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Botnica IProf. Dr. Fernando Santiago dos Santos

fernandoss@ifsp.edu.br www.fernandosantiago.com.br (13) 7820-4644 8822-5365

aula 3 Cianobactrias (Cyanobacteria) Algas sensu lato: caracterizao, morfologia, reproduo, tendncias evolutivas, caracteres diagnsticos, sistemtica e importncia dos grandes grupos (Chlorophyta, Phaeophyta, Rhodophyta)

Ci[no\[]tri[sAnabaena, cianobactria fixadora de nitrognio.Colnia formada por clulas em forma de barril unidas em uma matriz gelatinosa. Ocorrem heterocistos e acinetos.

acineto

Oscillatoria, forma filamentosa na qual a nica maneira de se reproduzir consiste na fragmentao dos filamentos.(RAVEN et al., 1978, p. 214)

Gloeotrichia, forma filamentosa que origina um heterocisto basal. Diferentemente de Oscillatoria, esta cianobactria pode gerar acinetos, os quais surgem exatamente acima dos heterocistos.(RAVEN et al., 1978, p. 214)

Thiothrix, uma bactria filamentosa quimiossintetizante desprovida de clorofila. Esta espcie obtm energia a partir da oxidao do cido sulfdrico. Os filamentos, inseridos ao substrato pela base formando uma roseta, esto cheios de gotculas de enxofre. Em algumas classificaes, j foram includas entre as cianobactrias, como em Raven et al. (1978, p. 214).

Massas gelatinosas de Nostoc commune, cada uma contendo centenas de filamentos. Em ambientes dulccolas comum a visualizao de massas globulosas semelhantes s de Nostoc, podendo ser de colnias de outras espcies.(RAVEN et al., 1978, p. 214)

Diviso celular de Anabaena. Detalhe para as margens da clula em crescimento para o interior da clula. No h formao de placa celular. (RAVEN et al., 1978, p. 217)

Dezenas de milhares de filamentos da cianobactria planctnica Trichodesmium do colorao avermelhada ao Mar Vermelho em suas tpicas florescncias marinhashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mar_Vermelho http://www.coas.oregonstate.edu/index.cfm?fuseaction=content.display&pageID=589

Caractersticas das Cianobactrias 1. Procariontes fotossintetizantes. 2. Responsveis pelo acmulo de O2 na atmosfera primitiva ( formao de O3). 3. Clorofila-a (presente em eucariontes verdes). 4. Vrios pigmentos acessrios (carotenoides, ficocianina e ficoeritrina).

Caractersticas das Cianobactrias 5. Clorofila-a e pigmentos acessrios no encerrados em plastos espalhados em sistema de membranas na poro perifrica da clula. 6. Parede celular no celulsica mesmo tipo de polissacardeo presente na parede das bactrias; alm disso, parede contm lipopolissacardeos (Gram Negativas).

Duas colnias de Anacystis, com destaque para a camada de muco extracelularmente(JOLY, 1977, p. 14)

Aspecto de uma colnia de Agmenellum(JOLY, 1977, p. 14)

Caractersticas das Cianobactrias 7. Reserva energtica hidrocarbonada um polissacardeo (amido das cianofceas), muito semelhante ao glicognio; tambm h acmulo de lipdios e protenas. 8. Microscpicas (individualmente) com frequncia formam massas com mais de 1m de comprimento.

Aspecto geral de colnia de Volvox, uma clorfita que considerada a precursora das demais algas verdes multicelulares(JOLY, 1977, p. 36)

Caractersticas das Cianobactrias 9. Unicelulares ou filamentosas (algumas com filamentos ramificados); algumas espcies formam placas ou colnias irregulares. 10. Pan-germinativas (qualquer clula pode dividir-se subunidades que, ao se afastarem, formam novas colnias).

Caractersticas das Cianobactrias 11. Clulas interligam-se na colnia por meio de suas paredes externas ou bainhas gelatinosas pseudo-multicelularidade (cada clula tem vida independente). 12. Reproduo por diviso celular formas coloniais e filamentosas exibem diversos tipos de fragmentao do talo (fragmentos multicelulares: hormognias).

Caractersticas das Cianobactrias 13. Heterocistos clulas maiores com parede multiestratificada em que tilacoides agrupam-se de forma concntrica ou reticulada.Alguns acinetos so muito resistentes a condies adversas do ambiente germinao pode ocorrer aps dcadas de latncia!

14. Acinetos esporos de paredes grossas, com acmulo de grnulos de cianoficina proteica, originadas de clulas vegetativas (sem potencial germinativo).

Caractersticas das Cianobactrias 15. Recombinao gentica idntica das bactrias transformao (mediante incorporao de DNA exgeno) observada experimentalmente. 16. Algumas espcies de cianobactrias so terrestres, colonizando rochas ou solo mido fixao do nitrognio atmosfrico (participao no ciclo biogeoqumico do nitrognio).

das Cianobactrias 1. Dificuldade de delimitao das espcies: 7.500 propostas, cerca de 200 espcies no-simbiticas catalogadas e reconhecidas. 2. Distribuio ampla de muitas espcies (ex: Microcoleus vaginatus solo mido, gua doce ou salobra, da Groenlndia Antrtida, do Vale da Morte ao cume de diversas montanhas).

http://www.algaebase.org/search/species/detail/?species_id=24476

Sob condies ambientais variveis, uma nica colnia de Microcoleus vaginatus pode sofrer alteraes to grandes que seus indivduos podem aparentar pertencer a mais de 10 espcies distintas!

