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PublicouMariana De Lacerda Alterado mais de 10 anos atrás
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FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação
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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
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2. Definição * organismos eucarióticos * aclorofilados
* apresentando nutrição absortiva * reprodução sexuada ou assexuada * estruturas somáticas (vegetativas filamentosas e ramificadas) * com parede celular Estudos modernos de biologia molecular indicam que: o antigo Reino Fungi era formado por organismos não relacionados
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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
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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. 3.3. 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
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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. 3.3. 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
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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
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Importância 3. 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 3.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 3.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja
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Cogumelos comestíveis
Agaricus bisporus, o champignon de Paris Tuber melanosporum, a trufa negra do Périgord
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3. Importância 3.4. Antibióticos e outros medicamentos
* penicilina: Penicillium chrysogenum * cefalosporina: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum * taxol 3.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China e a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão 3.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 3.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja
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Fungos de parede EUA: 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.
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3. Importância 3.4. Antibióticos e outros medicamentos
* penicilinas: Penicillium chrysogenum * cefalosporinas: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum * taxol 3.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China e a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão 3.6. Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede 3.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja
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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) 3.10. Simbiontes * micorrizas * endófitos * artrópodes * líquens
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Murcha da batinha 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.
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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) 3.10. Simbiontes * micorrizas * endófitos * artrópodes * líquens
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Ectomicorrizas Fungos ectomicorrízicos e detalhes de ectomicorrizas
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Micorrizas arbusculares (endomicorrizas)
Detalhe de uma raiz colonizada por um fungo micorrízico vesículo-arbuscular
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Líquens - atividade antibacteriana - veneno para flechas (índios EUA)
- corantes (índios EUA) - geléias na Turquia - condimento para pães no Egito - ingrediente de perfumes finos
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3. Importância 3.11. Controle biológico de doenças e pragas
* Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys 3.12. 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 3.13. Alergias * esporos 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)
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Arthrobotrys: parasita de nematóides
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3. Importância 3.11. Controle biológico de doenças e pragas
* Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys 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 3.13. Alergias * esporos 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)
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Blastomicose
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3. Importância 3.11. Controle biológico de doenças e pragas
* Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys 3.12. 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 3.13. Alergias * esporos 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)
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Alergias Esporos
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3. Importância 3.11. Controle biológico de doenças e pragas
* Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys 3.12. 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 3.13. Alergias * esporos 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)
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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
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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
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4. Características gerais
4.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio * leveduras: sem micélio * dimórficos 4.8. Septo * hifas septadas: micélio apocítico e micélio diplocítico * hifas asseptadas: micélio cenocítico
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Micélio Fonte: D.A. Klein and M.W. Paschke. Filamentous Fungi: The Indeterminate Lifestyle and Microbial Ecology. Microbial Ecology, 2004
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4. Características gerais
4.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio * leveduras: sem micélio * dimórficos 4.8. Septo * hifas septadas: micélio apocítico e micélio diplocítico * hifas asseptadas: micélio cenocítico
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Leveduras Saccharomyces cerevisiae Candida albicans
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4. Características gerais
4.7. 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 4.8. Septo * hifas septadas: micélio apocítico e micélio diplocítico * hifas asseptadas: micélio cenocítico
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Micélio apocítico Septo simples de um ascomiceto
