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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 ) Pier Antonio Micheli (1729): Nova Plantarum Genera Cerca de espécies descritas Estimativas: 1,5 milhão de espécies 2

3 Organismos eucarióticos Aclorofilados Apresentando nutrição absortiva Reprodução sexuada ou assexuada Estruturas somáticas (vegetativas filamentosas e ramificadas ou unicelulares) Com parede celular (ergosterol, quitina, etc.) 2. Definição 3

4 3. Características gerais 3.1. Nutrição absortiva * enzimas extracelulares (exoenzimas) * quebra de diferentes moléculas insolúveis: - carboidratos - lipídeos * grande variedade de produtos metabolizados 3.2. Temperaturas de crescimento * ótima: 25-30ºC * mínima: 10ºC * máxima: 40ºC algumas espécies termófilas (> 50ºC) e psicrófilas (< 0ºC) 3.3. pH: 4-7 4

5 3.4. Oxigênio * aeróbios (maioria) * anaeróbios facultativos: respiração e fermentação * anaeróbios obrigatórios: fermentativos obrigatórios 3.5. Luz * desnecessária para o crescimento somático * pode ser importante para indução de estruturas reprodutivas * orientação dos esporóforos para descarga dos esporos 3.6. Modo de vida os fungos são organismos quimiorganotróficos: * saprófitas * parasitas * simbiontes * predadores 3. Características gerais 5

6 3.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio * leveduras: sem micélio * dimórficos 3.8. Septo * hifas septadas: micélio apocítico e micélio diplocítico * hifas asseptadas: micélio cenocítico 3. Características gerais 6

7 Micélio Fonte: D.A. Klein and M.W. Paschke. Filamentous Fungi: The Indeterminate Lifestyle and Microbial Ecology. Microbial Ecology,

8 3.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio * leveduras: sem micélio * dimórficos 3.8. Septo * hifas septadas: micélio apocítico e micélio diplocítico * hifas asseptadas: micélio cenocítico 3. Características gerais 8

9 Leveduras Candida albicans Saccharomyces cerevisiae 9

10 3.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio * leveduras: sem micélio * dimórficos: patógenos do homem - hifas: fora do hospedeiro - leveduras: dentro do hospedeiro 3.8. Septo * hifas septadas * hifas asseptadas: micélio cenocítico 3. Características gerais 10

11 3.9. 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 3. Características gerais 11

12 3.10. Organelas * núcleos: pequenos e muito maleáveis * mitocôndrias: forma de bastonetes com cristas achatadas * ribossomos * retículo endoplasmático * complexo de Golgi * citoesqueleto: tubulina e actina (?) * vacúolos 3. Características gerais 12

13 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 4. Importância 13

14 4.1. Decomposição da matéria orgânica * atividade de maior importância global * principais agentes de decomposição em florestas: - celulolíticos - ligninolíticos * liberação de nutrientes para as plantas 4.2. Destruição de produtos * madeira: postes, estradas de ferro, navios, casas, etc. * outros materiais: tecidos, lentes, discos, etc 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 4. Importância 14

15 15

16 4.1. Decomposição da matéria orgânica * atividade de maior importância global * principais agentes de decomposição em florestas: - celulolíticos - ligninolíticos * liberação de nutrientes para as plantas 4.2. Destruição de produtos * madeira: postes, estradas de ferro, navios, casas, etc. * outros materiais: tecidos, lentes, discos, etc 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 4. Importância 16

17 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) 17

18 4.4. Antibióticos e outros medicamentos * penicilinas: Penicillium chrysogenum * cefalosporinas: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum 4.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China; a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão 4.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 4.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja Importância4. Importância 18

19 Agaricus bisporus, o champignon de Paris Cogumelos comestíveis 19 Shiitake Shiimeji Pleurotus ostreatus, cogumelo ostra

20 Laetiporus sulphureus, galinha da floresta Cogumelos comestíveis 20 Morchella esculenta Boletus edulis, porcini Tuber melanosporum, a trufa negra

21 4.4. Antibióticos e outros medicamentos * penicilina: Penicillium chrysogenum * cefalosporina: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum * taxol 4.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China e a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão 4.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 4.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja 4. Importância 21

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

23 4.4. Antibióticos e outros medicamentos * penicilinas: Penicillium chrysogenum * cefalosporinas: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum * taxol 4.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China e a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão 4.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 4.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja 4. Importância 23

24 4. Importância Produtos de valor industrial * álcool * ergosterol * cortisona * enzimas: -amilases, renina, celulase, catalase * ácidos orgânicos: fumárico, láctico, cítrico * vitaminas B: leveduras * reguladores de crescimento de plantas: ex. giberelinas * surfactantes * β-glucanas 4.9. Doenças de plantas * perdas econômicas e sociais * extinção de espécies em escala regional * controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas) Simbiontes * micorrizas * endófitos * artrópodes * líquens

25 Cerca de um milhão de pessoas morreram de fome na Irlanda entre 1846 e 1851, e 2 milhões emigraram no período de , devido às perdas causadas pela "murcha da batatinha" ( Phytophthora infestans ) nas plantações desse país. Murcha da batinha 25

26 4.8. Produtos de valor industrial * álcool * ergosterol * cortisona * enzimas: -amilases, renina, celulase, catalase * ácidos orgânicos: fumárico, láctico, cítrico * vitaminas B: leveduras * reguladores de crescimento de plantas: ex. giberelinas * surfactantes * β-glucanas 4.9. Doenças de plantas * perdas econômicas e sociais * extinção de espécies em escala regional * controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas) Simbiontes * micorrizas * endófitos * artrópodes * líquens 4. Importância 26

