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Vegetais inferiores?
Vegetais inferiores
Reino no. de espéciesMonera bactérias 20000
(cianobactérias)
Protista algas 33000protozoários
Mycetae fungos 77000Mycetae fungos 77000
Plantae plantas 40 000(400 000)
Animalia animais
Vegetais inferiorescianobactérias
- procariontes- formam florações em corpos d´água (alta
densidade de células)- florações frequentemente tóxicas- acumulam toxinas potentes- fonte de novos produtos naturais com
interessante atividade biológicainteressante atividade biológica
DolabellaN
NN
N
O
O
OCH3O
N
OOCH3
N
SHH
Simplostatina
Vegetais inferioresfungos
• saprófitas• aplicação bioteclógica – cervejaria,
panificação, produção de queijos• responsáveis por enormes prejuízos na
agricultura• fonte de produtos naturais com • fonte de produtos naturais com
interessante atividade biológica (antibióticos, ciclosporina)
• principais responsáveis por mortes por infecção hospitalar
Vegetais inferioresalgas eucarióticas
• grupo heterogêneo de organismos que têm em comum a capacidade de realizar fotossíntese
• aplicações biotecnológicas (agar-agar, alginato)
• podem formar florações tóxicas • podem formar florações tóxicas (ex: marés vermelhas)
• algumas algas verdes já incorporadas no reino Plantae
Vegetais inferioresplantas avasculares
plantas vasculares sem sementes
CIANOBACTÉRIAS
sinônimos:cianofíceascianoprocariontes
bactérias que realizam fotossíntese com
nome vulgar: algas azuis
MicrocystisMicrocystisMicrocystisMicrocystis
OscillatoriaOscillatoriaOscillatoriaOscillatoriaAnabaenaAnabaenaAnabaenaAnabaena
bactérias que realizam fotossíntese com liberação de O2.
primeira descrição de cianobactéria feita por
Linnaeus em 1755
• estima-se que o Sistema Solar tenha sido formado a 4,5 bilhões de anos atrás.
• fósseis dos primeiros microorganismos datam de 3,5 bilhões de anos.
• organismos pioneiros na
Breve histórico
• organismos pioneiros na terra (2,8 – 2,5 bilhões de anos)
• responsáveis pela formação da atmosfera atual, enriquecida com O2
http://imaginationconversion.
wordpress.com/2008/03/07/str
omatolites-are-our-parents-if-
you-believe-that-sort-of-thing/
stromatolitos
água doce
Colonizam todo tipo de ambiente
http://www.hickerphoto.com/yello
w-cyanobacteria-16840-
geiser Sapphire, Nova Zelândia
http://www.sbes.stir.ac.uk/research/cehh/projects.html
http://www.uni-kl.de/FB-Biologie/Botanik/bsc_antarktis.htm
rochas
pictures.htm
sedim
ento
mar
solos
Como reconhece-las
http://www.microscopy-
uk.org.uk/mag/indexmag.html
Nostoc
Nostoc
http://www.rbgsyd.nsw.gov.au/sc
ience/current_research/australia
n_freshwater_algae2/algpic/cyan
obacteria?SQ_DESIGN_NAME
=printer_friendly
uk.org.uk/mag/indexmag.html
?http://www.microscopy-
uk.org.uk/mag/artoct01/pjnos
toc.html
Oscillatoria
Diversidade morfológica
http://www.dr-ralf-wagner.de/Blaualgen.html
Diversidade morfológica
células vegetativas
células especializadas• formam-se a partir de
células vegetativas
acinetos• formação induzi-
da por estresse abiótico
• fotossintetica-mente inativos
• capaz de sobre-viver a condições
heterocitos• sítio de fixação de N2• no. depende da
disponibilidade de nutrientes no ambiente
• fotossinteticamente inativos
• contém cianoglobina
• fotossinteticamente ativas
• divisão celular ativa
viver a condições adversas (acúmu-lo de reservas)
• divisão celular induzida por ambi-ente favorável
• contém cianoglobina (sequestra O2)
• divisão celular inativa• tempo de vida limitado
heterocito
acineto
Diversidade morfológica
filamentosas
http://www.dr-ralf-wagner.de/Blaualgen.html
unicelularesde vida livre/coloniais
• Seção I: Chroococales - cocóides que se multiplicam por divisão binária;
• Seção II: Pleurocapsales - cocóides que se multiplicam por fissão múltipla;
• Seção III: Oscillatoriales - filamentos simples
Classificação segundo a taxonomia bacteriológica:(baseia-se na descrição de cultivos axênicos)
I
II
III• Seção IV: Nostocales - filamentos simples
que possuem heterocitos e acinetos;
• Seção V: Stigonematales - filamentosas ramificadas que possuem heterocitos e acinetos.
