vandertosta aula 22 (1)

Universidade Federal do Espírito SantoCentro Universitário Norte do Espírito Santo

ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA

AULA 22: Origem e evolução de Fungos

Adriana Quintella Lobão

Sirlene Aparecida Felisberto

O O queque sãosão fungosfungos??

Seres uni ou pluricelulares Seres uni ou pluricelulares eucariotoseucariotos, , sem tecidos verdadeiros; sem tecidos verdadeiros; aeróbiosaeróbios ouou

anaeróbiosanaeróbios facultativosfacultativos; ; heterotróficosheterotróficos e digestão extra e digestão extra corpórea; possuem parede celular corpórea; possuem parede celular

DefiniçãoDefinição

corpórea; possuem parede celular corpórea; possuem parede celular com com quitina,quitina, e e glicogênio glicogênio comocomo

material de reserva.material de reserva.

Aspergillus flavus

Agaricus blazei

DiversidadeDiversidade

Morchella sculenta

Boletus edulis leveduraslevedurasAllomyces arbuscula

Agaricus blazei

Corpos de frutificação

Ambos são

Micélio

Ambos são compostos por hifas

Estudo dos fungos (Micologia) - relativamente recente (cerca de 250 anos), se comparada a Botânica e a Zoologia.

Importância dos fungos em nosso dia-a-dia.

Micologia tem aplicações nas disciplinas:

IntroduçãoIntrodução

Micologia tem aplicações nas disciplinas:• Medicina• Veterinária • Zootecnia

• Agronomia• Bioquímica • Genética

Reinos de Whittaker (1969):

1. Monera (procariontes) - algas azuis.

2. Protista (eucariontes unicelulares) - algas e “fungos”fungos” unicelularesunicelulares.

3. Plantae (eucariontes multicelulares autótrofos fotossintetizantes) -

briófitas, pteridófitas e plantas com sementes.

4.4. FungiFungi (eucariontes(eucariontes “multicelulares”“multicelulares” comcom nutriçãonutrição

heterótrofaheterótrofa absortiva)absortiva) –– fungosfungos verdadeirosverdadeiros..heterótrofaheterótrofa absortiva)absortiva) –– fungosfungos verdadeirosverdadeiros..

5. Animalia (eucariontes multicelulares com nutrição heterótrofa

ingestiva) – vertebrados e invertebrados.

Whittaker (1969):

Grupos importantes de fungos, como

Revolução na interpretação do que são fungos!!!Revolução na interpretação do que são fungos!!!

Nutrição heterotrófica; glicogênio; ergosterol;Quitina - componente de sua parede celular

FungosFungos AnimaisAnimais

Chytridiomycota

+Zygomycota

Glomeromycota

Chytridiomycota

FilogeniaFilogenia do do ReinoReino FungiFungi

Ascomycota

Basidiomycota

Asco + ascosporosCorpos de Woronin (reprod.)

basídio + basidiosporosdoliporo + Fibulas (Ansas)

Hifas septadasDicarióticasCorpos de frutificação

Coanoflagelados

Os fungos verdadeiros sofreram um processo de irradiação a cerca de 1

bilhão de anos, como um grupo independente dos animais. As evidencias

fosseis são relativamente pobres se comparadas a outros grupos, e

indicam sua presença no Proterozoico (900 - 570 milhões de anos). Sua

diversidade aumentou durante a Era Paleozóica, com a presença de todas

as classes modernas na Época Pensilvânia (320 - 286 milhões de anos). A

Origem dos fungosOrigem dos fungos

as classes modernas na Época Pensilvânia (320 - 286 milhões de anos). A

maioria dos grupos parece ter origem terrestre, mas todos os grupos

invadiram águas continentais e marinhas. Exceção é a Classe

ChytridiomycetesChytridiomycetes que provavelmente teve origem aquática.

- EucarióticosEucarióticos, não vasculares.

- Nutrição por absorçãoabsorção (aclorofilados e heterotróficos).

- Não formam tecidostecidos verdadeiros.

- Parede celular contendo quitinaquitina.

RevisandoRevisando as características básicas do fungos verdadeiros!!!as características básicas do fungos verdadeiros!!!

- Parede celular contendo quitinaquitina.

- Reserva na forma de glicogênioglicogênio.

- ReproduçãoReprodução por esporos meióticos (sexual) e mitóticos (assexual)

SAPRÓFITASA maioria vive nosolo alimentando-sede matéria morta(decompositores).Importante naecologia.

PARASITASCausam doenças(micoses) em plantase animais que lhesservem dehospedeiro.

