Vegetais inferiores?

Vegetais inferiores

Reino no. de espéciesMonera bactérias 20000

(cianobactérias)

Protista algas 33000protozoários

Mycetae fungos 77000Mycetae fungos 77000

Plantae plantas 40 000(400 000)

Animalia animais

Vegetais inferiorescianobactérias

- procariontes- formam florações em corpos d´água (alta

densidade de células)- florações frequentemente tóxicas- acumulam toxinas potentes- fonte de novos produtos naturais com

interessante atividade biológicainteressante atividade biológica

DolabellaN

NN

N

O

O

OCH3O

N

OOCH3

N

SHH

Simplostatina

Vegetais inferioresfungos

• saprófitas• aplicação bioteclógica – cervejaria,

panificação, produção de queijos• responsáveis por enormes prejuízos na

agricultura• fonte de produtos naturais com • fonte de produtos naturais com

interessante atividade biológica (antibióticos, ciclosporina)

• principais responsáveis por mortes por infecção hospitalar

Vegetais inferioresalgas eucarióticas

• grupo heterogêneo de organismos que têm em comum a capacidade de realizar fotossíntese

• aplicações biotecnológicas (agar-agar, alginato)

• podem formar florações tóxicas • podem formar florações tóxicas (ex: marés vermelhas)

• algumas algas verdes já incorporadas no reino Plantae

Vegetais inferioresplantas avasculares

plantas vasculares sem sementes

CIANOBACTÉRIAS

sinônimos:cianofíceascianoprocariontes

bactérias que realizam fotossíntese com

nome vulgar: algas azuis

MicrocystisMicrocystisMicrocystisMicrocystis

OscillatoriaOscillatoriaOscillatoriaOscillatoriaAnabaenaAnabaenaAnabaenaAnabaena

bactérias que realizam fotossíntese com liberação de O2.

primeira descrição de cianobactéria feita por

Linnaeus em 1755

• estima-se que o Sistema Solar tenha sido formado a 4,5 bilhões de anos atrás.

• fósseis dos primeiros microorganismos datam de 3,5 bilhões de anos.

• organismos pioneiros na

Breve histórico

• organismos pioneiros na terra (2,8 – 2,5 bilhões de anos)

• responsáveis pela formação da atmosfera atual, enriquecida com O2

http://imaginationconversion.

wordpress.com/2008/03/07/str

omatolites-are-our-parents-if-

you-believe-that-sort-of-thing/

stromatolitos

água doce

Colonizam todo tipo de ambiente

http://www.hickerphoto.com/yello

w-cyanobacteria-16840-

geiser Sapphire, Nova Zelândia

http://www.sbes.stir.ac.uk/research/cehh/projects.html

http://www.uni-kl.de/FB-Biologie/Botanik/bsc_antarktis.htm

rochas

pictures.htm

sedim

ento

mar

solos

Como reconhece-las

http://www.microscopy-

uk.org.uk/mag/indexmag.html

Nostoc

Nostoc

http://www.rbgsyd.nsw.gov.au/sc

ience/current_research/australia

n_freshwater_algae2/algpic/cyan

obacteria?SQ_DESIGN_NAME

=printer_friendly

uk.org.uk/mag/indexmag.html

?http://www.microscopy-

uk.org.uk/mag/artoct01/pjnos

toc.html

Oscillatoria

Diversidade morfológica

http://www.dr-ralf-wagner.de/Blaualgen.html

Diversidade morfológica

células vegetativas

células especializadas• formam-se a partir de

células vegetativas

acinetos• formação induzi-

da por estresse abiótico

• fotossintetica-mente inativos

• capaz de sobre-viver a condições

heterocitos• sítio de fixação de N2• no. depende da

disponibilidade de nutrientes no ambiente

• fotossinteticamente inativos

• contém cianoglobina

• fotossinteticamente ativas

• divisão celular ativa

viver a condições adversas (acúmu-lo de reservas)