Classificação baseada na morfologia.
Está em revisão!
III
IV
V
bainha de mucilagem
Ultra-estrutura celularcélula vegetativa
membranas detilacóides
bainha de mucilagem
plasmalema
ficobilissomas
grânulos de glicogênio
parede celular
PB – corpos de polifosfatoPh – carboxissomasR – ribossomosG – vacúolos gasososD – DNASG ou CPG – grânulos de cianoficina
Ultra-estrutura celularcélula vegetativa
bainha de mucilagem:• não é formada por todos os gêneros• formação também depende das
características do ambiente• protege as células contra
dessecação• contribui para o
http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274
• contribui para o deslizamento/deslocamento das células
parede celular:• semelhante à de bactérias Gram
negativas
Ultra-estrutura celularcélula vegetativa
Protoplasma –
DNA circularribossomosmembranas de tilacóides:• aparato de captação de luz
grânulos de glicogênio:grânulos de glicogênio:• polímero de glicose• reserva de C para a célula
grânulos de cianoficina:• polímero de ác. aspártico e arginina • reserva de N para a célula
corpos de polifosfato• reserva de P para a célula
Ultra-estrutura celularcélula vegetativa
carboxissomos:• estruturas com alta concentração de ribulose-1,5-bisfosfato
(fixação de C durante a fotossíntese)
vacúolos gasosos• vesículas contendo gás, recobertas por proteína• regulam a posição da célula na coluna d´água• regulam a posição da célula na coluna d´água
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
Ultra- estrutura celularcélulas especializadas
heterocito
acineto
Células resistentes a condições adversas do ambiente
• parede celular espessa• tilacóides com fotossistema
inativo• contém grânulos de cianoficina
grânulos de
cianoficina
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
células especializadas na fixação de N• parede celular espessa• sistema de membranas internas
abrigam a nitrogenase• ligados às células vegetativas
através de poros
Diversidade metabólica
Fotoautotróficos: organismos que crescem apenas na presença de luz em meio inorgânico
Quimioheterotróficos facultativos: organismos capazes de viver em ambiente sem luz em meio contendo fonte de C orgânico ou fototróficamente na luz
Diversidade metabólicacaptação de luz
MgMgMgMg
CH3
CCCCHHHH3333 CCCCHHHH3333
CCCCHHHH3333 CCCCHHHH3333CCCCHHHH3333
CCCCHHHH3333
pigmento principal: clorofila apigmentos assessórios:• carotenóides• ficocianinas• ficoeritrinas
CCCCHHHH3333CCCCHHHH3333ββββ ---- carotenocarotenocarotenocaroteno
HHHH HHHH HHHH HHHH
CHCHCHCH3333C
HCHCHCH3333C
HCHCHCH3333
COOH
COOH
COOH
COOH
HOOC
HOOC
HOOC
HOOC
OOOO
CCCCHHHH3333CCCCHHHH3333
CCCCHHHH3333
OOOO NNNN NNNN NNNN NNNN
ficocianinaficocianinaficocianinaficocianina
clorofila a
Diversidade metabólicacaptação de luz
Pigmento principal:• clorofila a
Pigmentos acessórios:• ficoeritrina • ficocianina• carotenóides
A presença de ficocianina e ficoeritrina permite a colonização de maiores
profundidades.