MUTUALISTASVivem associados comoutras formas de vidaestabelecendo umarelação vantajosa paraambos, porém dedependência total.

PREDADORESAlimentam-se depequenos vermespresentes no solo.

Liberam enzimas digestivas que digerem o substrato (vivo ou morto) orgânico para quepossam ser absorvidos.

NUTRIÇÃONUTRIÇÃO HETEROTRÓFICAHETEROTRÓFICA

Candida albicans

Fungo causador demicoses queatingem os dedosdos pés e asmucosas vaginal ebucal.

FERRUGEM

Doenças queatacam o cafeeiroe outras plantas,provocando sériosdanos à lavoura.

LIQUENS MICORRIZAS

matéria orgânica Sais minerais; � a área de absorçãofungos + algas verdes ou

azuis

proteção física, umidade, sais minerais

açúcar e aminoácidos

EXEMPLOS

EXEMPLOS

fungos + raízes de plantas

MicorrizasMicorrizas

“Organismos vivendo em estreito contato com outros de espécies “Organismos vivendo em estreito contato com outros de espécies diferentes, obtendo destes nutrientes ou qualquer outro benefício.”diferentes, obtendo destes nutrientes ou qualquer outro benefício.”

Simbiose Simbiose –– viver juntosviver juntos

LiquensLiquens

Tipos MorfológicosTipos Morfológicos

•• CrostosoCrostoso ou crustáceoou crustáceo

•• FruticosoFruticoso

•• FilamentosoFilamentoso

•• Composto ou Composto ou DimórficoDimórfico

LiquensLiquens

– Forma achatada,

Marcelli, M. P. 2006. Fungos liquenizados. In: Biologia dos liquens. Xavier Filho, L. et al. (eds.). Cap.I.pp. 25-74.

– Forma achatada,

arredondada,

totalmente aderida

ao substrato - Ex.

Caloplaca

•• FoliosoFolioso ou foliáceoou foliáceo

• Aspecto de pequenas folhas,

com algumas partes aderidas

ao substrato. Ex. Parmelia,

Peltigera

Tipos MorfológicosTipos MorfológicosLiquensLiquens

Peltigera

•Fruticoso

•Talo cilíndrico, pendente,

com aspecto arborescente

e fixo por um ponto ao

substrato. Ex. Usnea,

Cladonia

Tipos MorfológicosTipos MorfológicosLiquensLiquens

Cladonia

Ocorrência e distribuiçãoOcorrência e distribuiçãoAmbientesAmbientes diversosdiversos:•• TerrestresTerrestres

•• AquáticosAquáticos marinhosmarinhos

•• AquáticosAquáticos continentaiscontinentais

•• ArAr (esporos)

FontesFontes:: matéria orgânica, água, oxigênio

FatoresFatores ambientaisambientais::Temperaturas entre 20 e 30°C

Temperaturas extremas: (nitrogênio líquido, sobrevivem a 195°C

negativos).

PLURICELULARES

HIFASTubos microscópicos que seoriginam da germinação de umesporo originado por mitoses.

MICÉLIONome dado ao conjunto dehifas que formam o fungo.

HIFAS SEPTADAS HIFAS CENOCÍTICASVegetativo (nutriçãonutrição)

Reprodutivo (reproduçãoreprodução)

UNICELULARESLevedos: fungosanaeróbios facultativos(fermentadores) muitoutilizados na fabricação dealimentos.

Fungos MorfologiaMorfologia

HIFAS SEPTADASPresença de paredes transversais(septos) delimitando as células quepodem apresentar um ou maisnúcleos.

HIFAS CENOCÍTICASSão preenchidas por umamassa citoplasmática comuma vários núcleos

(nutriçãonutrição) (reproduçãoreprodução)

Parede celularParede celularParedeParede celularcelular = complexa quimicamente, destacando-se a quitina como

componente importante.

As leveduras (AscomycetesAscomycetes) produzem quantidades reduzidas de quitina

na parede celular.

Outras poucas espécies desta classe possuem celulosecelulose na parede celular.

ReservaReserva

O glicogênio (polissacarídeo constituído por uma

cadeia de monômeros de glicose) é a principal

substância de reserva dos fungos e dos animais.

ReproduçãoReprodução

1.1. AssexuadaAssexuada == mitoses. Responsável pela propagação e disseminação.

2.2. SexuadaSexuada == (resultante da plasmogamiaplasmogamia, cariogamiacariogamia e meiosemeiose) tem

como principal função a produção de variabilidade genética da progênie.

Por meio da reprodução assexuada várias gerações são produzidas no

intervalo de um ano, enquanto a reprodução sexuada ocorre,

comumente, em uma única época do ano porque exige condições

ambientais especificas.

