Botânica aula2 fungos

Botânica II (Criptógamas)

Aula 2 Fungos

- Caracterização geral - Myxomycota - Oomycota

Prof. MSc. Allan Pscheidt

Mykes = cogumelo logos = estudo

Fungi: Cogumelos, bolores, leveduras, líquens, etc.

Mais de 70.000 spp. descritas; estimativas de mais de 1.5 milhões

Micologia

Grupo robusto, com vários representantes em virtualmente todos os nichos da TERRA

O maior organismo da TERRA é um fungo!

Armillaria ostoyae “Cogumelo de mel”

(Oregon, EUA – 2000)

Área : 9.000 km2 (aprox. 1.600

campos de futebol)

Peso: 605 toneladas

Idade: entre 2400 a 8000 anos

Tradicionalmente os fungos tem sido estudados por

botânicos, embora sejam TODOS ACLOROFILADOS!

Atualmente, a filogenia

molecular demonstrou que eles

são muito mais próximos de

ANIMALIA que PLANTAE

Bacteria

Archaeabacteria

Eukarya

Árvore evolutiva universal determinada pela comparação de sequências do RNA

ribossômico. Os dados apoiam três domínios: Bacteria, Archaeabacteria

(ambos procariotas) e Eukarya (eucariota).

O enraizamento e as relações entre as principais linhagens ainda é controverso. Monofiletismo

de Archaea é incerto.

Árvore da vida

Considerados vegetais até 1969 (Reino Fungi)

• Fotossíntese

• Celulose

• Amido

• Substâncias quitinosas

• Heterotróficos

# Plantas

= Animais

Importante saber...

• São alimentos e auxiliam na produção de alimentos

• Associações simbióticas: Micorrizas (em aprox. 80% das plantas); Líquens;

Formigas (jardins de fungos); alguns Endofíticos...

• Decompositores

• Causam doenças

• Curam doenças

Micorrizas

A mais comum e a mais importante

simbiose mutualista do grupo das

plantas.

Beneficiam as hospedeiras pelo

aumento da habilidade da planta na

absorção da água.

Endomicorrizas

penetram nas células da raiz

Ectomicorrizas

circundam as células da raiz

MICO = fungo e RIZA = raiz

Decompositores

Fundamentais para os ecossistemas, sendo os decompositores primários da

matéria orgânica e responsáveis pela reciclagem dos nutrientes

Fungos e bactérias vêm decompondo a matéria orgânica ca. de 2 bilhões de

anos, liberando nitrogênio, fósforo... nutrientes para a vida!

Sem decomposição, esses elementos ficam retidos

Fermentação

Leveduras

(Saccharomyces spp.)

Açúcar Álcool

ALIMENTAÇÃO

Consumo de carboidratos Liberação de gás carbônico

Doenças

Infecções internas aos tecidos:

- Pneumocystis (tipo de pneumonia)

Micoses superficiais:

- Candida albicans (candidiase)

Esporos nos ar- alergias

Plantas

- Ferrugens do café, cana de acúçar

Biorremediação

• Degradação de substâncias (p.e. Inseticidas, herbicidas, efluentes industriais, etc.)

Tóxicos ou Comestíveis?

Amanita phalloides 90% dos envenenamentos por cogumelos anuais

Amanita caesarea comestível, nativo da Europa do Sul

Shiitake (Lentinula edodes): nativo do leste da Ásia. Brasil: início déc. 90.

Comestíveis

Penicillium roqueforti

Medicinais

Agaricus subrufescens

Cogumelo-do-sol

Problemas nomenclaturais:

- Agaricus blazei

- Agaricus brasiliensis

Amanita muscaria

Propriedades psicoativas e alucinógenas

Popularização: anos 60 e 70

Alexander Flemming (1928)

Pennicilium notatum vs. Staphylococcus aureus

Primeiro antibiótico a ser utilizado com sucesso

Antibióticos Penicilina

Espiritualidade

Círculo de fadas: alguns com 500 anos!

Cogumelos esculpidos em pedra,

América Central (1000 a 500 a.C.): Maias

Breve histórico da Micologia

1667: início estudos em Micologia

Observação em Microscópio ótico

Acreditava que surgiam das plantas

através de geração espontânea

Robert Hooke

Antonio Micheli

1729: descreveu e identificou ca. 900 spp.

