FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

1. FUNGOS: biologia, diversidade, importância e classificação

2. 1. Introdução MICOLOGIA = mykes + logos, ou mais corretamente, MICETOLOGIA (myceto) Pier’ Antonio Micheli (1729): documento Nova Plantarum Genera Cerca de. 105.000 espécies descritas Estimativas: 1,5 milhão de espécies

3. 2. Definição * organismos eucarióticos * aclorofilados * apresentando nutrição absortiva * reprodução sexuada ou assexuada * estruturas somáticas (unicelulares, vegetativas filamentosas e ramificadas) * com parede celular

4. 3. Importância Micologia: ca. 250 anos Manifestações do grupo são conhecidas desde a antiguidade: * vinho * pão * cerveja * uso de fungos na medicina Como nossas vidas estão intimamente ligadas aos fungos; a significância da descoberta da Penicilina

5. 3. Importância 3.1. Decomposição da matéria orgânica * atividade de maior importância global * principais agentes de decomposição em florestas: - celulolíticos - ligninolíticos * liberação de nutrientes para as plantas 3.2. Destruição de produtos * madeira: postes, estradas de ferro, navios, casas, etc. * outros materiais: tecidos, lentes, discos, etc.

7. 3. Importância 3.3. 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

8. 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

9. Importância 3. Importância 3.4. Antibióticos e outros medicamentos * penicilinas: Penicillium chrysogenum * cefalosporinas: Cephalosporium acremonium * ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium infatum 3.5. Alimentos * cogumelos - cultivados desde o ano 600 na China; a partir de 1650 na França - importante mercado em expansão

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

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

12. 3. Importância 3.6. 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). 12

13. 3. Importância 3.7. Produção de alimentos * queijos * salsichas * pão * cerveja

14. Microorganismos na produção de Alimentos • Fermentação de produtos lácteos • Queijo • Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie • Pães • Saccharomycescerevisae

15. Microorganismos na produção de Alimentos • Bebidas alcoólicas • Cervejas: produção de 50 bilhões de litros por ano usando Saccharomycescerevisae • 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.)

16. Microorganismos na produção de Alimentos • Vegetais fermentados • Molho de soja – Aspergillusoryzae, Pediococcussoyae, Saccharomycesspp., Torulopsisspp. • Miso – Aspergillusoryzae • Tempeh – Rhizopusspp. • Tofu e Sofu – Mucorspp.

17. 3. Importância 3.8. Produtos de valor industrial * álcool * ergosterol * cortisona * enzimas: -amilases, renina, celulase, catalase * ácidos orgânicos: fumárico, láctico, cítrico * vitaminas B: leveduras * reguladores de crescimento de plantas: ex. giberelinas * surfactantes 3.9. Doenças de plantas * perdas econômicas e sociais * extinção de espécies em escala regional * controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas)

18. 3. Importância 3.10. Simbiontes * ectomicorrizas * micorrizas arbusculares * endófitos * artrópodes * líquens

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

20. 3. Importância 3.11. Controle biológico de doenças e pragas * Trichoderma spp. * Penicillium spp. * Arthrobotrys

21. 3. Importância 3.12. Doenças no homem e animais * mais comuns em regiões tropicais * pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes ex. Candidíases, criptococose, blastomicose Pneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos

22. 3. Importância 3.13. Alergias * esporos Esporos

23. 3. Importância 3.14. Modelos experimentais * curtos tempos de geração * genomas pequenos * condição haplóide freqüente * esporos sexuais facilmente isoláveis e cultiváveis ex. Neurospora crassa (princípios da hereditariedade)

24. 4. Características gerais 4.1. Nutrição absortiva * enzimas extracelulares (exoenzimas) * quebra de diferentes moléculas insolúveis: - carboidratos - lipídeos * grande variedade de produtos metabolizados * necessidade de água livre: difusão 4.2. Temperaturas de crescimento * ótima: 25-30ºC * mínima: 10ºC * máxima: 40ºC algumas espécies termófilas (> 50ºC) e psicrófilas (< 0ºC) 4.3. pH: 4-7

25. 4. Características gerais 4.4. Oxigênio * aeróbios (maioria) * anaeróbios facultativos: respiração e fermentação * anaeróbios obrigatórios: fermentativos obrigatórios 4.5. Luz * desnecessária para o crescimento somático * pode ser importante para indução de estruturas reprodutivas * orientação dos esporóforos para descarga dos esporos 4.6. Modo de vida os fungos são organismos quimiorganotróficos: * saprófitas * parasitas * simbiontes * predadores

26. 4. Características gerais 4.7. Estrutura somática * hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical micélio Fonte: D.A. Klein and M.W. Paschke. Filamentous Fungi: The Indeterminate Lifestyle and Microbial Ecology. Microbial Ecology, 2004

27. 4. Características gerais 4.7. Estrutura somática * leveduras: sem micélio ou dimórficas Saccharomyces cerevisiae Candida albicans

28. 4. Características gerais 4.8. Septo * hifas septadas * hifas desprovidas de septos: micélio cenocítico Hifa septada Hifa cenocítica

29. 4. Características gerais 4.9. Parede celular * forma da hifa * proteção * reconhecimento: processo sexual, simbioses * microfibrilas localizadas na parte interna, embebidas numa matriz amorfa -glucanos e quitina -glucanos e glicoproteínas * não tem celulose apesar de eucariótico (mas tem ergosterol)

30. 4. Características gerais 4.10. Organelas * núcleos: pequenos e muito maleáveis * mitocôndrias: forma de bastonetes com cristas achatadas * ribossomos * retículo endoplasmático * complexo de Golgi * citoesqueleto: tubulina e actina (?) * vacúolos

31. 5. Reprodução 5.1. 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

32. 5. Reprodução

33. 5. Reprodução assexuada conídios conídios conidióforo Aspergillus niger

34. 5. Reprodução assexuada esporangiósporos esporangiósporos esporângio

35. zoósporos 5. Reprodução assexuada Zoosporângio zoósporos

36. 5. Reprodução sexuada 5.2. Reprodução sexuada * esporos * formação, ou não, de estruturas especializadas * plasmogamia cariogamia haplóide diplóide Plasmogamia = fusão de gametas Cariogamia = fusão de núcleos

37. 5. Reprodução sexuada Reprodução assexuada Reprodução sexuada

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

39. 6. Classificação: 7 FILOS (Hibbett et al. 2007) NEOCALLIMASTIGOMYCOTA CHYTRIDIOMYCOTA MICROSPORIDIA BLASTOCLADIOMYCOTA GLOMEROMYCOTA BASIDIOYCOTA ASCOMYCOTA

40. Filo Chytridiomycota Esporos com flagelos simples (chicote)

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

42. Filo Ascomycota Grupo complexo e diversificado, com mais de 10.000 espécies Características gerais * micélio septado (apocítico) * septos com poros simples, fechados pelos corpos de Woronin ou outras organelas septais * estágio dicariótico * parede celular: quitina e -1,3-glucanos * presença de ascas: estruturas contendo ascósporos

43. Filo Ascomycota Ascas com ascósporos

44. 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 Reprodução: tanto assexuada quanto sexuada

45. Filo Ascomycota

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

47. Filo Basidiomycota

48. Filo Basidiomycota Habitat: fungos essencialmente terrestres * solo * plantas * animais * madeira Importância * comestíveis * venenosos * produtos secundários: aromas Modo de vida * decompositores: principais agentes de decomposição de celulose e lignina * simbiontes: ectomicorrizas * patógenos: principalmente de plantas (ferrugens, carvões)