Ecologia das Cianobactrias 1. Crescem em meios inspitos muitas vezes (gua fervendo de fontes termais, lagos gelados do rtico e da Antrtida). 2. Pioneiras na colonizao (ex. recmemersa ilha de Surtsey, prxima Islndia). 3. Inexistentes em guas cidas predomnio das algas eucariticas.

Ecologia das Cianobactrias 4. Algumas espcies planctnicas. 5. Mesmo em solos desrticos ocorre grande abundncia: 20 a 50 mil indivduos por grama de solo seco. 6. Muitas espcies fixadoras de nitrognio (portanto, com capacidade de colonizar diversos ambientes).

Microscopia eletronica de transmissao de Nitrobacter sp, uma bacteria quimiossfntetica (SANTOS et al., 2009, v.1, p. 173)

Ecologia das Cianobactrias 7. Simbiontes em amebas, protozorios flagelados, diatomceas (crisofceas), euglenfitas, outras cianobactrias, plantas e fungos. 8. Hospedeiras de alguns fungos (quitridiomicetos) e alguns vrus.

Leitura: A evoluc;ao da

fotossintese

(RAVEN et al., 1978, p. 215)

orlunda da idade de Jf76 bilhoe.s que contemfosseis temde na Africa do Suli :Nell4$ . corpusculos esferoi a cian eas,. Ha, nelas, taun....,, .,,,..,_,.,

ld "nci l ulterior da primitiva ocorrencia de r v m da . . cumulafiiO de carbono de cizlcio,

r dtl id' o pelas rnodernas cianoficeas, no al-clri d d ' ia ,, ct1}a itlade monta a uns 2,7 bilhoes de n . ianofi a , Otl algas azuis, constiiuem urn grupo . p i 1/i.. d d ba lerias que realizam a fotossintese , utili and lorofila a e de,sprendendo oxigenio, tal como m a al as eu ariOticas e plantas em geral. E o Unico r p de pro ariote ivos que levam a cabo a /oto int desta maneira.4

@lg[s s_nsu l[toAlga parda, ainda descrita em alguns livros como feofcea. As fefitas podem atingir dezenas de metros de comprimento em muitos oceanos.

Em muitas algas verdes (Clorfitas), ainda descritas como clorofceas, possvel, ao microscpio de luz, visualizar a estrutura tpica de seus cloroplastos e o movimento citoplasmtico de suas organelas.

Tetrasporngios tetradricos de Champia, uma alga vermelha(JOLY, 1977, p. 64)

Spirogyra em micrografia de luz, em aumento de 390 vezes(SANTOS et al., 2009, v. 1, p. 162)

Acima: Ramo de Polysiphonia (alga vermelha) com tetrasporngios (JOLY, 1977, p. 64); abaixo: alga parda Macrocystis, destacando comportamento (JOLY, 1977, p. 52)

Ao lado: Ulva, uma alga verde comum no litoral; acima: alga verde Cladophora(JOLY, 1977, p. 34)

Alga vermelha(JOLY, 1977, p. 60)

Uagora

esquerda: clorfita Enteromorpha, com aspecto de cabeleira; direita: alga verde Chaetomorpha, destacando a poro mediana do filamento(JOLY, 1977, p. 34)

Acetabularia, alga verde; aqui, um tufo crescendo sobre os restos de uma concha de gastrpode(JOLY, 1977, p. 36)

Fucus, alga parda com destaque para os tecidos de flutuao(JOLY, 1977, p. 52)

esquerda: aspecto geral da alga parda Sporochnus(JOLY, 1977, p. 50);

direita: aspecto geral do esporfito de Laminaria, uma alga parda(JOLY, 1977, p. 52)

Aspecto geral de planta inteira de Goniotrichum(JOLY, 1977, p. 60)

No alto: trecho de um filamento vegetativo da alga verde Zygnema; ao centro: clula vegetativa da alga verde Spirogyra; embaixo: zigotos da mesma alga(JOLY, 1977, p. 36)

Aspecto geral do talo gametoftico da alga parda Cutleria(JOLY, 1977, p. 48)

Caractersticas das Algas 1. Apresentam traos das plantas (autotrofia fotossintetizante). 2. Planctnicas ou ssseis no fundo do mar, nas rochas e no leito dos rios. 3. Microscpicas ou macroscpicas, em regies iluminadas. 4. Coloniais, individuais ou em densos aglomerados ( florestas de kelps).

Florestas submersas (kelps) formadas por diversas espcies de algas multicelulareshttp://alienlifepark.blogspot.com/2009/04/microbial-world.html

80Ill

-- --

-ficocianina

70

------------------ .---'-'

clorofila b.

---

ficoeritrina

.a60 50Ill. .. . . .. .,_.. clorofila a --------- ---E 40 ---- --- ------ --- --- - -- - -- ------ ---C' -------+1...--.--30 - ----------------- - .... .. .-....----- --- -- --- ---------1++--- -00.20 --- ---- p-caroteno250300350400 450 500 550 600 violeta anil verde amarelo comprimento de onda (nm)650 7 00 vermelhoEspectro de absorgao de luz por diversos pigmentos fotossintetizantes e acess6rios (SANTOS et al., 2009, v. 1, p. 166)Caractersticas das Algas 5. Estrutura muito simples talo (tambm comumente referidas como talfitas). 6. Conduo de nutrientes de clula a clula. 7. Talos simples ou ramificados (em algumas espcies, como Laminaria sp, o talo pode atingir mais de 50m de comprimento).Caractersticas das Algas 8. Clulas revestidas por parede resistente (celulose + combinaes: slica, gar, carbonato de clcio