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Fungos DEPARTAMENTO DE BOTÂNICA Por que estudamos fungos na disciplina de Biologia Vegetal? Somente 2 características em comum com as plantas: •Eucariontes •Crescimento multicelular, filamentoso ou alongado As leveduras são os únicos fungos unicelulares A árvore da vida: 3 domínios Pace 2006 Nature Protozoa e Animalia - International Code of Zoological Nomenclature Plantae, Fungi, Chromista - International Code of Botanical Nomenclature. Bacteria - International Code of Bacteriological Nomenclature Características do Reino Fungi Mikos = fungos em grego MICOLOGIA = Estudo dos fungos esporo hifa hifa micélio haustório Cladosporium herbarum Verrugose do maracujazeiro Sintomas induzidos pelo fungo no fruto Os fungos sobrevivem em temperaturas de -6 a 60°C Decompõe carnes à baixas temperaturas Existem mais de 100.000 espécies de fungos descritas ~ 40 são termofílicas Chaetomium sp. Revestimento Obs. Plantas e protistas: celulose. Composto pelo polissacarídeo quitina Nutrição Heterotróficos sapróbios parasitas mutualistas Fermentadores (etanol – leveduras) Reserva Glicogênio (e também lipídios) Penicillum notatum Quanto ao pH Os fungos preferem meio ácido para o seu crescimento, ficando o ótimo no redor de 6. ImportânciaImportância FITOPATÓGENOS MICOSES HUMANAS Pneumocystis carinii (pneumonia) ALIMENTAR tanque de fermentação de cerveja tanque de fermentação do vinho leveduras panificação MEDICINAL Penicillium sp. Aspergillus flavus aflatoxinas Psilocybe LSD alucinógenosantibióticos toxinas pé-de-atleta Candida sp. ECOLÓGICA decomposição Associação simbiótica quitrídias e zigomicetos Hifas cenocíticas Hifas septadas ascomicetos e basidiomicetos Evolução dos Fungos Permitem a continuidade do protoplasto entre células adjacentes Septos com poros - Ascomicetos funcionalmente cenocíticos Filos Período Milhões de anos Chytridiomycota Cambriano 544 ma Zigomycota Devoniano inferior 400 ma Ascomycota Siluriano 438 ma Basidiomycota Devoniano superior 380 ma História evolutiva é pouco conhecida Fósseis conhecidos são todos da era Paleozóica: Ancestral comum entre animais e fungos: um protista colonial (flagelado) Classificação FiloFilo RepresentantesRepresentantes Natureza das hifasNatureza das hifas Método de Método de Reprodução Reprodução AssexuadaAssexuada Tipo de esporo Tipo de esporo sexuadosexuado Chytridiomycota (790 spp.) Allomyces, Coelomomyces Asseptadas (esporangiósporos), cenocíticas Zoósporo (2n), fragmentação Geralmente nenhum, algumas vezes zoósporo (n) Zygomycota (1.060 spp.) Rhizopus, Glomus Asseptadas, cenocíticas Esporos imóveis, fragmentação Zigósporo (dentro do zigosporângio) Ascomycota (32.300 spp.) Neurospora, Morchella, Tuber Septadas Brotamento, conídios (esporos imóveis), fragmentação Ascósporo Basidiomycota (22.300 spp.) Cogumelos venenosos e comestíveis, orelhas-de-pau, ferrugens e carvões Septadas, com septo doliporo em muitas espécies Brotamento, conídios, (esporos imóveis, incluindo uredósporos), fragmentação Basidiósporo Divididos em 4 filos (Raven et al. 2007): ZIGOMYCETES GRUPOS NATURAIS GRUPOS ARTIFICIAIS Por questões práticas ainda são reconhecidos os 4 filos, porém, somente Ascomycota e Basidiomycota são considerados grupos naturais. Filogenia dos fungos baseada nas seqüências do rRNA SSU SchüBler, Schwarzott e Walker 2001 Zigomicota e Quitridiomicota não formam clados monofiléticos 1. CHYTRIDIOMICOTA Condição mais primitiva no reino, evidenciada pela presença de flagelo (zoósporo), herdado de protistas flagelados -Reinclusão recente (dados moleculares), ca. de 790 espécies -Hábitat predominantemente aquático, solos de vários tipos, beiras de represas e rios Zoósporo de Allomyces 2000x Esporângio de um quitrídio na alga verde Spirogyra (100x) São parasitas de algas, protozoários, oomicetos aquáticos, pólen e outras partes de plantas; ou sapróbias Fitopatógenos Physoderma maydis (milho ) “mancha marrom do milho” Physoderma alfafae (alfafa) “verrugose da alfafa” Allomyces: quitrídia mais bem estudada: Alternância de gerações isomórficas 2. ZYGOMYCOTA - Hábitat: maioria vive no solo, sobre restos de animais e vegetais; ca. 1060 espécies - Poucos causam infecções graves nos homens e animais -Hifas cenocíticas; -Em alguns casos, possuem estolões (hifas arqueadas, nas quais crescem esporangióforos) estolão rizóides -Principal característica dos Zigomycotas: formação de esporos de resistência sexualmente produzidos (zigósporos), desenvolvidos dentro de zigosporângios que germinam e dão origem ao esporangióforo (emerge do zigósporo), que é o portador do esporângio. Musca domestica Sanchez et al. 2002 Manejo Integrado de Plagas y Agroecolog.a (Costa Rica) No. 66 p . 