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FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação 1.

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1 FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação 1

2 Introdução MICOLOGIA (gramática grega) ou MICETOLOGIA História indica que a primeira civilização, os Mycenianos (Mycena, Grécia) foram nomeados a partir de um fungo Mycena, Grécia Mycena meliigena home.online.no

3 Introdução Primeiro relato: Pier Antonio Micheli (1729) – documento Nova Plantarum Genera Atual: cerca de espécies descritas Estimativas: 1,5 a 5,1 milhões de espécies (Hawksworth 2001, Kirk et al. 2001, Blackwell, 2011) 3 ontariowildflower.com

4 Micologia/micetologia: ca. 250 anos Manifestações do grupo são conhecidas desde a antiguidade: * vinho * pão * cerveja * uso de fungos na medicina Introdução theglobalgourmand.blogspot.cominkart.com

5 Importantes em rituais religiosos: incas, maias, outros povos indígenas Brodie (1978): Fungi – Delight of curiosity Findlay (1982): Fungi: Folklore, Fiction and Fact Introdução remainsofthedesi.wordpress.com ethnicdenim.com

6 Introdução Utilizados em capacetes de guerra devido a bioluminescência: essa condição foi evidenciada ainda na época de Aristóteles (384 a 322 AC)

7 Introdução Utilizados em capacetes de guerra devido a bioluminescência: essa condição foi evidenciada ainda na época de Aristóteles (384 a 322 AC)

8 Bioluminescência: reações dependentes do O 2 envolvendo substratos genericamente denominados de luciferans, catalisado por enzimas chamadas luciferases A interação entre os compostos gera produtos químicos instáveis A medida que são decompostos energia é liberada em forma de luz esverdeada ( nm) Tanto hifas quanto corpos de frutificação (especialmente esporos) emitem luz Comprovado em mais de 50 espécies de fungos, algumas onde a luz pode ser vista a mais de 40 metros, enquanto outros é possível ler à luz emitida pelos mesmos Introdução

9 Maior organismo vivo, no Oregon (EUA): Armillaria ostoyae – anos cobrindo área de ha, com peso de ± 650 toneladas Fatos interessantes: organismo

10 Laetiporus sulphureus na Inglaterra (55 kg) Fatos interessantes: cogumelos sealrevelation.blogspot.com

11 Calvatia no Canadá (270 cm de circunferência – 25 kg) Fatos interessantes: cogumelos

12 1. 1.Nutrição: heterotróficos absortivos produzindo enzimas hidrolíticas 2. 2.Estado vegetativo: no substrato com micélio estático 3. 3.Parede celular: normalmente presente com glucanas e quitina 4. 4.Estado nuclear: eucariótico, uni ou multinucleado, o talo sendo homo- ou heterocariótico, haplóide, dicariótico ou diplóide 5. 5.Ciclo de vida: simples, mas usualmente complexo 6. 6.Reprodução: pode ser sexual (fusão nuclear e meiose) e/ou parassexual (fusão nuclear seguida de de- diploidização) e/ou assexual (divisão mitótica) 7. 7.Propágulos: esporos microscópicos, móveis em alguns grupos 8. 8.Esporocarpos: micro- a macroscópicos, com diferentes formas 9. 9.Habitat: presentes em quase todos os ambientes Ecologia: saprotróficos, simbiontes, parasitas, hiperparasitas Distribuição: cosmopolita Definição e características

13 Hifas Micélio (conjunto de hifas) Unicelulares Hifa Estrutura somática

14 * hifas septadas * hifas desprovidas de septos: micélio cenocítico Hifa cenocítica Septo Estrutura somática

15 * leveduras: sem micélio ou dimórficas 15 Candida albicans Saccharomyces cerevisiae Estrutura somática

16 Decomposição da matéria orgânica * atividade de maior importância global * principais agentes de decomposição em florestas: - celulolíticos - ligninolíticos * liberação de nutrientes para as plantas Destruição de produtos * madeira: postes, estradas de ferro, navios, casas, etc. * outros materiais: tecidos, lentes, discos, etc. Importância 16

