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Introdução às Algas Termo “Algae” – Linnaeus (1973) Domínio – Eukarya Reino Bactéria - 1 deivisão: Cianophyta Reino Protista - 9 divisões: Bacillariophyta, Dinophyta, Chlorophyta, Crysophyta, Cryptophyta, Haptophyta, Rodophyta, Phaeophyta, Euglenophyta De acordo com diversos sistemas taxonômicos: - 4-13 divisões - mais de 24 classes - aprox. 36.000 espécies Fotoautotróficas. ou heterotróficas. Possuem em comum a clorofila “a”, diferem entre si quanto aos outros pigmentos (xantofilas e carotenos) Formados por uma ou várias células, mas sem formar tecidos (grupos de células especializados numa função), ou seja, não há organização histológica. HÁBITO - Organismos simples, vivendo isoladas livres, coloniais ou gregárias, filamentosas, ou ainda pseudoparenquimatosas. De tamanho variado podem ser minúsculas a até 30 (60) m de comp. - Kelps São os organismos ancestrais, abundantes, fotossintéticos/ autotróficos HABITAT - podem ser encontrados em todos os ecossistemas da biosfera; porém são dominantes no ambiente marinho; rios, lagos; superfícies terrestres - construções, rochas; troncos de árvores, neve permanente (debaixo da superfície de gelo da Antártida e do Ártico), em sedimentos de fontes termais; em alguns animais terrestres, etc. Águas continentais - representante de praticamente todos os grupos Obs: dominância de crisófitas, diatomáceas, algas verdes e dinoflagelados - é por conta das características do meio Em ambiente marinho – são mais importantes haptófitas, dinoflagelados e diatomáceas as comunidades flutuantes de algas formam o fitoplâncton que se divide: euplâncton (plâncton verdadeiro, comunidade permanente na água); pseudoplâncton (espécies que acidentalmente são apanhadas por correntes e inseridas nesse habitat) e neuston (comunidade de microorganismos que se desenvolve na interface água-ar). Reproduzem-se sexuada e assexuadamente – qdo. unicelulares os organismos podem funcionar como gametas Fatores ambientais mais importantes seu desenvolvimento - temperatura, salinidade, luz, movimentação da água e disponibilidade de alimento. Muitas algas são móveis ou possuem um estágio móvel durante o seu ciclo de vida. São geralmente classificadas conforme as seguintes características: - Natureza e propriedade de pigmentos. - Natureza dos produtos de reserva e armazenamento. - Tipo, número, inserção e morfologia de flagelos. - Composição química e características físicas da parede celular. - Morfologia e características das células e talos. IMPORTÂNCIA ECOLÓGICA produtores primários (fitoplâncton), contribuem com 70-80% da produção primária total; oxigenam o habitat; são fixadoras de nitrogênio; são excelentes bioindicadores da qualidade da água e de seu estado trófico podem ser nocivas ao homem: floração; causam problemas na vedação de filtros em estações de tratamento, além de interferir no sabor, odor e qualidade da água .Ex. de floração – maré vermelha (Gonyaulax catanella), maré marrom – acredita-se que a liberação de compostos tóxicos seja defesa contra predadores transformam o CO2 em carbohidratos pela fotossíntese ou carbonato de cálcio pela calcificação (ca. ½ do CO2 resultante das atividades humanas são absorvidos pelo fitoplâncton marinho) IMPORTÂNCIA EVOLUTIVA Fornecem evidências relativas à evolução das células eucarióticas e a origem dos outros Reinos de organismos eucarióticos. IMPORTÂNCIA ECONÔMICA produzem substâncias utilizadas nas indústrias: ágar, algina, carragenina – são agentes gelificantes, espessantes e estabilizantes, que têm como função fortalecer soluções aquosas, servir como agentes coloidais nas indústrias alimentícias, têxteis , cosmética , farmacêuticas,, etc. são capazes de acumular grandes quantidades de substâncias nocivas como inseticidas, herbicidas, fungicidas e elementos radioativos usados no tratamento de águas residuais alimento para o homem - Ulva ou alface-do-mar , são consumidas como vegetais; são utilizadas ca. 500 espécies de algas marinhas para a alimentação humana