2 0 - 3 0. São parasitas de plantas, insetos ou pequenos animais terrestres Controle biológico Entomophthora muscae Entomophaga grylli Rhammatocerus brasiliensis Pilobolus e o mecanismo balístico para dispersar os esporos Fototropismo Vivem no intestino de artrópodes (ex. Tricomicetos) A maioria das espécies é comensal A relação é obrigatória e benéfica para o fungo, mas não é prejudicial ao hospedeiro Algumas espécies de Smittium causam mortalidade em seus hospedeiros Micélio ausente Produzem septos e talos ramificados que atacam a quitina do hospedeiro por grampos Smittiun culisetae thallus Foto de Robert Lichtwardt tricósporos Rhizopus stolonifer Reprodução sexuada (menos frequente) Reprodução assexuada por esporos haplóides 3. ASCOMYCOTA ~30.000 espécies São os mofos ou bolores de alimentos de cor verde-azulada, vermelhos e marrons Hifas septadas (em geral); septos tem perfurações Podem ser homo ou heterotálicos Neurospora crassa Gibberela acuminata Reprodução assexuada – esporos - conídios Reprodução sexuada – Resulta na produção de ascósporos Peritécio: ascoma com abertura no ápice Cleistotécio: ascoma completamente fechado Morfologia dos ascomas Causam doenças em vegetais Ex. Olmo holandês Ophiostoma ulmi Ulmus spp. Morchelas e trufas: ascomicetos comestíveis Morchela esculenta Tuber melanosporum Leveduras são ascomicetos unicelulares 60 gêneros; 500 espécies ¼ dos gêneros de leveduras são basidiomicetos O “sapinho” é causado por uma levedura (Candida albicans) Reproduzem-se assexuadamente por brotamento uma das formas de tratar candida é oferecer nutrientes e combostos bioativos que sejam antagonistas dos receptores de membrana que servem para o acoplamento da proteína G, caso da Saccharomyces. Ascomicetos se associam a algas formando os líquens Micobionte: componente fúngico (98% ascomicetos, 2% basidiomicetos) Fotobionte: componente fotossintetizante (algas unicelulares ou filamentosas, ou mais raramente cianobactérias) msis comuns: algas verdes Trebouxia, Pseudotrebouxia, Trentepohlia cianobactéria Nostoc Trebouxia Nostoc Nostoc Trentepohlia fruticosos crostrosos foliosos Formas de crescimento Importância: - Comercialmente *corantes de tecidos *medicamentos (ex.: efeito antibiótico) *bases fixadoras para perfumes *compostos antitumorais… “Tweed” - Ecologicamente *fixação de N no solo (quando envolve cianobactérias) *alimento de grandes e pequenos animais,invertebrados *matéria-prima para construção de ninhos e abrigos de pequenos animais *colonizadores primários de ambientes inóspitos ác. liquênicos = ácidos que decompõem o substrato, podem corresponder a até 40% do peso seco do liquen - efeitos dos compostos tóxicos nos liquens: *degradação da clorofila das algas ou das cianobactérias, e baixa taxa de fotossíntese *sensíveis ao dióxido de enxofre, diminuindo metabolismo - são utilizados como indicadores: -vigor dos liquens (crescimento) -composição química -a longo prazo: tamanho da comunidade - exemplos de uso: -durante testes nucleares -acidentes nucleares (acumulam isótopos radioativos) -bioindicadores de metais pesados em centros urbanos Uso como bioindicador Cuidado para não confundir: Usnea X Tillandsia usneoides Bromeliaceae (Angiosperma) 4. BASIDIOMYCOTA - Sempre septados algumas espécies têm doliporos e parentossomos -Maioria das espécies: hifas têm fase monocariótica e dicariótica - Característico do filo: presença de basídios e basidiósporos Hifas dicarióticas ansas sobre os septos Possui 3 classes: 1)Basidiomycetes: fungos que produzem basidiomas. Ex: cogumelos, orelhas-de-pau e gasteromicetos 2) Teliomycetes: ferrugens Não formam basidiomas! 