Reprodução através de esporos = reprodução Reprodução através de esporos = reprodução espóricaespórica

Esporos são células reprodutivas

* Sexuada

* Assexuada

São formados:São formados:

* Diretamente nas hifas* Diretamente nas hifas

* Dentro de esporângios* Dentro de esporângios

* * Corpos de frutificaçãoCorpos de frutificação* * Corpos de frutificaçãoCorpos de frutificação

Pode ser classificada em dois tipos:

a)a) Reprodução vegetativa Reprodução vegetativa (sem formação de células

especializadas); ex. brotamento; fissão; fragmentação das hifas;

b)b) ReproduçãoReprodução espóricaespórica (com formação de células especializadas

– esporosesporos, conhecidos como mitósporos), sendo muito variáveis,

moveis por meio de um ou dois flagelos (zoósporoszoósporos) ou imóveis

1. 1. Reprodução assexuada Reprodução assexuada (estágio imperfeito)(estágio imperfeito)

moveis por meio de um ou dois flagelos (zoósporoszoósporos) ou imóveis

(aplanósporosaplanósporos). Os aplanósporos são produzidos no interior de

esporângios, sendo denominados endósporos, ou externamente, na

extremidade de esporangióforos (exósporos, como exemplo os

conídiosconídios).

Reprodução Assexuada Gemulação

ConídiosConídios

A

BD

C

Reprodução Assexuada Reprodução Assexuada

A – ConidióforoB – Fiálides ou Célula ConidiogênicaC – VesículaD – Conídios

• Micélios de linhagens diferentes (heterotálicosheterotálicos) ou de mesma linhagem (homotálicoshomotálicos)

• Oogamia• Envolve a formação de ASCOS ASCOS e ASCÓSPOROSASCÓSPOROS

• Emparelhamento dos Anterídios (hifa masculina) e Ascogônio(hifa Feminina)

2. 2. Reprodução sexuada Reprodução sexuada (estágio perfeito)(estágio perfeito)

• Produção de hifas ascógenas dicarióticas

• Fusão do Protoplasma do Ascogônio + Anterídios -Plasmogamia

• Fusão dos núcleos = CariogamiaCariogamia•• MeioseMeiose

cariogamia

meiosemitose

Formação da hifa asco com ascósporosFormação da hifa asco com ascósporos

♀♂

AscogônioAscogônio

PlasmogamiaPlasmogamia hifas ascógenas hifas ascógenas dicarióticasdicarióticas

Ascos liberando os Ascos liberando os ascósporosascósporos

AnterídioAnterídio

Ciclo de Vida

Ascomycetes

Importância dos fungosImportância dos fungos�� DecompositoresDecompositores: permitem a reciclagem da matéria orgânica morta; destrói

objetos de madeira, couro, tecidos e alimentos em geral.

�� ProduçãoProdução dede alimentosalimentos: fabricação de queijos, pães e bebidas alcoólicas.

�� IndústriaIndústria farmacêuticafarmacêutica: produção de penicilina (antibióticoantibiótico).

�� ParasitasParasitas: causam doenças em animais (micosesmicoses) e plantas (ferrugem do caféferrugem do café).

�� MutualistasMutualistas: Líquens, micorrizas.�� MutualistasMutualistas: Líquens, micorrizas.

�� CiênciaCiência: estudados na genética, fisiologia, bioquímica e biologia molecular.

Chytridiomycota

+Zygomycota

Ascomycota

Basidiomycota

Glomeromycota

ChytridiomycotaDivisão/Filo Chytridiomycota

“Quitrídias”

••“Fungos Primitivos”“Fungos Primitivos”• Ancestral relacionado a protozoários (coanoflagelados)

• Fungos zoospóricos – únicos

• Células globosas e solitárias com ou sem filamentos semelhantes a raízes chamados de rizóides

Chytridium crescendo sobre esporos

• Unicelular – podem produzir rizóides (fixar o talo)

• Filamentoso – micélio cenocítico; septos individualizam estruturas reprodutivas

• Refere-se a fusão de gametângio para formar uma estruturaúnica, chamada Zygosporângio

Zygos (Gr.) = União, reunido

Chytridiomycota

+Zygomycota

Ascomycota

Basidiomycota

Glomeromycota

ChytridiomycotaDivisão/Filo Zygomycota

1% das espécies de fungos

> vive no solo, sobre matéria orgânica em decomposição, parasitas,causar infecções, bolores em alimentos ricos em carboidratos, destróifrutas e vegetais estocados

