stone-washed”). As mesmas enzimas são adicionadas na remoção da sujeira. • Trichoderma é também usado por agricultores no controle biológico de outros fungos que atacam culturas e árvores florestais. Importância Ecológica e Econômica econômica • São doenças que causam lesões pretas nas plantas, são produzidas por deuteromicetos (ou fungos conidiais). Importância Ecológica e Econômica pragas Antracnoses Colletotrichum gloeosporioides • A penicilina tem ação em grande variedade de doenças causadas por bactérias, incluindo pneumonia, escarlatina, sífilis, gonorreia, difteria e febre reumática. Importância Ecológica e Econômica produtores de metabólitos Penicillium notatum Crinipellis perniciosa Hemileia vastatrix Aspergillus flavus São predominantemente aquáticos. Possuem hifas asseptadas, cenocíticas, com poucos septos na maturidade. O ciclo de vida difere de todos os demais filos por apresentar meiose espórica e alternância de gerações. Tanto gametas quanto esporos são flagelados*, as únicas células móveis encontradas no reino Fungi (Filo mais basal). Filo Chytridiomycota Cladochytrium replicatum Ancestrais protozoários Coanoflagelados Figura: A seta indica a hifa asseptada de Allomyces sp., uma estrutura produtora de esporos ou gametas. Meiose espórica Alternância de gerações isomórficas. A divisão meiótica leva à formação de esporos haploides por um indivíduo diploide Allomyces arbuscula Batrachochytrium dendrobatidis - morte de rãs em todo o mundo. Prejuízos econômicos Patógenos de plantas Physoderma maydis e P. alfalfae, que causam a mancha marrom do milho e a verrugose da alfafa, e Synchytrium endobioticum que causa a verrugose preta da batata. Filo Zygomycota Podem ser de vida livre, parasitas de plantas e animais ou simbiontes. Quando de vida livre, ocorrem no solo ou sobre restos de matéria orgânica, e quando em associações simbióticas com raízes de plantas, formam endomicorrizas. Apresenta forma leveduroide ou hifas asseptadas que formam estolões. Esporângio Pilobolus sp. Zygorhynchus heterogamus Rhizopus stolonifer Entomophthorales e Glomus (crescem em íntima associação com as raízes das plantas, formando as endomicorrizas). Fusão de núcleos celulares haploides, com formação de zigotos diploides. Figura: Apresenta reprodução sexuada no seu ciclo, apesar de se reproduzir mais frequentemente por reprodução assexuada. Rhizopus stolonifer plasmogamia / cariogamia Filo Ascomycota Formas unicelular e multicelular. Suas hifas possuem septos perfurados. A reprodução assexuada é feita por conídios, esporos assexuados formados no ápice de hifas modificadas, os conidióforos. Neurospora Na reprodução sexuada, com o encontro de duas hifas haploides distintas, ocorre a plasmogamia e um novo conjunto de hifas dicarióticas é formado. União dos protoplastos de duas células. Figura: Esquema evidenciando a ocorrência de plasmogamia, no ciclo de vida de um ascomiceto típico. Aleauria rhenana As hifas dicarióticas formam um corpo de frutificação chamado ascoma, que, no caso de ser macroscópico, pode apresentar três formas: apotécio, cleistotécio e peritécio. No ascoma, na região do himênio, ocorrerá a cariogamia e formação do zigoto nas células em forma de gancho, que passam a ser chamadas ascos. Aleauria rhenana Apotécio é um ascoma aberto, em forma de xícara ou pires. Scutellinia scutellata Cleistotécio é um ascoma esférico e fechado. Erysiphe aggregata Peritécio é um ascoma esférico ou em forma de garrafa com algum tipo de abertura. Coniochaeta Himênio (hymen: membrana) Tecido de revestimento onde se formam os ascos num ascoma ou basídios num basidioma. Figura: Esquema representativo do himênio de Morchella sp. Penicilliumdigitatum e P. italicum Bolores verde-azulados Leveduras Penicillium candidum Penicillium roqueforti Queijo Brie Os ascomas crescem enterradas no solo e permanecem fechados, liberando os ascósporos somente quando os ascomas apodrecem ou se rompem pela ação de animais cavadores. São micorrízicas, principalmente associadas a carvalhos e aveleiros. Tuber melanosporum Em cada embalagem de dois "sprays" contém, pelo menos, 4 gramas de produto liofilizado, o equivalente a cerca de 40 gramas de trufas negras frescas. Filo Basidiomycota Possuem hifas septadas com poros. Ocorre um tipo de poro especial com margens infladas chamado doliporo. Embora sejam característicos de Basidiomycota estão ausentes em alguns grupos. Margem inflada ou em forma de barril que ocorre no poro do septo Auricularia auricula G = depósito de glicose; P = parentossomo. Classe Basidiomycetes Inclui dois grupos artificiais, os Gasteromycetes e os Hymenomycetes. Geastrum saccatum. Lycoperdon perlatum Crucibulum laeve Os Gasteromycetes são caracterizados pelos basidiósporos maduros permanecerem dentro do basidioma e necessitarem de algum estímulo mecânico ou agentes externos (água ou insetos) para que sejam liberados. Perídio Classe Basidiomycetes Amanita