17 17

18 Micotoxinas * ocratoxinas: Aspergillus ochraceous e Penicillium viridicatum - cereais - atrofia renal * aflatoxinas: Aspergillus flavus e A. parasiticus - grãos oleaginosos - câncer do fígado * fumonisinas: Fusarium moniliforme - milho - câncer do esôfago Importância 18

19 Claviceps purpurea Esporão do Centeio Bruxas de Salem: os julgamentos em 1692 levaram a várias execuções, e os sintomas indicam que o ergotismo foi o responsável. Sensações de formigamento ou picadas de formigas, distorções na face, paralisias, alucinações, ataques convulsivos e demência. Todos esses sintomas são consistentes com aqueles de vítimas de ergotismo. ( Mary Matossian: "Poisons of the Past", 1991) 19

20 Antibióticos e outros medicamentos * penicilinas: Penicillium chrysogenum * cefalosporinas: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China; a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão Importância 20

21 Agaricus bisporus, o champignon de Paris Tuber melanosporum, a trufa negra Cogumelos comestíveis 21 Shiitake Shiimeji

22 Pleurotus ostreatus, cogumelo ostra Laetiporus sulphureus, galinha da floresta Cogumelos comestíveis 22 Morchella esculenta Boletus edulis, porcini

23 Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede Importância 23 Stachybotrys chartarum Problemas de saúde relacionados a casas e edifícios (sick building syndrome) : surto de hemorragia pulmonar em crianças de Cleveland, Ohio, cujas casas tinham esse fungo crescendo nas paredes. Amanita muscaria

24 Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja Importância 24

25 Microrganismos na produção de alimentos 25 Fermentação de produtos lácteos Queijo Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie Pães Saccharomyces cerevisae

26 Microrganismos na produção de alimentos 26 Bebidas alcoólicas Cervejas: produção de >100 bilhões de litros por ano mundialmente (U$ 300 bilhões) usando Saccharomyces cerevisae e outras Vinho: fermentação usando S. cerevisae Vinagre : fermentação a álcool ( S. cerevisae ) e em seguida a ácido acético ( Acetobacter e Gluconobacter ) ou conversão direta a acetato ( Clostridium spp.)

27 Microrganismos na produção de alimentos 27 Vegetais fermentados Molho de soja – Aspergillus oryzae, Pediococcus soyae, Saccharomyces spp., Torulopsis spp. Miso – Aspergillus oryzae Tempeh – Rhizopus spp. Tofu e Sofu – Mucor spp.

28 Importância 28 Produtos de valor industrial * álcool * ergosterol (precursor da vitamina D - vegetarianos) * cortisona (inflamações, alergias, etc.) * enzimas: -amilases, renina (regula pressão arterial, celulase, catalase (degrada H 2 O 2 no processo respiratório) * ácidos orgânicos: fumárico (psoriase), láctico, cítrico * vitaminas do complexo B: leveduras * reguladores de crescimento de plantas: ex. giberelinas * surfactantes Doenças de plantas * perdas econômicas e sociais * extinção de espécies em escala regional * controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas) Psoriase Cortisona para tratamentos de artrite

29 Simbiontes * ectomicorrizas * micorrizas arbusculares * endófitos * artrópodes * líquens Importância 29

30 Líquens - atividade antibacteriana - veneno para flechas (índios EUA) - corantes (índios EUA) - geléias na Turquia - condimento para pães no Egito - ingrediente de perfumes finos 30

31 Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys Importância 31

32 Importância 32 Doenças no homem e animais * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. candidíases, blastomicose, micetoma, histoplasmose, aspergilose, etc. Blastomicose (Paracoccidioides brasiliensis) Micetoma (Madurella mycetomi)

33 Importância 33 Alergias Esporos

34 Modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade) Importância 34

35 Características gerais Nutrição absortiva * enzimas extracelulares (exoenzimas) * quebra de diferentes moléculas insolúveis: - carboidratos - lipídeos * grande variedade de produtos metabolizados * necessidade de água livre: difusão Temperaturas de crescimento * ótima: 25-30ºC * mínima: 10ºC * máxima: 40ºC algumas espécies termófilas (> 50ºC) e psicrófilas (< 0ºC) pH:

