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FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação 1.

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1 FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação 1

2 1. Introdução MICOLOGIA = mykes + logos, ou mais corretamente, MICETOLOGIA ( myceto ) Primeiro relato: Pier Antonio Micheli (1729): documento Nova Plantarum Genera Atual: Cerca de espécies descritas Estimativas: 1,5 milhão de espécies 2

3 * organismos eucarióticos * aclorofilados * apresentando nutrição absortiva * reprodução sexuada ou assexuada * com parede celular * estruturas somáticas (unicelulares, vegetativas filamentosas e ramificadas) 2. Definição 3

4 4 Hifas Micélio Unicelulares

5 Micologia: ca. 250 anos Manifestações do grupo são conhecidas desde a antiguidade: * vinho * pão * cerveja * uso de fungos na medicina Como nossas vidas estão intimamente ligadas aos fungos; a significância da descoberta da Penicilina 3. Importância 5

6 3.1. Decomposição da matéria orgânica * atividade de maior importância global * principais agentes de decomposição em florestas: - celulolíticos - ligninolíticos * liberação de nutrientes para as plantas 3.2. Destruição de produtos * madeira: postes, estradas de ferro, navios, casas, etc. * outros materiais: tecidos, lentes, discos, etc. 3. Importância 6

7 7

8 3.3. 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 3. Importância 8

9 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) 9

10 3.4. Antibióticos e outros medicamentos * penicilinas: Penicillium chrysogenum * cefalosporinas: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum 3.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China; a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão Importância3. Importância 10

11 Agaricus bisporus, o champignon de Paris Tuber melanosporum, a trufa negra Cogumelos comestíveis 11 Shiitake Shiimeji

12 Pleurotus ostreatus, cogumelo ostra Laetiporus sulphureus, galinha da floresta Cogumelos comestíveis 12 Morchella esculenta Boletus edulis, porcini

13 3.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 3. Importância 13 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

14 3.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja 3. Importância 14

15 Microrganismos na produção de alimentos 15 Fermentação de produtos lácteos Queijo Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie Pães Saccharomyces cerevisae

16 Microrganismos na produção de alimentos 16 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.)

17 Microrganismos na produção de alimentos 17 Vegetais fermentados Molho de soja – Aspergillus oryzae, Pediococcus soyae, Saccharomyces spp., Torulopsis spp. Miso – Aspergillus oryzae Tempeh – Rhizopus spp. Tofu e Sofu – Mucor spp.

18 3. Importância 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 3.9. Doenças de plantas * perdas econômicas e sociais * extinção de espécies em escala regional * controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas) Psoriase

19 3.10. Simbiontes * ectomicorrizas * micorrizas arbusculares * endófitos * artrópodes * líquens 3. Importância 19

20 Líquens - atividade antibacteriana - veneno para flechas (índios EUA) - corantes (índios EUA) - geléias na Turquia - condimento para pães no Egito - ingrediente de perfumes finos 20

21 3.11. Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys 3. Importância 21

22 3.12. Doenças no homem e animais * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. Candidíases, criptococose, blastomicose Pneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos 3. Importância 22 Blastomicose (Paracoccidioides brasiliensis)

23 3.13. Alergias * esporos 3. Importância 23 Esporos

24 3.14. Modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade) 3. Importância 24

25 4. Características gerais 4.1. Nutrição absortiva * enzimas extracelulares (exoenzimas) * quebra de diferentes moléculas insolúveis: - carboidratos - lipídeos * grande variedade de produtos metabolizados * necessidade de água livre: difusão 4.2. Temperaturas de crescimento * ótima: 25-30ºC * mínima: 10ºC * máxima: 40ºC algumas espécies termófilas (> 50ºC) e psicrófilas (< 0ºC) 4.3. pH:

26 4.4. Oxigênio * aeróbios (maioria) * anaeróbios facultativos: respiração e fermentação * anaeróbios obrigatórios: fermentativos obrigatórios 4.5. Luz * desnecessária para o crescimento somático * pode ser importante para indução de estruturas reprodutivas * orientação dos esporóforos para descarga dos esporos 4.6. Modo de vida os fungos são organismos quimiorganotróficos: * saprófitas * parasitas * simbiontes * predadores 4. Características gerais 26

27 4.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio 4. Características gerais 27 Fonte: D.A. Klein and M.W. Paschke. Filamentous Fungi: The Indeterminate Lifestyle and Microbial Ecology. Microbial Ecology, 2004

28 4.7. Estrutura somática * leveduras: sem micélio ou dimórficas 4. Características gerais 28 Candida albicans Saccharomyces cerevisiae

29 4.8. Septo * hifas septadas * hifas desprovidas de septos: micélio cenocítico 4. Características gerais 29 Hifa septada Hifa cenocítica

30 4.9. Parede celular * forma da hifa * proteção * reconhecimento: processo sexual, simbioses * microfibrilas localizadas na parte interna, embebidas numa matriz amorfa -glucanos e quitina -glucanos e glicoproteínas * não tem celulose apesar de eucariótico (mas tem ergosterol) 4. Características gerais 30

31 4.10. Organelas * núcleos: pequenos e muito maleáveis * mitocôndrias: forma de bastonetes com cristas achatadas * ribossomos * retículo endoplasmático * complexo de Golgi * citoesqueleto: tubulina e actina (?) * vacúolos 4. Características gerais 31

32 5. Reprodução 5.1. 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 32

33 5. Reprodução assexuada conídios conidióforo Aspergillus niger conídios 33

34 5. Reprodução assexuada esporangiósporos esporângio esporangiósporos 34

35 5. Reprodução assexuada zoósporos Zoosporângio 35

36 5. Reprodução sexuada 5.2. Reprodução sexuada * esporos * formação, ou não, de estruturas especializadas * plasmogamiacariogamia haplóide diplóide 36 Plasmogamia = fusão de gametas Cariogamia = fusão de núcleos

37 5. Reprodução sexuada 37 Reprodução assexuada Reprodução sexuada

38 5. Reprodução sexuada Zigósporos de Zygomycota 38

39 5. Reprodução sexuada Asco com ascósporos ascósporo 39

40 5. Reprodução sexuada basidiósporos 40

41 6. Classificação Reino Fungi atual (com base nos estudos moleculares de Woese, 1977): grupo monofilético 41

42 42 CHYTRIDIOMYCOTA NEOCALLIMASTIGOMYCOTA MICROSPORIDIA BLASTOCLADIOMYCOTA GLOMEROMYCOTA ASCOMYCOTA BASIDIOYCOTA 6. Classificação: 7 FILOS

43 Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote) 43

44 Filo Chytridiomycota Habitat * águas doces e salgadas (estuários) * solo * trato digestivo de mamíferos herbívoros Modo de vida * saprófitas * parasitas * simbiontes 44

45 Filo Ascomycota 45

46 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 46

47 Filo Ascomycota 47 Ascas Ascósporos

48 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 48

49 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 49

50 Mais de espécies descritas Grupo grande e diverso, incluindo desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu Filo Basidiomycota 50

51 Filo Basidiomycota 51

52 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) 52


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