muscaria Figuras: (a) Psilocybe mexicana. (b) Psilocibina, composto químico responsável por visões coloridas experimentadas por aqueles que comem esse cogumelo “sagrado”, tem estrutura análoga ao LSD e à mescalina. Agaricus bisporus Os Hymenomycetes são caracterizados por produzirem basidiósporos em um himênio exposto, camada fértil onde ocorrem cariogamia e meiose. Lentinula edodes Shiitakes Pleurotus ostreatus Shimejis São fitopatógenos, e dentre as doenças mais sérias estão a ferrugem-preta dos cereais, a ferrugem-branca dos pinheiros, as ferrugens do café, da maçã e do amendoim. Tem grande importância econômica. Esta classe contém fungos comumente referidos como ferrugens, que diferente dos Basidiomycetes, não formam basidiomas. Seus esporos ocorrem em aglomerados, denominados soros, nas superfícies das folhas dos hospedeiros. O ciclo de vida dessa classe é heteroécio, isto é, requer dois hospedeiros diferentes para completar o ciclo, o que faz dos Teliomycetes grandes desafios aos fitopatologistas. Classe Teliomycetes Puccinia sp. Classe Ustomycetes São parasitas de angiospermas e são comumente referidos como carvões. O nome “carvão” é devido a aparência escura, fuliginosa e pulverulenta dos esporos de resistência. Economicamente são muito importantes. Ustilago maydis Ustilago avenae Tilletia tritici O ciclo de vida de um carvão é auto-écio (requer somente um hospedeiro), e não ocorre a formação de basidiomas, sendo que os esporos podem ocorrer em soros ou tumores grandes. Leveduras Não são um grupo dentro do Reino Fungi, mas sim uma forma de crescimento de fungos unicelulares que ocorrem principalmente nos ascomicetos, seguidos pelos basidiomicetos e zigomicetos. As leveduras são economicamente importantes, pois são fontes de dióxido de carbono (CO2) e etanol. Algumas leveduras podem ser patogênicas ao homem, provocando sapinho e criptococose. Embora o principal modo de reprodução seja por brotamento, a fusão de duas células haploides dão origem a um zigoto que sofrerá meiose e funcionará como um asco. Candida albicans Cryptococcus neoformans Fungos Conidiais Também são conhecidos como deuteromicetos ou Fungi Imperfecti. É um grupo artificial, pois as características da reprodução sexuada não são conhecidas ou não podem ser utilizadas como base principal de classificação. Baseado em características gerais, acredita-se que muitos fungos conidiais seriam ascomicetos e poucos seriam basidiomicetos ou zigomicetos. A maioria tem como característica fundamental a reprodução assexuada através da produção de conidióforos e conídios, que podem estar espalhados no micélio ou agrupados em outras estruturas. Hifas nas quais são produzidos um ou mais conídios. Figura: Dois conidióforos do gênero Periconia (setas amarelas). Há muitos fungos conidiais de grande importância econômica. Podem causar doenças às plantas como as antracnoses. Aos seres humanos causam dermatoses (tinhas, pé-de-atleta) e intoxicações através de micotoxinas carcinogênicas (aflatoxinas) provenientes de fungos que crescem frequentemente sobre alimentos estocados. Também podem trazer diversos benefícios econômicos e podem ter valor na indústria têxtil e como controle biológico de outros fungos. Sua utilização na indústria farmacêutica é marcada pela produção de antibióticos como a penicilina. Fungos Conidiais Colletotrichum gloeosporioides Epidermophyton floccosum Aflatoxina é a denominação dada a um grupo de substâncias muito semelhantes, que são tóxicas para o homem e para os animais. Elas são produzidas principalmente pelos fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, que se desenvolvem sobre muitos produtos agrícolas e alimentos quando as condições de umidade e temperatura ambiente são favoráveis. Fungos Conidiais Liquens São associações simbióticas mutualísticas entre um fungo, micobionte, e uma alga verde ou cianobactéria (N fixado), fotobionte. Os fungos ainda são capazes de controlar a divisão celular das algas. A classificação dos liquens é baseada no organismo micobionte e a maioria dos micobiontes pertence ao filo Ascomycota, sendo poucos pertencentes aos Basidiomycota. Os fotobiontes mais frequentes sãoTrebouxia, Pseudotrebouxia, Trentepohlia e Nostoc. Existem três formas de crescimento nos liquens: Liquens Caloplaca rosei Parmelia sulcata Evernia prunastri Fruticoso Crostoso Folioso Arborescente Micorrizas c São associações mutualísticas entre fungos e raízes. Endomicorrizas c Penetram nas células da raiz, podendo formar ramificações extensas (arbúsculos) ou até mesmo intumescimentos terminais (vesículas). O fungo mais comum pertence ao zigomiceto. Ectomicorrizas c Circundam as células da raiz. O fungo mais comum pertence ao basidiomiceto e alguns ascomicetos (trufas e Morchella). A seta indica uma vesícula, produzida por uma espécie de Glomus no interior de uma raiz. Plântula de Pinus contorta.
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