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Aula 5 Algas e cianobacterias

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Introdução às 
Algas e 
Cianobactérias 
Grupo de organismos complexos, 
reunindo uma diversidade enorme de 
formas. 
 
São organismos fotossintetizantes e 
com função ecológica semelhante a de 
plantas, ou seja são produtores 
primários 
Algas = nome comum 
(Lee, 2008) 
As algas surgiram primeiro que os vegetais (ca. de 4,5 milhões de anos) 
As primeiras plantas, que não tinham sementes (avencas, samambaias e 
musgos) apareceram na Terra aproximadamente 2 milhões de 
anos depois. 
Cyanobateria = procariontes = ausência de cloroplastos 
 
 
Algas eucariontes 
 
Cloroplastos envoltos por 2 membranas = 
 
(Glaucophyta, Rhodophyta, Chlorophyta) 
 
Cloroplastos envoltos por 3 membranas = 
 
 (Euglenophyta, Dinophyta) 
 
Cloroplastos envoltos por 4 membranas = 
(Cryptophyta, Ochrophyta (Bacillariophyceae, Phaeophyceae), 
Prymnesiophyta) 
Algas e cloroplastos 
Algas 
Procariontes = Cianobactérias 
 
 
Eucariontes 
DIVISÃO CYANOPHYTA / 
CYANOBACTERIA 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Importância evolutiva: 
 
 
Primeiros seres fotossintetizantes 
 
 
Produção de oxigênio atmosférico 
permitiu ampla diversificação da 
vida no planeta 
 
Evolução 
biológica 
na Terra 
ESTROMATÓLITOS: 
 estruturas formadas por depósitos calcáreos em camadas associados a 
cianobactérias fossilizadas (registros geológicos de 2,7 bilhões de anos) 
Shark Bay, Australia 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Fixação de nitrogênio atmosférico 
Importância ecológica: 
heterocito 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Alimentação 
Importância econômica: 
Nostoc sp. 
Spirulina sp. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
 Inoculação de Anabaena azollae em 
campos de arroz na Ásia 
 
 
Adubo natural 
Importância econômica: 
Azolla, pteridófita aquática que forma associação 
simbiótica com cianobactéria fixadora de 
nitrogênio (Anabaena azollae) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Eutrofização artificial 
 
(aumento da concentração de 
nutrientes no sistema aquático 
decorrente, principalmente do 
aporte de esgotos e/ou 
fertilizantes; uma das principais 
consequências deste processo 
é a floração de 
Cyanophyta/Cyanobacteria) 
 
 
Importância sanitária: 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Produção de toxinas 
 
Hepatotoxinas 
Neurotoxinas 
Importância sanitária: 
Anabaena 
Cilindrospermopsis 
Microcystis 
Toxinas = endotoxinas 
Rompimento da parede celular 
Importância sanitária: 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
MODO DE AÇÃO Cianotoxina Sintomatologia Gênero 
Hepatotoxina Microcistina Diarréia, vômitos, fraqueza, 
palidez 
Microsystis, 
Anabaena, Nostoc 
Nodularinas Idem Nodularia 
Neurotoxina Saxitoxina, Anatoxina, 
Homotoxina 
Paralisia dos músculos, 
diminuição dos movimentos, 
convulsões, parada 
respiratória 
Aphanizomenon, 
Oscillatoria, 
Anabaena, 
Cylindrospermopsis 
Dermatotoxinas Pigmentos e 
lipopolissacarídeos 
Irritação nos olhos, pele, 
febre, tontura, fadiga 
Cianobactérias em 
geral 
Outros (fígado, 
pulmão, rim, 
mucosa) 
Cilindrospermopsina Forma lenta e progressiva, 
morte em 7 dias 
Cylindrospoermopsis
, Umezakia, 
Aphanizomenon 
Sant’Anna et al (2006) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Divisão CYANOPHYTA ( = CYANOBACTERIA) 
 (algas azuis) 
CYANO (grego) = azul 
PHYTON (grego) = planta 
I – Características básicas 
II – Ocorrência 
III – Morfologia 
IV – Reprodução 
V – Sistemática 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
II – Ocorrência 
III – Morfologia 
IV – Reprodução 
V – Sistemática 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
TIPO CELULAR: procariontes (ausência de organelas 
citoplasmáticas)  EUBACTERIA 
Ausência de reprodução sexuada 
 SEMELHANÇAS COM BACTÉRIAS 
Estrutura da parede celular formada por mureína 
(peptideoglicano) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
PIGMENTOS: clorofila a, ficobilinas (ficocianina, 
aloficocianina, ficoeritrina) 
Substância de RESERVA: glucano (“amido das cianofíceas”) 
Produção de OXIGÊNIO pela fotossíntese 
Pigmentos localizados nos tilacóides, os quais estão livres no 
citoplasma 
 SEMELHANÇAS COM ALGAS 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Posição das Cyanophyta/Cyanobacteria 
na árvore filogenética: 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características 
Adaptações à flutuação (em algumas espécies): 
Bainha de mucilagem 
Vesículas de gás (aerótopos) 
 