e de animais domésticos fertilizante para plantação biomonitores - fornecem um aviso prévio de uma possível deterioração ambiental, fornecendo também medidas sensíveis de poluição; na detecção, em águas naturais ou efluentes, de nutrientes ou substâncias tóxicas - organismos mais sensíveis a poluentes como: detergentes, efluentes de fabricação têxtil, tinta etc. na indústria farmacêutica- fontes de compostos com atividade antibiótica - uma ampla variedade de cianobactérias produziam compostos, como sulfolípidos, que eram ativos contra o vírus do herpes, da pneumonia e do HIV; produzem compostos com atividade antitulmoral, etc. ORGANIZAÇÃO VEGETATIVA Talo – Corpo celular ou cenocítico (multinucleado) sem organização de raízes, caules, folhas, flores ou frutos. 1. Formas Unicelulares 1a. Unicelular flagelado (ex. Dinophyta) 1b. Unicelular aflagelado - podendo apresentar outro tipo de movimentação. Ex. Diatomáceas. 2. Formas coloniais (com menor grau de dependência das células se comparadas aos pluricelulares) 2a. Colônias Amorfas (ex. Cyanophyta) 2b. Cenóbio (mais elaborada e complexa com forma e número de células definidos. (ex. Chlorophyta). 3. Formas pluricelulares (2 ou mais céls) 3a. Formas filamentosas 3a1. Filamento não ramificado - Cyanophyta 3a2. Filamento ramificado - Phaeophyta 3b. Formas Pseudoparenquimatosas (formação de tecido bi ou tridimensional) ex. Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta – esta última com tecido mais espesso, podendo ser especializado e com funções distintas 4. Formas Cenocíticas Filamentos tubulares que não estão divididos em células. Apenas em Chlorophyta. Maioria marinha. CYANOPHYTA - procariótica (sem núcleo organizado, e nem organelas citoplasmática) - unicelulares, coloniais ou filamentosa - pigmentos: clorofilas a; ficobiliproteínas (c-ficocianina, aloficianina c-ficoeritrina e ficoeritrocianina); xantofilas e carotenos (beta) – associados aos tilacóides - parede celular – complexa e composta por várias camadas, constituinte predominante mucopeptídeo - número variável de cloroplastos por célula, geralmente ovais ou discóides (estrelados) – pirenóides às vezes presente; - substância de reserva – glicogênio (amido das cianofíceas) armazenado no citoplasma - podem surgir com cores avermelhadas, esverdeadas ou enegrecidas - flagelos – ausentes - possui sistema fotossensível – mancha ocelar (estigma) - REPRODUÇÃO – reprodução vegetativa: fragmentação - hormogônios - endósporos e exósporos - acineto - Heterocisto (fixação de nitrogênio na ausência de O2) - Mobilidade (contração de microfibrilas) - Toxinas (neurotoxinas, hepatotoxinas) - habitat – ambientes adversos; maioria de água doce; formas marinhas resistentes a altas salinidades; terrestres, sobre rochas ou solos úmidos; - importância econômica – relacionadas às formas fixadoras de nitrogênio e habilidade de fotossintetizar sob condições aeróbias e anaeróbias, como fonte de proteínas, produção de toxinas (causam odor e sabor na água – contaminação provoca morte) Diferenças das Bactérias: - É fotossintetizante e possui clorofila “a” (Bactéria se for fotos. ñ tem clorofila “a”). - O produto final da fotossíntese é oxigênio (Bactéria nunca libera O2 como produto final da fotossíntese). - Não possuem flagelos (algumas bactérias possuem). - Cyanophyta é mais complexa EUGLENOPHYTA - unicelulares, flageladas, ou coloniais sésseis (Colacium). Podem ser clorofiladas ou incolores esaprófitas - não possuem parede celular mas periplasto – película semi-rígida de organização complexa (estrutura com estrias protéicas dispostas helicoidalmante arranjadas no citoplasma) - 1/3 dos gêneros contém cloroplastos, 2/3 são incolores, heterotróficas (obs: alimentam-se de partículas sólidas ou absorvem compostos orgânicos dissolvidos) - pigmentos: clorofilas a e b, carotenóides e xantofilas - plastídeos estocam paramido (grânulos de polissacarídeo) - 2 flagelos - um longo nas formas natantes que emerge do reservatório, o segundo não emerge - possui sistema fotossensível – mancha ocelar (estigma) - presença de vacúolo contrátil – coleta o excesso de água da célula - os plastídeos possuem uma região rica em proteína–pirenóide - reprodução – mitose e citocinese longitudinal - habitat - principalmente ocorrentes em água doce, salobras e marinhas, e solos úmidos - algumas espécies são indicadoras de poluição orgânica e podem causar odor e gosto na água - no mundo: 400 gen. e 900 esp. PE – Trachelomonas volvocina Considerações evolutivas: - O cloroplasto Euglenophyta, é considerado como tendo uma origem endosimbiótica com algas verdes. - Esta suposição se deve ao fato de haver semelhança entre o cloroplasto dos dois grupos. É reforçada pela existência de formas sem cloroplasto e presença de um envelope triplo nos plastos das formas clorofiladas (Lee 1989; Szé 1989) DINOPHYTA - unicelulares biflagelados, móveis, de cor verde – marrom -amarelada - a maioria são autótrofos fotossintetizantes – pigmentos: clorofilas “a” e “c” , mascarados por pigmentos carotenóides (peridina). Parte dos dinoflagelados não possui aparato fotossintetizante. Ingerem partículas ou absorvem compostos orgânicos. - substância de reserva - amido (estocagem no citoplasma) - muitas espécies possuem placa celulósica (teca) rígidas que formam uma parede em vesículas abaixo da membrana plasmática, outras possuem placas finas, apêndices auxiliam a flutuação; - dois flagelos desiguais em forma e função – apresentam sulcos onde passam os flagelos, cujos batimentos em seus respectivos sulcos fazem-na girar, há células imóveis (estas produzem células reprodutivas flageladas) - Obs: o flagelo transversal origina movimento de rotação o outro flagelo induz o movimento da célula para frente - reprodução – divisão longitudinal da célula ou perpendicular; sexuada (iso e anisogamia) habitat – marinhas e dulciaquícolas, importantes componentes do fitoplâncton; algumas são simbiontes de animais marinhos (esponjas, águas-marinha, corais, polvos, lulas) Curiosidades: Relacionadas aos protozoários ciliados (Paramecium e Voticella). - Zooxantelas – responsáveis por muito da produtividade dos recifes de corais (ambientes com poucos nutrientes). - Característica incomum (não exclusiva) - cromossomos permanecem condensados - mares quentes, maior diversidade, mares frios, maior abundância de indivíduos (20000/l) - no mundo – 130 gen. 2000esp. atuais e 2000 fósseis - PE – 64 táxons – poucos representantes (Peridinum) – pode provocar odor e obstrução de filtros em estações de tratamento de água - Algumas são bioluminescentes – Noctiluca, Ceratium - Tóxicas: Gonyaulax e Gymnodinum - venenosa Considerações evolutivas: Grupo secundariamente fotossintetizante resultante da simbiose com organismos fotossintetizantes (evidências) * Metade das sp. não possuem pigmentos. * Envelope triplo do plasto. * Condição binucleada em algumas sp. BACILLARIOPHYTA (diatomáceas) - eucarióticas, unicelulares; existem formas coloniais - pigmentos: clorofilas c1, c2 e a; xantofilas (fucoxantina) e carotenos (beta) - parede celular – frústula formada por duas valvas: epiteca e hipoteca - contituição sílica e substâncias pécticas - dois cloroplastos parietais com um pirenóide central Obs: um ou numerosos cloroplastos arredondados - substância de reserva – crisolaminarina (em vesículas no citoplasma) e óleos - flagelos - um, no gameta masculino - possui sistema fotossensível – mancha ocelar (estigma) - REPRODUÇÃO – - reprodução vegetativa: divisão celular simples ou bipartição - espórica (estatósporos) Haplobionte diplonte (reprod. oogâmica) – ordem Centrales Haplobionte diplonte (reprod. isogâmica) – ordem Pennales - habitat – são as mais importantes do plâncton marinho, ocorrem tb. em água doce ou ambiente terrestres úmidos; saprófitas ou simbiontes - importância econômica – grandes depósitos de sílica (terras de diatomáceas) – utilidades: uso industrial; isolante térmico em caldeiras; indicadores de petróleo ou gás natural CHRYSOPHYTA - Relacionadas com as Bacillaryophyta. - Unic. ou coloniais. Abundantes em água doce e salgada. Ca. 