�� Indivíduos compatíveis se aproximam, ocorrendo a plasmogamia, cariogamia e meiose

• MicélioMicélio verdadeiro, hifashifas cenocíticascenocíticas e sem células flageladas

Hifas rizoidais

Hifas vegetativas estoloníferas

Esporângios em diferentes fases

Divisão/Filo Zygomycota

Micélio com crescimento tridimencional

– hifas vegetativas e reprodutivas eretas

esporângio

esporangiósporo

Divisão/Filo Zygomycota

vesícula

Fototropismo positivo do esporângio Fototropismo positivo do esporângio direcionado pela vesícula que ejeta o direcionado pela vesícula que ejeta o

esporângio a distância de 2m a 50km/hesporângio a distância de 2m a 50km/h

�� Nº de espécies = 32.300

�� Maioria dos fungos que se associam = líquens

�� Maioria das leveduras

�� Podridão escura

Divisão/Filo Ascomycota Chytridiomycota

+Zygomycota

Ascomycota

Basidiomycota

Glomeromycota

Chytridiomycota

�� Micélio septado, formando corpo de frutificação, através do entrelaçamento das

hifas e surgimento de estado dicariótico

�Produzem ascósporos = meiósporo no asco (reprodução sexuada).

Divisão/Filo Ascomycota

Exclusividade de ascomicetos!!!Exclusividade de ascomicetos!!!

Ascoma (corpo de frutificação

Cleistotécio = completamente fechado e esférico“plectomycetes”


Peritécio = entre esférico e em forma de pêraOstíolo = saída de ascósporosHimênio fechado“pyrenomycetes”


Ascoma ou ascocarpos = estrutura reprodutiva sexual

Apotécio = aberto e com forma de xícaraexpondo o Himênio (camada de ascos)“discomycetes”


�� Nº de espécies = 22.300

Produzem basidiósporos = meiósporo produzido nobasídio

Divisão/Filo Basidomycota Chytridiomycota

+Zygomycota

Ascomycota

Basidiomycota

Glomeromycota

Chytridiomycota

Hirneola auricularia-judae� +++ miceliais

� Unicelulares ou Pseudomiceliais (leveduras basidiosporógenas )

• Apresenta Hifa especializada – BASÍDIO –• BASIDIÓSPORO Uninucleados e Haplóides• Podem estar ou não em Himênio

Divisão/Filo Basidomycota

Doliporo


� Micélio = sempre septado e os septos são uniporados no micélioprimário e doliporos no micélio secundário, o qual constitui a fase maisduradoura do ciclo de vida

�Fíbulas ou grampo de conexão (ansas)

Micélio Primário� Germinação imediata do basidiósporo� Fase de crescimento rápido� Multinucleado (fase inicial) sem septos � Posteriormente hifas septadas c/ células Monocarióticas

Micélio secundário• Estabelecimento da fase dicariótica (fusão das hifas)• Migração de núcleos através do doliporo• Migração de núcleos através do doliporo• Heterotálico: Fusão de dois micélios compatíveis

Micélio Terciário• Especialização das Hifas (estéreis e reprodutivas)• Produção de Basidiomas

Reprodução Sexuada - basidiósporo


1. Classe Basidiomycetes = Presença de basidiomas (cogumelos,

orelhas-de-pau e gasteromicetos)

Ausência de basidioma, teleósporos agrupados em soros ou dispersos no tecido do hospedeiro

Divisão/Filo Basidomycota = 3 classes:

3. Ustilaginomycetes = antigo Ustomycetes(Carvões)

2. Urediniomycetes = antigo Teliomycetes

(Ferrugens)

tecido do hospedeiro

Cogumelos comestíveis, venenosos, Orelhas de Pau, dentiformes e coralóides

1. Classe BasidiomycetesHimenomicetos

Basidiósporos em Himênio exposto antes da maturação dos esporos


GasteromicetosBasidiósporos em himênio visível somente na maturação, quando se abre

Estrelas-da-terra, cogumelos malcheirosos, falsas trufas, fungos semelhantes a ninhos de pássaros

Cogumelo = corpo de frutificação oubasidioma, local onde ocorre areprodução sexuada


PíleoHimenóforo

Lamela, poro ou dentes ou tubos, espinhos


Haste

Podridão da Madeira

• Podridão marrom – decompõe somente a celulose e deixa a lignina.

Serpula lacrymans

HimenomicetosDivisão/Filo Basidomycota

• Podridão branca – a celulose e lignina são atacadas enzimaticamente.

