FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

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 www.travelpod.com

3. Introdução Primeiro relato: Pier’ Antonio Micheli (1729) – documento Nova Plantarum Genera Atual: cerca de110.000 espécies descritas Estimativas: 1,5 a 5,1 milhões de espécies (Hawksworth 2001, Kirk et al. 2001, Blackwell, 2011) 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. 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. Estrutura somática Hifas Unicelulares Hifa Micélio (conjunto de hifas)

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

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

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. zoósporos Reprodução assexuada Zoosporângio zoósporos

44. Reprodução sexuada • Reprodução sexuada * 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. 6. Classificação: 7 FILOS NEOCALLIMASTIGOMYCOTA CHYTRIDIOMYCOTA www.tolweb.org MICROSPORIDIA BLASTOCLADIOMYCOTA GLOMEROMYCOTA BASIDIOYCOTA ASCOMYCOTA

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

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