Organismos independentes

Papel dos esporos

“Pai da micologia”

Fungos gr. Sphongos= esponja, latim= fungus

Organismos eucarióticos, macro ou microscópicos,

que se reproduzem por esporos, heterotróficos, produzem enzimas

extracelulares e se alimentam por absorção.

Procariontes

Eucariontes

Whittaker 1969 – Sistema de Classificação dos Seres Vivos – Os 5 reinos

• Hawksworth et al. (1983):

– Reino Fungi

Divisão Myxomicota (incl. Myxomycota)

Eumycota (incl. Oomycota, Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota)

• Hawksworth et al. (1995): dispersos em 3 reinos distintos

– Reino Fungi (incl. Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota)

– Reino Chromista (incl. Oomycota)

– Reino Protozoa (incl. Myxomycota)

Classificação (tradicionais)

Classificação (atual - 2011)

Baldauf et al 2003.

Fungi sensu lato não é monofilético!

Características básicas dos fungos

• Eucarióticos, não vasculares, terrestres

• Nutrição por absorção (aclorofilados e heterotróficos)

• Não formam tecidos verdadeiros

• Maioria filamentosa, minoria unicelular

Filamentos Hifas

• Parede celular contendo quitina

• Reserva na forma de glicogênio

• Reprodução através de esporos meióticos (sexual) e mitóticos (assexual)

Hifas: maioria divididas por

paredes transversais (septos)

Com septos: septadas

Sem septos: asseptadas ou cenocíticas

(contendo citoplasma comum)

Hifa septada Hifa cenocítica

Septos perfurados por poro central: protoplasto contínuo

• Parede celular rígida: não são capazes de fagocitose

• Digestão extracelular: secreção de enzimas

• Enzimas (amilases, celulases, proteases, lipases)

quebram polímeros e liberam monômeros

• Os monômeros são absorvidos (ápice da hifa) para o

interior da célula

• Glicogênio: principal polissacarídeo de reserva

(como em animais e bactérias)

• Hifas especializadas: rizóides ou haustórios

São organismos HETEROTRÓFICOS (saprófitos, parasitas ou mutualistas)

Adaptação morfológica que permite explorar ao máximo o ambiente para buscar nutrientes

rizóides

Melanpsora lini

Mitose e Meiose diferentes...

• Divisão nuclear característica

• ≠ de plantas e animais

• Carioteca “estrangula-se”

próximo ao ponto mediano entre

os dois núcleos filhos

• Não possuem centríolos, formam

estrutura típica: corpos

centriolares (centros

organizadores de microtúbulos

durante a mitose e meiose)

Reprodução assexuada

Vegetativa

Não há formação de células especializadas

Gemação ou brotamento

Fissão

Fragmentação de hifas

Pequenas protuberâncias laterais surgem da célula mãe, o núcleo divide-se em dois e um deles migra para o

broto, que se separa originando um novo indivíduo

Reprodução assexuada

Espórica

Formação de esporos: elementos uni ou pluricelulares altamente

especializados, capaz de resistir às condições adversas

Formados em esporângios sustentados por esporóforos, hifas especializadas

Esporóforo

Esporângios

Esporos

Formação de estruturas especializadas: gametângios femininos e masculinos

Fusão de corpos diferenciados originando esporos especializados:

zigósporos, ascósporos e basidiósporos

Reprodução sexuada

3 fases distintas

meiose

cariogamia (fusão dos núcleos)

plasmogamia (fusão dos protoplastos)

Amebozoa

• Fortemente sustentado

• Inclui diversos grupos de

Amebas além de outros

grupos de relacionamento

incerto…

• Os mais “dramáticos”:

myxomycetes

• Esses grupos já foram

inseridos entre as

plantas, animais e

fungos.

Baldauf et al 2003.

Myxomycota (myxo: secreção viscosa myketes=fungos

“Slime molds”, “Mofos gelatinosos”

Ca. 700 spp.