• divisão celular induzida por ambi-ente favorável

• contém cianoglobina (sequestra O2)

• divisão celular inativa• tempo de vida limitado

heterocito

acineto

Diversidade morfológica

filamentosas

http://www.dr-ralf-wagner.de/Blaualgen.html

unicelularesde vida livre/coloniais

• Seção I: Chroococales - cocóides que se multiplicam por divisão binária;

• Seção II: Pleurocapsales - cocóides que se multiplicam por fissão múltipla;

• Seção III: Oscillatoriales - filamentos simples

Classificação segundo a taxonomia bacteriológica:(baseia-se na descrição de cultivos axênicos)

I

II

III• Seção IV: Nostocales - filamentos simples

que possuem heterocitos e acinetos;

• Seção V: Stigonematales - filamentosas ramificadas que possuem heterocitos e acinetos.

Classificação baseada na morfologia.

Está em revisão!

III

IV

V

bainha de mucilagem

Ultra-estrutura celularcélula vegetativa

membranas detilacóides

bainha de mucilagem

plasmalema

ficobilissomas

grânulos de glicogênio

parede celular

PB – corpos de polifosfatoPh – carboxissomasR – ribossomosG – vacúolos gasososD – DNASG ou CPG – grânulos de cianoficina

Ultra-estrutura celularcélula vegetativa

bainha de mucilagem:• não é formada por todos os gêneros• formação também depende das

características do ambiente• protege as células contra

dessecação• contribui para o

http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274

• contribui para o deslizamento/deslocamento das células

parede celular:• semelhante à de bactérias Gram

negativas

Ultra-estrutura celularcélula vegetativa

Protoplasma –

DNA circularribossomosmembranas de tilacóides:• aparato de captação de luz

grânulos de glicogênio:grânulos de glicogênio:• polímero de glicose• reserva de C para a célula

grânulos de cianoficina:• polímero de ác. aspártico e arginina • reserva de N para a célula

corpos de polifosfato• reserva de P para a célula

Ultra-estrutura celularcélula vegetativa

carboxissomos:• estruturas com alta concentração de ribulose-1,5-bisfosfato

(fixação de C durante a fotossíntese)

vacúolos gasosos• vesículas contendo gás, recobertas por proteína• regulam a posição da célula na coluna d´água• regulam a posição da célula na coluna d´água

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm

Ultra- estrutura celularcélulas especializadas

heterocito

acineto

Células resistentes a condições adversas do ambiente

• parede celular espessa• tilacóides com fotossistema

inativo• contém grânulos de cianoficina

grânulos de

cianoficina

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm

células especializadas na fixação de N• parede celular espessa• sistema de membranas internas

abrigam a nitrogenase• ligados às células vegetativas

através de poros

Diversidade metabólica

Fotoautotróficos: organismos que crescem apenas na presença de luz em meio inorgânico

Quimioheterotróficos facultativos: organismos capazes de viver em ambiente sem luz em meio contendo fonte de C orgânico ou fototróficamente na luz

Diversidade metabólicacaptação de luz

MgMgMgMg

CH3

CCCCHHHH3333 CCCCHHHH3333

CCCCHHHH3333 CCCCHHHH3333CCCCHHHH3333

CCCCHHHH3333

pigmento principal: clorofila apigmentos assessórios:• carotenóides• ficocianinas• ficoeritrinas

CCCCHHHH3333CCCCHHHH3333ββββ ---- carotenocarotenocarotenocaroteno

HHHH HHHH HHHH HHHH

CHCHCHCH3333C

HCHCHCH3333C

HCHCHCH3333

COOH

COOH

COOH

COOH

HOOC

HOOC

HOOC

HOOC

OOOO

CCCCHHHH3333CCCCHHHH3333

CCCCHHHH3333

OOOO NNNN NNNN NNNN NNNN

ficocianinaficocianinaficocianinaficocianina

clorofila a

Diversidade metabólicacaptação de luz

Pigmento principal:• clorofila a

Pigmentos acessórios:• ficoeritrina • ficocianina• carotenóides

A presença de ficocianina e ficoeritrina permite a colonização de maiores

profundidades.