1000 espécies. - Poucas formas plasmodiais, filamentosas, e parenquimatosas. - Clorofila “a” e “c” e fucoxantinas (cor dourada) - Reserva de crisolaminarina armazenada no vacúolo. - Pode ingerir bactérias ou outras partículas orgânicas. Pterioochromonas, ingere células 2 a 3 X maior que seu diâmetro . - Diversas estruturas de parede= fibras celulósicas interligadas, podendo estar impregnada com mineral; sem parede; algumas parecendo amebas com plastídeos. Synura=escamas entrelaçadas cobertas por sílica. Maioria com reprodução assexuada, mas a sexuada também e reconhecida. - Marés marrons tóxicas. Prejuízos na indústria de moluscos, crustáceos e salmão. Alteração de sabor e odor da água na floração. RHODOPHYTA (algas vermelhas) - eucarióticas - pluricelulares (poucos gen. unicelulares) formas filamentosa e folhosas, de microscópicas a até 2m de comp. - pigmentos: clorofilas a e d; ficobilinas (c e r-ficocianina, b, r, e c-ficoeritrina); xantofilas (zeaxantina, luteína) e carotenos (beta) - parede celular – microfibrilas de celulose (interna e rígida) e polímeros de galactanos -ágar, carragenano (externa e mucilaginosa) Obs: carbonato de cálcio – aspecto rígido - número variável de cloroplastos por célula, geralmente ovais ou discóides (estrelados) – pirenóides as vezes presente - substância de reserva – amido das florídeas armazenado no citoplasma - flagelos- ausentes nos gametas e/ou esporos - possui sistema fotossensível – mancha ocelar (estigma) REPRODUÇÃO reprodução vegetativa: fragmentação do talo - espórica - gamética: oogamia – carpogônio (gameta feminino) e espermácio (gameta masculino) - habitat – maioria marinha bentônica, poucas de água doce - importância econômica – grandes depósitos de sílica (terras de diatomáceas) – utilidades: uso industrial; isolante térmico em caldeiras; indicadores de petróleo ou gás natural PHAEOPHYTA (algas pardas/marrons) - eucarióticas - pluricelulares microscópicas epífitas, as mais complexas 60m comp. (Macrocystis sp.) – filamentosa, pseudoparenquimatosa e parenquimatosa - pigmentos: clorofilas c1, c2 e a; xantofilas (fucoxantina) e carotenos (beta) - parede celular – celulose; ácido algínico e fucoidina (polissacarídeos); depósitos de carbonato de cálcio (Padina) - um a muitos cloroplastos por célula de forma variável - substância de reserva – laminarina e manitol; pode conter pirenóide - flagelos- na fase vegetativa , reprodutiva ou em ambas: 2-4 de tamanho e organização iguais (ramificados ou simples) - possui sistema fotossensível – mancha ocelar (estigma) - REPRODUÇÃO – reprodução vegetativa: divisão celular simples e fragmentação - espórica - gamética: isogamia, anisogamia e oogamia – móveis ou imóveis - órgão pluriocular e unilocular Ciclo de vida: Haplobionte diplonte (monofásico) Diplobionte (difásico) – alternância de gerações isomórficas ou heteromórficasCHLOROPHYTA (algas verdes) - eucarióticas (extremamente diversificada) - unicelulares ou pluricelulares, microscópicas a até 8m; coloniais ou filamentosas - pigmentos: clorofilas a e b; xantofilas (luteínas) e caroteno - parede celular – principalmente celulose; polímeros de xilose (Caulerpa) ou de manose (Acetabularia); ou depósitos de carbonato de cálcio - um a muitos plastos por célula de forma extremamente variável - substância de reserva - amido (dentro do cloroplasto associado aos pirenóides) - flagelos- na fase vegetativa , reprodutiva ou em ambas: 2-4 de tamanho e organização iguais (ramificados ou simples) - possui sistema fotossensível – mancha ocelar (estigma) - REPRODUÇÃO – reprodução vegetativa: divisão celular simples e fragmentação - espórica - gamética: isogamia, anisogamia e oogamia – móveis ou imóveis Haplobionte diplonte – Caulerpa, Codium Haplobionte haplonte – Zygnema, Srogyra Diplobionte isomórfico – Ulva, Chaetomorpha Diplobionte heteromórfico – Derbesia, Halicystis - habitat – 90% água doce; marinhas, terrestres, sobre gelo nos polos, saprófitas, formas que vivem em associação; cosmopolita
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