FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

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1 FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

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) ontariowildflower.com

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

5 Introdução Importantes em rituais religiosos: incas, maias, outros povos indígenas Brodie (1978): Fungi – Delight of curiosity Findlay (1982): Fungi: Folklore, Fiction and Fact 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 Introdução Bioluminescência: reações dependentes do O2 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

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

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

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

12 Introdução

13 Introdução

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

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

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

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

18 Importância 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.

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20 Importância 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

21 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

22 Importância Importância
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

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

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

25 Importância Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede
Amanita muscaria 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. 25

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

27 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 H2O2 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) Cortisona para tratamentos de artrite Psoriase

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

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

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

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

32 Importância Alergias Esporos

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

34 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: 4-7

35 Características gerais
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

36 Características gerais
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)

37 Parede celular en.wikipedia.org

38 Parede celular quitina quitosana en.wikipedia.org

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

40 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 Reprodução assexuada conídios conídios conidióforo Aspergillus niger

42 Reprodução assexuada esporangiósporos esporangiósporos esporângio

43 Reprodução assexuada zoósporos Zoosporângio zoósporos

44 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

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

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

47 Chytridiales Zygomycota Neocallimastigalles Spizellomycetales Glomeromycota Chytridiales Monoblepharidales Zygomycota Chytridiales Ascomycota Basidiomycota Zygomycota Glomeromycota Blastocladiomycota Chytridiales

48 Filo Ascomycota

49 Filo Ascomycota Ascas Ascósporos

50 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

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

52 Filo Basidiomycota