Bainha de mucilagem Aerótopos 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
II – Ocorrência 
III – Morfologia 
IV – Reprodução 
V – Sistemática 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
II – Ocorrência 
A maioria é de águas continentais (planctônicas, perifíticas, 
bentônicas). 
Ocorrem também em ambientes marinhos, terrestres e 
subaéreos. 
Algumas espécies vivem em simbiose com plantas, fungos 
(liquens) e animais. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
II – Ocorrência 
III – Morfologia 
IV – Reprodução 
V – Sistemática 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
1. UNICELULAR 
2. COLONIAL 
3. FILAMENTOSO 
Homocitado (SEM heterocito ou acineto) 
Heterocitado (COM heterocito e/ou acineto) 
(Cocóides) 
3.b. Presença/Ausência de 
HETEROCITO ou ACINETO 
3.a. Tipo de ramificação 
Ramificação verdadeira 
Ramificação falsa 
* Formas flageladas NUNCA ocorrem, em nenhuma fase do ciclo de vida 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
1. UNICELULAR 
Synechocystis aquatilis 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
2. COLONIAL 
Merismopedia glauca 
Microcystis aeruginosa Sphaerocavum brasiliense 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
Anabaena 
Scytonema 
Spirulina 
Oscillatoria 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
Ramificação falsa Ramificação verdadeira 
Filamentos sem a 
bainha = tricomas 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
Ramificação falsa 
Scytonema sp. 
Heterocito 
Ramificação falsa 
EXEMPLO: 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
Ramificação verdadeira EXEMPLO: Fisherella 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
HOMOCITADO 
Oscillatoria sp. 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Nostoc sp. 
HETEROCITO*: 
Célula vegetativa 
diferenciada que atua como 
centro de fixação de 
nitrogênio. 
HETEROCITADO 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
Chamado de HETEROCISTO segundo literatura 
mais antiga; 
HETEROCISTO: TERMO EM DESUSO 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
III – Morfologia 
Anabaena sp. 1 
HETEROCITADO 
Tipos de talo: 
 3. FILAMENTOSO 
Anabaena sp. 2 
heterocito 
acineto 
heterocito 
ACINETO: células com parede espessa, 
ricas em material de reserva, que 
permitem à alga sobreviver em períodos 
desfavoráveis; às vezes presente nos 
talos heterocitados 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Como os heterocitos permitema 
fixação do nitrogênio atmosférico? 
Parede espessa impede a entrada O2 
 
Utilização pela respiração 
 
Ausência do PSII – evita liberação O2 
 
Enzima Nitrogenase atua condição 
anaeróbia 
 
PSI = síntese de ATP (energia química) 
 e NADPH (poder redutor) 
 
Reduz N2 para NH
+
4 
 
Armazena como cianoficina 
 
Exporta como glutamina 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Diversidade morfológica numa comunidade de Cyanophyta/Cyanobacteria fitoplanctônica 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
II – Ocorrência 
III – Morfologia 
IV – Reprodução 
V – Sistemática 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
IV – Reprodução 
SEMPRE ASSEXUADA 
Cocóides: 
Divisão celular simples 
Endósporos (células-filhas que se formam a partir da divisão do 
protoplasto da célula-mãe em clivagens sucessivas, dentro da parede 
celular parental) 
Exósporos (células-filhas que se separam da célula-mãe através 
de brotamento) 
 