3) Ustomycetes: carvões Reproduzem-se por esporos aglomerados, os chamados soros 3 tipos de micélios: células apicais dividem-se pela formação de ansas ou fíbulas (grampos de conexão) Micélio primário: multinucleado – septos – uninucleado – monocarióticas; Micélio secundário: hifas monocarióticas originadas de linhagens diferentes (heterocariótico) se fundem, formando um micélio dicariótico -Formação do basídio e basidiósporo: 1) Cada célula terminal de uma hifa dicariótica forma um basídio, que alarga-se gradativamente 2) Ocorre a cariogamia 3) Meiose em cada núcleo diplóide 4 núcleos haplóides 4) Migração dos núcleos para os esterigmas 5) Extremidades dos esterigmas alargam-se 6) Cada região alargada contém um núcleo haplóide basidiósporos dependem do vento para dispersão Diferentemente dos ascósporos, são produzidos na porção externa do basídio = EXÓGENOS Micélio terciário: micélio que forma basidiomas (estruturas produtoras de esporos nos Basidiomycetes), também é dicariótico basídio esterigma basidiósporos basídios basidiósporos hifa dicariótica -Maioria das espécies possui basídios não septados, com 4 basidiósporos, posicionados sobre os esterigmas exceção: fungos gelatinosos, que possuem basídios septados Ordens são distintas de acordo com o formato dos basídios Principais ordens: Tremellales, Auriculariales, Dacrymycetales Classe Basidiomycetes Himenomicetos: produzem basidiósporos em camada fértil distinta, o himênio, expostos antes da maturação dos esporos. ex: cogumelos comestíveis, cogumelos venenosos, fungos coralóides, dentiformes e orelhas-de-pau. Gasteromicetos: também produzem basidiósporos no himênio, porém não exposto antes da maturação dos esporos. ex: estrelas-da-terra, cogumelos mal-cheirosos, falsas trufas, ninhos-de-passarinho. Estrelas-da-terra: camada externa do perídio se dobra para trás e expõe a massa de esporos Fungos malcheirosos: desenvolvem-se abaixo da superfície, na maturidade emergem o estipe e píleo apical (= gleba, porção fértil) 4) Puffballs: bolotas que liberam “nuvens” de basidiósporos quando tocados 3) Ninhos de passarinho: iniciam desenvolvimento como bolotas, mas sofrem desintegração de estruturas internas Calvatia gigantea “Puffball” = gasteromiceto Basidiomicetos encontrados na serrapilheira da Reserva Ducke - Amazônia Classe Teliomycetes: - “ferrugens” (fitopatógenos) - Caracteristicamente não formam basidiomas esporos aglomerados = soros (estes esporos são chamados de uredósporos e teliósporos - fases distintas) - Características: formam hifas dicarióticas e basídios septados - Ciclos de vida complexos! podem ser parasitas obrigatórios ou facultativo - Exemplo: Puccinia graminis - são parasitas de angiospermas (atacam ca. 4.000 spp.) - Popularmente conhecidas como “carvão” massa de teliósporos, escura e pulverulenta - Ex.: Ustilago maydis, U. avenae, Tilletia tritici - Formam basídios septados Classe Ustomycetes Fungos conidiaisFungos conidiais =Deuteromicetos = “=Deuteromicetos = “Fungi Imperfecti” Fungi Imperfecti” - agrupamento artificial, de aprox. 15.000 spp SOMENTE FASE ASSEXUADA É CONHECIDA! (OU NÃO É UTILIZADA NA CLASSIFICAÇÃO) - nestes fungos o estádio sexual: i) perdeu-se na história evolutiva do grupo ii) ainda é desconhecido iii) não pôde ser usado devido à semelhança das estruturas que produzem conídios com outros fungos conidiais - Baseando-se nas características gerais: muitos deuteromicetos têm fase assexuada com conídios ascomicetos??? outros possuem hifas septadas e com ansas basidiomicetos??? ? - Como não possuem fase sexuada, a reprodução parassexuada (dicariose) proporciona flexibilidade genética e evolutiva aos deuteromicetos - Principais exemplos: 1) Fitopatógenos: causadores de antracnose 2) Várias espécies de Penicillium (P. camemberti, P. roqueforti, etc…) na indústria alimentícia e farmacêutica 3) Várias espécies de Aspergillus alimentício: A. oryzae e A. soyae missô, shoyu, saquê micotoxina: A. flavus e A. parasiticus aflatoxinas Obrigada pela atenção! 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