27 Ectomicorrizas Fungos ectomicorrízicos e detalhes de ectomicorrizas 27

28 Micorrizas arbusculares (endomicorrizas) Detalhe de uma raiz colonizada por um fungo micorrízico vesículo-arbuscular 28

29 Líquens - atividade antibacteriana - veneno para flechas (índios EUA) - corantes (índios EUA) - geléias na Turquia - condimento para pães no Egito - ingrediente de perfumes finos 29

30 4.11. Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys Doenças no homem e animais * pouco agressivos * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. Candidíases, criptococose Pneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos Alergias * esporos Modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade) 4. Importância 30

31 Arthrobotrys : parasita de nematóides 31

32 4.11. Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys Doenças no homem e animais * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. Candidíases, criptococose, blastomicose Pneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos Alergias * esporos modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade) 4. Importância 32

33 Blastomicose 33

34 4.11. Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys Doenças no homem e animais * pouco agressivos * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. Candidíases, criptococose, blastomicose Pneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos Alergias * esporos Modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade) 4. Importância 34

35 Alergias Esporos 35

36 4.11. Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys Doenças no homem e animais * pouco agressivos * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. Candidíases, criptococose, blastomicose Pneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos Alergias * esporos Modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade) 4. Importância 36

37 5. Reprodução 5.1. Reprodução assexuada (somática) * sem cariogamia * esporos produzidos mitoticamente * fragamentação de hifas * gemulação ocorre com mais frequência (várias vezes/estação) gerando maior número de indivíduos quantidade x variabilidade 37

38 5. Reprodução 38

39 5. Reprodução assexuada esporangiósporos esporângio esporangiósporos 39

40 5. Reprodução assexuada conídios conidióforo Aspergillus niger Conídios e conidióforos 40

41 5. Reprodução assexuada zoósporos Zoosporângio 41

42 5. Reprodução sexuada 5.2. Reprodução sexuada * esporos * formação, ou não, de estruturas especializadas * plasmogamiacariogamia haplóide diplóide 42 Plasmogamia = fusão de gametas Cariogamia = fusão de núcleos

43 5. Reprodução sexuada 43 Reprodução assexuada Reprodução sexuada sexuada

44 5. Reprodução sexuada Zigósporos de Zygomycota 44

45 5. Reprodução sexuada Asco com ascósporos ascósporo 45

46 5. Reprodução sexuada basidiósporos 46

47 6. Classificação Reino Fungi atual (com base nos estudos moleculares de Woese, 1977): grupo monofilético * sequência do rDNA 47 3 domínios

48 Fungi Animais Plantas Stramenopila Algas vermelhas Dictyostelium Amoeboflagelados Euglenoides Physarum Heterolobosa Amitochondriados Procariotos Plasmodiophora? basidiomicetos ascomicetos zigomicetos quitrídios dictiostelídeos fungos gelatinosos Árvore mostrando a polifilia dos organismos considerados fungos, baseando-se primariamente em análises de sequências da sub- unidade 18s do rDNA (Adaptado de Alexopoulos, Mims & Blackwell, 1995) oomicetos hifoquitrídios labirintulídios diatomáceas algas marrons etc. fungos gelatinosos acrasídios fungos gelatinosos plasmodiais 48

49 Reino Fungi Grupo irmão dos animais Principais características * parede celular de quitina * micélio bem desenvolvido em quase todos os grupos * reservas de glicogênio, trealose e manitol * esteróis: ergosterol 49

50 Filo Chytridiomycota Linhagem divergente precoce dos Fungos 50

51 Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote) 51 Habitat águas doces e salgadas Solo trato digestivo de mamíferos herbívoros Modo de vida * saprófitas * parasitas: * simbiontes

52 Filo Chytridiomycota 52

53 Filo Zygomycota Micélio cenocítico Esporos assexuais imóveis: esporangiósporos Habitat * solo * plantas * animais Modo de vida * saprófitas * parasitas * simbiontes 53

54 Filo Zygomycota Reprodução no gênero Mucor 54

55 Filo Ascomycota Grupo complexo e diversificado, com muitas espécies Características gerais * micélio septado * septos com poros simples, fechados pelos corpos de Woronin ou outras organelas septais * estágio dicariótico (cogumelo) * parede celular: quitina e -1,3-glucanos * presença de ascas: estruturas contendo ascosporos 55

56 Filo Ascomycota Ascas 56 Ascósporos

57 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, peixes * simbiontes: líquens, ectomicorrizas Importância: * produção de antibióticos ( Penicillium chrysogenum ) * doenças: plantas, animais ( Pneumocystis carinii ) * micotoxinas ( Aspergillus spp.) * espécies comestíveis de alto valor: trufas 57

58 Filo Ascomycota 58

59 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 59

60 Filo Ascomycota 60

61 Mais de espécies descritas Grupo grande e diverso, incluindo desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu Filo Basidiomycota 61

62 Filo Basidiomycota Características gerais: * esporos sexuais externos: basidiósporos, produzidos em basídios * micélio bem desenvolvido e septado * presença frequente de rizomorfas 62

63 Filo Basidiomycota 63

64 Filo Basidiomycota 64

65 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) 65

66 Filo Basidiomycota Reprodução * sexual: -através da produção de basidiósporos em basídios * assexual - conídios (imperfeitos) - gemulação (leveduras) - fragmentação de hifas 66


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