Reprodução

assexuada

sexuada• muitas cianobactérias são naturalmente competentes• não foi relatada conjugação na natureza

http://www.microscopy.org/education/projectmicro/

Formas de vida

vida livreplantasfungosanimais

vida associada

Cycas

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm

vida livre

tunicata

líquem

Cycas

http://www.anbg.gov.au/bryophyte/

Anthocerotophyta

Formas de vidavida associada a plantas

campo de arroz

Associação com vários tipos de plantasFilos: Anthocerotophyta

Pteridophyta (Azolla)CycadophytaAntophyta (Gunnera)

*

*

*

Gunnera

Azolla

Associação com gêneros fixadores de N2 (Nostoc*)

A cianobactéria troca compostos nitrogenados por abrigo e outros compostos com a planta.

associação utilizada para aumentar a produtividade na agricultura e piscicultura.

*

Formas de vidavida associada a animais

• frequentemente associadas a animais marinhos• associação percebida através da busca de

metabólitos secundários biologicamente ativos para a produção de fármacos

tunicata

??

a arquitetura da esponja permite que as espículas conduzam luz possibilitando a colonização de cianobactérias também no seu interior (J. Exp. Mar. Biol Ecol, 2008, 367:61)

esponjas

Formas de vidavida associada a fungos

Peltula

Anema

cerca de 8% dos líquens são associações entre fungos e cianobactérias

organismos altamente resistentes a condições adversas de temperatura e

http://www.uni-kl.de/FB-Biologie/Botanik/phylo_tax_lichens.htm

Leptogium

adversas de temperatura e disponibilidade de água

sensíveis à poluição

Florações de Cianobactérias

- não tóxicas- tóxicas

o que são ?

Sua freqüência vem aumentando !!

Prejuízos causados também !!!

Cianotoxinas

hepatotoxinas

N NH HN NH

O

O

H HOH

O3SO

H NH

+

HNCH3

O

HN

N N

OH2N

O

RN NH

NH

NH

HH

HN

O

NNH

O

O

NH

N N

NH

NH2

O

OO

HN

HN

COOH

COOH

O

H

OMe

H H

Z X

divididas de acordo com os sintomas que provocam

β−N-metilamino-l-alanina

neurotoxinas

dermatotoxinas

HN O

POMe

O

HO

HN NHN

OH

OH

NNNN

NNNNNNNN

OOOO

OOOOHHHH

HHHH

HHHH

OOOOOOOOOOOO

OOOO

OOOOHHHHOOOO

OOOOBBBBrrrr

OOOOHHHH

OOOOMMMMeeeeOOOOHHHH

Toxinas potentes ! (dl baixa)Estruturas bem caracterizadasGrande diversidade estrutural Métodos de análise descritos

bbbb----NNNN----metilaminometilaminometilaminometilamino----llll----alaninaalaninaalaninaalanina–––– toxina presente na maioria das cianobactérias investigadastoxina presente na maioria das cianobactérias investigadastoxina presente na maioria das cianobactérias investigadastoxina presente na maioria das cianobactérias investigadas

• neurotoxina presente na maioria das espécies de cianobactérias

• amino ácido modificado – incorporado em proteínas• bioacumula• associada inicialmente à doença neuro degenerativa que

acomete a população de Guam que se alimenta farinha feita de cicas além de morcegos que se alimentam de suas sementes.

• associada recentemente à doença de Alzheimer e à esclerose lateral amiotrófica

http://www.ethnomedicine.org/research/QA.asp

SITES PARA CONSULTA:

cianobactérias:http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm

algas, inclusive cianobactérias:http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274

Aplicações biotecnológicas

- Spirulina

biomassa

óleos

vitamina B

pigmentos

- Azolla fixação de N2

SpirulinaSpirulinaSpirulinaSpirulina