Filamentosas: 
Hormogônios e hormocistos 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Cocóides: 
Divisão 
celular 
simples 
 
Formação de 
endósporos 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Filamentosas: 
HORMOGÔNIOS: Pequenos grupos de 
células que se separam do filamento 
principal, dando origem a um novo filamento 
 
Necrídeo: estrutura de fraqueza 
onde o filamento se quebra, 
liberando os hormogônios 
HORMOCISTO: hormogônio 
que desenvolveu bainha de 
mucilagem; presentes em 
gêneros subaéreos 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
I – Características básicas 
II – Ocorrência 
III – Morfologia 
IV – Reprodução 
V – Sistemática 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
Terminações dos nomes que designam as 
categorias taxonômicas 
Divisão: 
Classe: 
Subclasse: 
Ordem: 
Família: 
Subfamília: 
-phyta (CyanoPHYTA) 
-phyceae (CyanoPHYCEAE) 
-phycidae 
-ales (ChroococcALES) 
-aceae (ChroococcACEAE) 
-oideae 
 algas: 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
KOMÁREK & ANAGNOSTIDIS (1985): 
Utilizaram características morfológicas, fisiológicas, 
bioquímicas, hábito, distribuição geográfica, habitat 
(principalmente), etc. É o sistema mais aceito atualmente. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
KOMÁREK & ANAGNOSTIDIS 
Divisão Cyanophyta 
 1 Classe Cyanophyceae 
 4 Ordens: 
 CHROOCOCCALES 
 OSCILLATORIALES 
 NOSTOCALES 
 STIGONEMATALES 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
KOMÁREK & ANAGNOSTIDIS 
CHAVE DE IDENTIFICAÇÃO PARA AS ORDENS 
 
1a. Talo unicelular ou colonial; reprodução por divisão celular, endósporos ou exósporos
 ...................................................................................................CHROOCOCCALES 
1b. Talo filamentoso; reprodução por hormogônios e hormocistos ............................................. 2 
2a. Filamento homocitado .................................................................................OSCILLATORIALES 
2b. Filamento heterocitado .................................................................................................................... 3 
3a. Não ramificado ou com ramificação falsa ...............................................NOSTOCALES 
3b. Com ramificação verdadeira ...................................................................... STIGONEMATALES 
 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
Ordem 
CHROOCOCCALES 
(cocóides) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM CHROOCOCCALES 
(cocóides) 
Unicelulares ou coloniais (mucilagem); 
Características diagnóstico para as famílias: 
modo de DIVISÃO CELULAR, 
polaridade das células e colônias, forma das células. 
 
11 famílias, 92 gêneros 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM CHROOCOCCALES 
(cocóides) 
Tipos de divisão 
celular em 
Chroococcales 
Fonte: Komárek & Anagnostidis (1999) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM CHROOCOCCALES 
(cocóides) 
Tipos de divisão 
celular em 
Chroococcales 
Fonte: Komárek & Anagnostidis (1999) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM CHROOCOCCALES 
(cocóides) 
Chroococcus sp. Gloeocystiis sp. 
Merismopedia sp. 
Microcystis sp. Sphaerocavum sp. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
Ordem 
OSCILLATORIALES 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM OSCILLATORIALES 
Filamentosas, homocitadas, SEM ramificações verdadeiras; 
Reprodução: quebra do tricoma, hormogônio, hormocistos; 
 
Características diagnóstico para as famílias: 
 
Tipo de divisão celular; 
Proporção comprimento/largura das células; 
Tipo de fragmentação dos tricomas 
Mobilidade; 
 