Reprodução
assexuada
sexuada• muitas cianobactérias são naturalmente competentes• não foi relatada conjugação na natureza
http://www.microscopy.org/education/projectmicro/
Formas de vida
vida livreplantasfungosanimais
vida associada
Cycas
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
vida livre
tunicata
líquem
Cycas
http://www.anbg.gov.au/bryophyte/
Anthocerotophyta
Formas de vidavida associada a plantas
campo de arroz
Associação com vários tipos de plantasFilos: Anthocerotophyta
Pteridophyta (Azolla)CycadophytaAntophyta (Gunnera)
*
*
*
Gunnera
Azolla
Associação com gêneros fixadores de N2 (Nostoc*)
A cianobactéria troca compostos nitrogenados por abrigo e outros compostos com a planta.
associação utilizada para aumentar a produtividade na agricultura e piscicultura.
*
Formas de vidavida associada a animais
• frequentemente associadas a animais marinhos• associação percebida através da busca de
metabólitos secundários biologicamente ativos para a produção de fármacos
tunicata
??
a arquitetura da esponja permite que as espículas conduzam luz possibilitando a colonização de cianobactérias também no seu interior (J. Exp. Mar. Biol Ecol, 2008, 367:61)
esponjas
Formas de vidavida associada a fungos
Peltula
Anema
cerca de 8% dos líquens são associações entre fungos e cianobactérias
organismos altamente resistentes a condições adversas de temperatura e
http://www.uni-kl.de/FB-Biologie/Botanik/phylo_tax_lichens.htm
Leptogium
adversas de temperatura e disponibilidade de água
sensíveis à poluição
Florações de Cianobactérias
- não tóxicas- tóxicas
o que são ?
Sua freqüência vem aumentando !!
Prejuízos causados também !!!
Cianotoxinas
hepatotoxinas
N NH HN NH
O
O
H HOH
O3SO
H NH
+
HNCH3
O
HN
N N
OH2N
O
RN NH
NH
NH
HH
HN
O
NNH
O
O
NH
N N
NH
NH2
O
OO
HN
HN
COOH
COOH
O
H
OMe
H H
Z X
divididas de acordo com os sintomas que provocam
β−N-metilamino-l-alanina
neurotoxinas
dermatotoxinas
HN O
POMe
O
HO
HN NHN
OH
OH
NNNN
NNNNNNNN
OOOO
OOOOHHHH
HHHH
HHHH
OOOOOOOOOOOO
OOOO
OOOOHHHHOOOO
OOOOBBBBrrrr
OOOOHHHH
OOOOMMMMeeeeOOOOHHHH
Toxinas potentes ! (dl baixa)Estruturas bem caracterizadasGrande diversidade estrutural Métodos de análise descritos
bbbb----NNNN----metilaminometilaminometilaminometilamino----llll----alaninaalaninaalaninaalanina–––– toxina presente na maioria das cianobactérias investigadastoxina presente na maioria das cianobactérias investigadastoxina presente na maioria das cianobactérias investigadastoxina presente na maioria das cianobactérias investigadas
• neurotoxina presente na maioria das espécies de cianobactérias
• amino ácido modificado – incorporado em proteínas• bioacumula• associada inicialmente à doença neuro degenerativa que
acomete a população de Guam que se alimenta farinha feita de cicas além de morcegos que se alimentam de suas sementes.
• associada recentemente à doença de Alzheimer e à esclerose lateral amiotrófica
http://www.ethnomedicine.org/research/QA.asp
SITES PARA CONSULTA:
cianobactérias:http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
algas, inclusive cianobactérias:http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274
Aplicações biotecnológicas
- Spirulina
biomassa
óleos
vitamina B
pigmentos
- Azolla fixação de N2
SpirulinaSpirulinaSpirulinaSpirulina