2. Classe Urediniomycetes:as ferrugens~5000 espécies (140-150 gêneros)


3. Classe Ustilaginomycetes: carvões e fuligens; ~1200 espécies (~ 50 gêneros)

Parasitas danosos – afetam a AgriculturaClasses Urediniomycetes e Ustilaginomycetes

Basidiósporos

Basidiósporos

Basídio

Basídio

2. Classe Urediniomycetes

Fitopatógenos mais importantes

Causadores de perdas econômicas na Agronomia

Ex. ferrugens do café, maçã, amendoim, pinheiros, cereais (ferrugem preta)

Ciclo de vida complexo


Ciclo de vida complexo

Muitos heteroécios (2 hospedeiros) poucas autoécios (1 hospedeiro)

3. classe Ustilaginomycetes

• Infectam mais de 4000 espécies de plantas• A fuligem corresponde a massas de teliósporos.• Autoécio – um único hospedeiro ao longo do ciclo de vida.


vida.

Fungos Conidiais

Fungos anamorfos

Fungos Imperfeitos

Deuteromycotina

Fungos Mitospóricos ou Ascomycetes Assexuados�� Nº de espécies = 15.000

Característica fundamental =

�� Maioria dos deuteromicetos que se reproduzem somente por conídios = Ascomicetos

Característica fundamental =Conídios

Conidióforos

Apenas fenômenos mitóticos

Reprodução Assexuada

Hábitat: todos os ambientes

Hábito: sapróbios, parasitas de plantas, animais (homem)

Unicelulares

Pseudomicélio (leveduras)

Morfologia

Fungos Mitospóricos ou Ascomycetes Assexuados

Pseudomicélio (leveduras)

Hifas septadas Simples = como nos ascomicetos

Doliporo e c/ ansas = basidiomicetos

Fase assexuada de muitos deuteromicetos = semelhantes a fase assexuada de muitos ascomicetos conhecidos

Deuteromicetos representem fases conidiais de ASCOMICETOS

Classificação quanto a sexualidadeClassificação quanto a sexualidade

Anamorfo = fase assexuada (“esporos” são conídios)

Pleomorfo - exibem simultaneamente mais de uma forma ou fase de estruturasde reprodução assexuada em seu ciclo de vida, produzindo estruturasreprodutivas diferentes.

Importância econômica dos fungos conidiais

Shoyo = Fermentação da soja (Linhagens de Aspergillus oryzae e A. soyae);

Misso = pasta de soja rica aminoácidos (A.oryzae e Sacharomices rouxii

Saquê e Cerveja de arroz = A. oryzae

Pão e malte = S. cerevisae (Ascomicetos, mas tem células de forma anamorfa)

Cervejas pretas = S. uvarum (= S. carlsbergensis)

Álcool = etanol = S. cerevisaeÁlcool = etanol = S. cerevisae

Vinhos = S. cerevisae e Schizosaccharomyces pombe

= sabor aos vinhos franceses e alemães (Botrytis cinerea)

Proteínas e vitaminas tipo B = Candida utilis;

Maturação de queijos = Penicilium camemberti; P. roqueforti; P. gorgonzolae; P. stilton; P.

candidum; P. album;

Antibióticos = P. chrysogenum

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DOS ASCOMYCOTA MITOSPÓRICOS

Diminuição de Colesterol = Aspergillus terreus (remédios Lovastatin ou Mevacor)

Aspecto lavado do “jeans” = Enzimas produzidas por Trichoderma, que

degradam celulose = enzimas adicionadas ao detergente, maquina de lavar, para

ajudar remover sujeiras;

Trichoderma = controle biológico de outros fungos

Antracnoses = lesões pretas nas plantas;

Aflatoxinas = câncer de fígado no homem (A. flavus e A. parasiticus);

Dermatófitos = causadores de tinhas, pé-de-atleta e outras;

Bibliografia

RAVEN, P. H.; EVERT, R. F. & EICHHORN, S. E. 1996. Biologia Vegetal. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro. 728p.

MILANEZ, A. I. Diversidade no Reino Stramenopila. Domínio Eukarya. Instituto de Botânica, São Paulo, SP.

RAVEN, P. H.; EVERT, R. F. & EICHHORN, S. E. 2001. Biologia Vegetal. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro.

TRUFEM, S.F.B. Diversidade no Reino Fungi: Zygomycota. Domínio Eukarya. Instituto de Botânica, São Paulo, SP.

http://www.ento.okstate.edu/classes/plp3343/lecture15.pdf

http://www.ento.okstate.edu/classes/plp3343/lecture16.pdf

Guanabara Koogan: Rio de Janeiro.

Muito obrigada

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