36 Oxigênio * aeróbios (maioria) * anaeróbios facultativos: respiração e fermentação * anaeróbios obrigatórios: fermentativos obrigatórios Luz * desnecessária para o crescimento somático * pode ser importante para indução de estruturas reprodutivas * orientação dos esporóforos para descarga dos esporos Modo de vida os fungos são organismos quimiorganotróficos: * saprófitas * parasitas * simbiontes * predadores Características gerais 36

37 Parede celular * forma da hifa * proteção * reconhecimento: processo sexual, simbioses * microfibrilas localizadas na parte interna, embebidas numa matriz amorfa glucanos quitina * não tem celulose apesar de eucariótico (mas tem ergosterol) Características gerais 37

38 Parede celular en.wikipedia.org

39 Parede celular quitina quitosana en.wikipedia.org

40 Organelas * núcleos: pequenos e muito maleáveis * mitocôndrias: forma de bastonetes com cristas achatadas * ribossomos * retículo endoplasmático * complexo de Golgi * citoesqueleto: tubulina e actina (?) * vacúolos Características gerais 40

41 Reprodução Reprodução assexuada (somática) * somente plasmogamia (fusão de gametas) sem cariogamia (não há fusão de núcleos) * esporos produzidos mitoticamente * fragmentação de hifas * gemulação ocorre com mais frequência (várias vezes/estação) gerando maior número de indivíduos quantidade x variabilidade 41

42 Reprodução assexuada conídios conidióforo Aspergillus niger conídios 42

43 Reprodução assexuada esporangiósporos esporângio esporangiósporos 43

44 Reprodução assexuada zoósporos Zoosporângio 44

45 Reprodução sexuada * esporos * formação, ou não, de estruturas especializadas * plasmogamiacariogamia haplóide diplóide 45 Plasmogamia = fusão de gametas Cariogamia = fusão de núcleos

46 Classificação Reino Fungi atual (com base nos estudos moleculares de Woese, 1977): grupo monofilético 46

47 47 CHYTRIDIOMYCOTA NEOCALLIMASTIGOMYCOTA MICROSPORIDIA BLASTOCLADIOMYCOTA GLOMEROMYCOTA ASCOMYCOTA BASIDIOYCOTA 6. Classificação: 7 FILOS

48 Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote) 48

49 Filo Chytridiomycota Habitat * águas doces e salgadas (estuários) * solo * trato digestivo de mamíferos herbívoros Modo de vida * saprófitas * parasitas * simbiontes 49

50 Filo Ascomycota 50

51 Filo Ascomycota Grupo complexo e diversificado, com mais de espécies Características gerais * micélio septado (apocítico) * septos com poros simples, fechados pelos corpos de Woronin ou outras organelas septais * estágio dicariótico * parede celular: quitina e -1,3-glucanas * presença de ascas: estruturas contendo ascósporos 51

52 Filo Ascomycota 52 Ascas Ascósporos

53 Filo Ascomycota Habitat: extremamente variado * solo * água * plantas * animais Modo de vida * saprófitas: decompondo os mais diferentes tipos de materiais: excrementos, madeira, folhas, fermentativos * parasitas: plantas (os mais importantes), insetos (CB), peixes * simbiontes: líquens, ectomicorrizas Importância: * produção de antibióticos ( Penicillium chrysogenum ) * doenças: plantas, animais ( Pneumocystis carinii ) * micotoxinas ( Aspergillus spp.) * espécies comestíveis de alto valor: trufas 53

54 Filo Ascomycota Reprodução: Assexual * fissão binária ou gemulação: leveduras * fragmentação * formação de esporos assexuais: conídios Sexual * formação de ascósporos no interior de ascas * fusão de gametas iguais: leveduras * ocorrência de órgãos sexuais especializados - fusão de gametas diferentes: anterídio e ascogônio * formação de ascocarpos 54

55 Mais de espécies descritas Grupo grande e diverso, incluindo desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu 55 Filo Basidiomycota

56 56

57 Filo Basidiomycota Habitat: fungos essencialmente terrestres * solo * plantas * animais * madeira Importância * comestíveis * venenosos * produtos secundários: aromas Modo de vida * decompositores: principais agentes de decomposição de celulose e lignina * simbiontes: ectomicorrizas * patógenos: principalmente de plantas (ferrugens, carvões) 57


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