FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

1. Introdução MICOLOGIA = mykes + logos, ou mais corretamente, MICETOLOGIA (myceto) Pier’ Antonio Micheli (1729): documento Nova Plantarum Genera Cerca de. 105.000 espécies descritas Estimativas: 1,5 milhão de espécies

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

3. Importância 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 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 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

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) Claviceps purpurea Esporão do Centeio

3. Importância Importância 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

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

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

3. Importância 3.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede Amanita muscaria Stachybotrys chartarum Problemas de saúde relacionados a casas e edifícios (sick building syndrome). 1993-1994: surto de hemorragia pulmonar em crianças de Cleveland, Ohio, cujas casas tinham esse fungo crescendo nas paredes. 12

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

Microorganismos na produção de Alimentos Fermentação de produtos lácteos Queijo Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie Pães Saccharomyces cerevisae

Microorganismos na produção de Alimentos Bebidas alcoólicas Cervejas: produção de 50 bilhões de litros por ano usando Saccharomyces cerevisae 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.)

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

3. Importância 3.8. 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 3.9. Doenças de plantas * perdas econômicas e sociais * extinção de espécies em escala regional * controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas)

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

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

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

3. Importância 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 3.13. Alergias * esporos Esporos

3. Importância 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)

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: 4-7

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

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

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

4. Características gerais 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 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

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

5. Reprodução

5. Reprodução assexuada conídios conídios conidióforo Aspergillus niger

5. Reprodução assexuada esporangiósporos esporangiósporos esporângio

5. Reprodução assexuada zoósporos Zoosporângio zoósporos

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

5. Reprodução sexuada Reprodução assexuada Reprodução sexuada

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

6. Classificação: 7 FILOS (Hibbett et al. 2007) CHYTRIDIOMYCOTA NEOCALLIMASTIGOMYCOTA MICROSPORIDIA BLASTOCLADIOMYCOTA GLOMEROMYCOTA ASCOMYCOTA BASIDIOYCOTA

Esporos com flagelos simples (chicote) Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote)

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

Filo Ascomycota Grupo complexo e diversificado, com mais de 10.000 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-glucanos * presença de ascas: estruturas contendo ascósporos

Filo Ascomycota Ascas com ascósporos

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 Reprodução: tanto assexuada quanto sexuada

Filo Ascomycota

Filo Basidiomycota Mais de 30.000 espécies descritas Grupo grande e diverso, incluindo desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu

Filo Basidiomycota

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)