FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

1. FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

2. Introdução MICOLOGIA, ou o termo correto MICETOLOGIA (gramática grega) História indica que a primeira civilização, os “Mycenianos” (Mycena, Grécia) foram nomeados a partir de um fungo Mycena, Grécia Mycena meliigena home.online.no www.travelpod.com

3. Introdução Primeiro relato: Pier’ Antonio Micheli (1729) – documento Nova Plantarum Genera Atual: cerca de105.000 espécies descritas Estimativas: 1,5 milhão de espécies (Hawksworth 2001, Kirk et al. 2001) http://morelmushroomhunting.com/amanita_muscaria_red.jpg http://www.kaieteur.uk.com http://www.wallpapers-free.co.uk/background/nature/fungi/fungi/ 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 http://www.robola.gr/en/picts/dionisos1.jpg 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) http://en.wikipedia.org/wiki/File:PanellusStipticusAug12_2009_Animated.gif

7. Introdução • Utilizados em capacetes de guerra devido a bioluminescência: essa condição foi evidenciada ainda na época de Aristóteles (384 a 322 AC) http://en.wikipedia.org/wiki/File:PanellusStipticusAug12_2009_Animated.gif

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 (520-530 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 – 2.400 anos cobrindo área de 1.000 ha, com peso de ± 650 toneladas http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Armillaria_ostoyae_MO.jpg

10. Fatos interessantes: cogumelos • Laetiporus sulphureus na Inglaterra (55 kg) sealrevelation.blogspot.com http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Armillaria_ostoyae_MO.jpg http://frogstorm.com/wp-content/uploads/2010/10/fungus.jpg

11. Fatos interessantes: cogumelos • Calvatia no Canadá (270 cm de circunferência – 25 kg) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Armillaria_ostoyae_MO.jpg www.tolweb.org

12. 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

13. Estrutura somática Hifas Unicelulares Hifa Micélio (conjunto de hifas)

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

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

16. 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. http://www.readingshrimp.com/wp-content/uploads/2011/02/trainTracks.jpg http://www.causeyengineering.com/WoodPoles_1.jpg

18. 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

19. 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

20. 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

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

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

23. Importância Envenenamentos * Amanita spp. * Fungos de parede Amanita muscaria 1993-1994: surto de hemorragia pulmonar em crianças de Cleveland, Ohio, cujas casas tinham esse fungo crescendo nas paredes. Stachybotrys chartarum Problemas de saúde relacionados a casas e edifícios (sick building syndrome). 23

24. Importância Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja

25. Microrganismos na produção de alimentos • Fermentação de produtos lácteos • Queijo • Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie • Pães • Saccharomyces cerevisae

26. Microrganismos na produção de alimentos • Bebidas alcoólicas • Cervejas: produção de >100 bilhões de litros por ano mundialmente (U$ 300 bilhões) usando Saccharomyces cerevisae e outras • 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.)

27. Microrganismos 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.

28. 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

29. Importância Simbiontes * ectomicorrizas * micorrizas arbusculares * endófitos * artrópodes * líquens

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

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

32. 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) http://curiosoebizarroo.blogspot.com/2010/07/micetoma.html?zx=94b3a7a309a591b1

33. Importância • Alergias • Esporos

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

35. 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

36. 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

37. 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)

38. Parede celular en.wikipedia.org

39. Parede celular quitina quitosana en.wikipedia.org

40. 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

41. 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

42. Reprodução assexuada conídios conídios conidióforo Aspergillus niger

43. Reprodução assexuada esporangiósporos esporangiósporos esporângio

44. zoósporos Reprodução assexuada Zoosporângio zoósporos

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

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

47. 6. Classificação: 7 FILOS NEOCALLIMASTIGOMYCOTA CHYTRIDIOMYCOTA www.tolweb.org MICROSPORIDIA BLASTOCLADIOMYCOTA GLOMEROMYCOTA BASIDIOYCOTA ASCOMYCOTA

48. Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote)

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

50. Filo Ascomycota