Seis famílias 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM OSCILLATORIALES 
Tipos de divisão 
celular em 
Oscillatoriales 
F
o
n
te
: 
K
o
m
á
re
k
 &
 A
n
a
g
n
o
s
ti
d
is
 (
1
9
8
6
) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM OSCILLATORIALES 
Proporção comprimento/largura das células 
Pseudanabenaceae 
Phormidiaceae 
Oscillatoriaceae 
Adaptado de Komárek & Anagnostidis (1986) 
Famílias: 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM OSCILLATORIALES 
Tipos de 
movimentação em 
Oscillatoriales 
F
o
n
te
: 
K
o
m
á
re
k
 &
 A
n
a
g
n
o
s
ti
d
is
 (
1
9
8
6
) 
Observação: tais movimentos 
ocorrem somente quando os 
filamentos estão em contato 
com um substrato sólido, em 
habitats bentônicos ou no solo, 
ou ainda o contato da lâmina e 
a lamínula ao microscópio. 
Estão relacionados à 
movimentação de microfiblilas 
no citoplasma provocadas por 
estímulo luminoso. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM OSCILLATORIALES 
Diversidade de 
tricomas* em 
Oscillatoriales 
*Tricoma = fileira de células 
Filamento = tricoma + bainha (quando presente) 
F
o
n
te
: 
K
o
m
á
re
k
 &
 A
n
a
g
n
o
s
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d
is
 (
1
9
8
6
) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM OSCILLATORIALES 
Oscillatoria sp. 
Spirulina sp. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
Ordem 
NOSTOCALES 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM NOSTOCALES 
Filamentosas, SEM ramificações verdadeiras, HETEROCITADAS 
Reprodução: hormogônios 
 
Características diagnóstico para as famílias: 
Presença ou não de falsas ramificações 
Polaridade ou não dos tricomas; 
Morfologia da extremidade do tricoma; 
 
Quatro famílias 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM NOSTOCALES 
Família 
NOSTOCACEAE 
Posição do 
heterocito e do 
acineto: importante 
critério taxonômico 
F
o
n
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: 
K
o
m
á
re
k
 &
 A
n
a
g
n
o
s
ti
d
is
 (
1
9
8
6
) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM NOSTOCALES 
Cylindrospermopsis sp. Scytonema sp. 
Anabaena sp. 1 
Anabaena sp. 2 
Nostoc sp. 
Setas: heterocito 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
Ordem 
STIGONEMATALES 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM STIGONEMATALES 
 Filamentosas, COM ramificações verdadeiras, HETEROCITADAS;Características diagnóstico para as famílias: 
 
Filamentos unisseriados ou multisseriados; 
Posição do heterocito 
 
 ~ Oito famílias (grupo menos conhecido) 
 
 Subaéreas 
 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM STIGONEMATALES 
Ramificação 
verdadeira em 
Stigonematales 
F
o
n
te
: 
K
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m
á
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k
 &
 A
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g
n
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s
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d
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 (
1
9
8
6
) 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ORDEM STIGONEMATALES 
Ramificação 
verdadeira em 
Stigonematales 
Fisherella 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ÚLTIMAS 
TENDÊNCIAS 
Estudos de ultra-estrutura celular e biologia molecular 
revelando proximidades filogenéticas, particularmente entre 
Chroococcales e Oscillatoriales 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ÚLTIMAS 
TENDÊNCIAS 
Chroococcales 
Oscillatoriales 
Nostocales 
Stigonematales 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
V – Sistemática 
ÚLTIMAS 
TENDÊNCIAS 
As características fenotípicas (morfológicas) têm sido 
usadas e aceitadas para a identificação de populações 
naturais (espécies), mas precisam ser revisadas de acordo 
com as análises genotípicas; 
 
Enquanto isso... 
A abordagem morfológica ainda se mantém como a mais 
adequada atualmente. 
DIVISÃO CYANOPHYTA / CYANOBACTERIA 
Para saber mais: 
Bicudo, C.E.M. & Menezes, M.M. (eds.) 2005. Gêneros de 
Algas de Águas Continentais do Brasil: Chave para 
Identificação e Descrições. Editora Rima. 
Graham, L.E. & Wilcox, L.W. 2000. Algae. Prentice Hall, 
640p. 
Van den Hoek, C.; Mann, D.G. & Jahns, H.M. 1995. Algae 
– An Introduction to Phycology. Cambridge University 
Press, 623p. 
Whiton, B. & Potts, M. (eds.) 2000. The Ecology of 
Cyanobacteria: their diversity in time and space. Kluwer 
Academic Publishers.

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