mostrando a passagem de um núcleo
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Micélio diplocítico Micélio diplocítico de basidiomicetos
Doliporo de basidiomicetos Parentossoma
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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
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4. Características gerais
4.11. Organelas * núcleos: pequenos e muito maleáveis * mitocôndrias: forma de bastonetes com cristas achatadas * ribossomos * retículo endoplasmático * complexo de Golgi * citoesqueleto: tubulina e actina (?) * vacúolos
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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
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5. Reprodução
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5. Reprodução assexuada esporangiósporos esporangiósporos esporângio
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5. Reprodução assexuada conídios conídios conidióforo
Aspergillus niger
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5. Reprodução assexuada zoósporos Zoosporângio zoósporos zoósporos
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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
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5. Reprodução sexuada Zigósporos de Zygomycota
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5. Reprodução sexuada Asco com ascósporos ascósporo
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5. Reprodução sexuada basidiósporos
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6. Classificação Reino Fungi atual (com base nos estudos moleculares de Woese, 1977): grupo monofilético * sequência do rDNA
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Árvore mostrando a polifilia dos organismos considerados fungos,
basidiomicetos ascomicetos zigomicetos quitrídios 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) Fungi Animais Plantas Stramenopila Algas vermelhas Dictyostelium Amoeboflagelados Euglenoides Physarum Heterolobosa Amitochondriados Procariotos oomicetos hifoquitrídios labirintulídios diatomáceas algas marrons etc. Plasmodiophora? dictiostelídeos fungos gelatinosos fungos gelatinosos plasmodiais fungos gelatinosos acrasídios
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Reino Fungi Grupo “irmão” dos animais Principais características
* micélio bem desenvolvido em quase todos os grupos * parede celular de quitina * reservas de glicogênio, trealose e manitol * esteróis: ergosterol
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Linhagem divergente precoce dos Fungos
Filo Chytridiomycota Linhagem divergente precoce dos Fungos
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Esporos com flagelos simples (chicote)
Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote)
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Com cerca de 100 gêneros e 1000 espécies descritas
Filo Chytridiomycota Com cerca de 100 gêneros e 1000 espécies descritas Habitat * águas doces e salgadas (estuários) * solo * trato digestivo de mamíferos herbívoros Modo de vida * saprófitas: invasores primários de matéria orgânica * parasitas: - plantas: - vetores de vírus de plantas - insetos: Coelomyces, Catenaria anguillulae * simbiontes: quítridios anaeróbios do rúmen (auxiliam na degradação de fibras)
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Filo Chytridiomycota
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Filo Zygomycota Zygomycetes
Trichomycetes: associados obrigatoriamente a artrópodes Zygomycetes: classe mais importante produção de um esporo de resistência, o zigósporo (Gr. zygos = gema + spora = semente, esporo) O zigósporo se desenvolve dentro de um zigosporângio: fusão de gametângios = zigosporângio zigósporo
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Filo Zygomycota Micélio cenocítico, abundante
Esporos assexuais imóveis: esporangiósporos Parede celular de quitina, quitosana e ácido poliglucurônico Habitat * solo * plantas, cogumelos * animais; invertebrados e vertebrados Modo de vida * saprófitas * parasitas: facultativos ou obrigatórios de animais, plantas, fungos, insetos, algas * simbiontes: formando micorrizas arbusculares em plantas
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Filo Zygomycota Reprodução no gênero Mucor
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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 * estruturas pletenquimatosas associadas à produção de esporos * parede celular: quitina e -1,3-glucanos * presença de ascas: estruturas contendo ascósporos
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Micélio apocítico Septo simples de um ascomiceto
mostrando a passagem de um núcleo
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Filo Ascomycota Ascas com ascósporos
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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
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Filo Ascomycota
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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
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Filo Ascomycota Gemulação em leveduras
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Filo Ascomycota Cultura de Penicillium chrisogenum mostrando seu efeito inibidor (a); conidióforo do fungo com conídios (esporos)
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Filo Ascomycota
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Filo Basidiomycota Mais de 25.000 espécies descritas
Grupo grande e diverso, incluindo desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu
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Filo Basidiomycota Características gerais:
* esporos sexuais externos: basidiósporos, produzidos em basídios * micélio bem desenvolvido e septado * presença frequente de rizomorfas * septos do tipo dolipore na maioria das espécies exceto Telyomycetes: poro simples com oclusão
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Filo Basidiomycota
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Filo Basidiomycota Fíbulas
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Filo Basidiomycota
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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)
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Filo Basidiomycota Reprodução * sexual:
-através da produção de basidiósporos em basídios * assexual - conídios (imperfeitos) - gemulação (leveduras) - fragmentação de hifas
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