Condições apropriadas: vivem como massas finas

e deslizantes de protoplasma, que se movem de

forma amebóide

Englobam e digerem bactérias, leveduras, esporos

de fungos e partículas de decomposição animal ou

vegetal

Sem parede celular

protoplasma “nu” plasmódio

Divisão nuclear: repetida e sincronicamente

3 estágios: Plasmódio, Esporângio e Esclerócio

Plasmódio: fase somática móvel

- Pode crescer muito, cobrindo vários m² e pesar até 30 gramas

- Borda do plasmódio é uma fina camada de gel separada do substrato apenas pela membrana

plasmática e uma bainha mucilaginosa


Esporângio: fase reprodutiva, produz esporos com parede celular (celulose) Plasmódio sem movimento origina esporângios inúmeros montículos Cada montículo = 1 esporângio no topo de um pedúnculo Frequentemente ornamentado!


Esporos resistentes germinação após 60 anos!

• Promovem: • Recombinação genética • Sobrevivência em condições adversas

• Formam amebas ou gametas flagelados


Se não forma montículos = Plasmodiocarpo = Grande esporângio


Esclerócio: fase resistente (quando o habitat seca)

Vistos em madeira queimada como manchas amareladas ou alaranjadas


Plasmódio • multinucleado • massa móvel do protoplasma conectada por plasma • membrana celular presente, parede celular ausente • geralmente reticulado

Ameba (“protozoário”) • célula tipicamente uninucleada • unicelular • parede celular ausente • capaz de alterar a forma


Nutrição

• O substrato é de menor importância para a

nutrição dos mixomicetes, eles não se alimentam

do substrato.

• Fonte de alimentos: esporos, fungos, bactérias,

protozoários que vivem sobre o substrato e

servem de nutrição para a fase amebóide, que

os fagocita.

• A umidade e temperatura são fatores

importantes para a maioria das espécies e

influenciam no ciclo de vida e na produção da

fase reprodutiva (esporóforo).


Myx

om

yc

ota

REPRODUÇÃO: 3 fases (Plasmogamia, Cariogamia, Meiose)

HETEROKONTES

ORGANISMOS PORTANDO

CÉLULAS COM 2 FLAGELOS:

1 CURTO LISO E 1 LONGO

COM PELOS TRIPARTIDOS.

• “Fungos aquáticos” (poucos terrestres)

• Ca. 700 spp

• Parede celular: celulose ou polímeros

semelhantes

• Unicelulares ou filamentosos

(lembram hifas)

• Maioria sapróbios (detritívoros)

• 2 flagelos

• Reprodução sexuada (oogâmica) e

assexuada (zoósporos móveis)

Oomycota (oo= ovo + myketes=fungo)

Raven et al 2001

Gameta feminino

Gameta masculino

TALO: em geral filamentoso (característica que os confunde com os fungos

verdadeiros), de duas formas:

HOLOCÁRPICO talo inteiro se converte em estruturas reprodutivas

EUCÁRPICO (maioria das espécies)

órgãos reprodutivos formam-se em apenas uma parte do talo

Oomycota

Talo vegetativo é diplóide (fungos verdadeiros têm núcleos

haplóides).

Mitocôndrias com cristas tubulares, como as de plantas e

animais (fungos verdadeiros têm mitocôndrias com cristas

achatadas).

Complexo de Golgi com múltiplas cisternas (nos fungos

verdadeiros existe apenas uma cisterna).

Biologia celular de Oomycetes: algumas diferenças com os fungos verdadeiros...

Oomycota

REPRODUÇÃO OOMYCOTA – assexuada e sexuada

Saprolegnia: homotálicos (♂ e ♀ no mesmo indivíduo)

Raven et al 2001

Oogônio: produz

oosferas

Anterídio: núcleos

masculino

Assexuada- zoósporos móveis

Sexuada- oogâmica

Oo

myc

ota

• Patógenos de plantas (terrestres)

Fo

to:

F.R

. B

ap

tist

a

Foto

: J.

G.

Töfo

li

Folhas necrosadas por Bremia lactucae

Raízes necrosadas por Pythium dissotocum

Epiderme Zoósporos

Raven et al 2001

Oomycota

• Pitiose: Pythium insidiosum

• Marques et al. 2006: Relato do primeiro

caso de infecção humana no Brasil

Oomycota

Science

Botânica aula2 fungos