FUNGOS: Características Gerais e Importância

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Pelczar, Pg. 258-271Nogueira & Silva-Filho, Pg. 65-85OBS: A parte de classificação de fungos ver slides 19-29

1. Introdução

MICOLOGIA = mykes + logos, ou mais corretamente, MICETOLOGIA (myceto)

Primeiro relato: Pier’ Antonio Micheli (1729): documento Nova Plantarum Genera

Atualmente são descritas cerca de 105.000 espécies

Estimativas: 1,5 milhão de espécies

* organismos eucarióticos

* aclorofilados

* apresentando nutrição absortiva (heterotróficos)

* reprodução sexuada ou assexuada

* Apresenta parede celular

* estruturas somáticas (unicelulares, vegetativas filamentosas e ramificadas)

2. Fungos: Definição

Hifas

Micélio

Unicelulares

3. Características Gerais

3.1. Nutrição absortiva* enzimas extracelulares (exoenzimas)* quebra de diferentes moléculas insolúveis:

- carboidratos- lipídeos

* grande variedade de produtos metabolizados* necessidade de água livre: difusão

3.2. Temperaturas de crescimento* ótima: 25-30ºC* mínima: 10ºC* máxima: 40ºC

algumas espécies termófilas (> 50ºC) e psicrófilas (< 0ºC)

3.3. pH: 4-7

3.4. Oxigênio* aeróbios (maioria)* anaeróbios facultativos: respiração e fermentação* anaeróbios obrigatórios: fermentativos obrigatórios

3.5. Luz* desnecessária para o crescimento somático* pode ser importante para indução de estruturas reprodutivas* orientação dos esporóforos para descarga dos esporos

3.6. Modo de vidaos fungos são organismos quimiorganotróficos:

* saprófitas* parasitas* simbiontes* predadores

3. Características Gerais

3.7. Estrutura somática* hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical

micélio

3. Características Gerais

Fonte: D.A. Klein and M.W. Paschke. Filamentous Fungi: The Indeterminate Lifestyle and Microbial Ecology. Microbial Ecology, 2004

3.7. Estrutura somática* leveduras: sem micélio ou dimórficas

3. Características Gerais

Candida albicansSaccharomyces cerevisiae

3.8. Septo* hifas septadas* hifas desprovidas de septos: micélio cenocítico

3. Características Gerais

Hifa septadaHifa cenocítica

3.9. Diferenciação de Hifas

3. Características Gerais

3.10. 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)

3. Características Gerais

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

3. Características Gerais

4. Reproduçãoa) Reprodução assexuada:

Ocorre com mais frequência (várias vezes numa estação)

Maior número de indivíduos (mas menor variabilidade genética)

* esporos assexuais (produzidos mitoticamente: geneticamente iguais)

* fragmentação de hifas

* gemulação

4. Reprodução Assexuada

Tipos de esporos assexuais:

- esporangiósporos: esporos internos produzidos por mitose em esporângios

esporangiósporos

esporângio

Rhizopus stolonifer

4. Reprodução Assexuada

Tipos de esporos assexuais:

- zoósporos: esporos móveis produzidos em zoosporângios

zoosporângiozoósporos

Esporo com flagelo

4. Reprodução Assexuadaconídios

conidióforo

Aspergillus niger

conídios

- Conídios: esporos externos imóveis

4. Reprodução

b) Reprodução sexuada

Esporos formados por meiose: indivíduos diferentes doam seus núcleos

Formação, ou não, de estruturas especializadas

Curiosidades:

Antes de ocorrer plasmogamia, é preciso que uma hifa "atraia" a outra. Isso ocorre por meio da produção de feromônios (”atração sexual“) produzidos por hifas compatíveis.

Ciclo de vida geral dos fungos

Principais tipos de esporos sexuados:

* Zigósporos * Ascósporos * Basidiósporos

Reino Fungi

A classificação baseia-se primariamente nos seguintes critérios:

1. Características morfológicas do micélio vegetativo ou de suas células

2. Características dos esporos sexuais e corpos de frutificação presentes durante os

estágios sexuais dos seus ciclos de vida

3. Natureza de seus ciclos de vida

Diversidade: cerca de 1,5 milhões de espécies (Hawksworth, 1991)Cerca de 100.000 espécies descritas (< 7 %)Calcula-se que o número de fungos seja igual ao das plantas.

5. CLASSIFICAÇÃO DOS FUNGOS

Classificar fungos não é tarefa fácil. O grupo tem cerca de 600 milhões de anos e existem muitas dúvidasa respeito de sua origem e evolução.

Atualmente, engloba 7 Filos(Hibbet et al., 2007)

Micélio cenocítico (sem septos)

Micélio septado

5.1. Filo NeocallimastigomycotaSão anaeróbios obrigatórios no sistema digestivo de animais herbívoros

Auxiliam de forma importante na nutrição desses animais

Não apresentam mitocôndria

Reprodução por esporos assexuados com ou sem flagelos

5.2. Filo BlastocladiomycotaFungos do solo e água

Normalmente são anaeróbios facultativos

Algumas espécies auxiliam na degradação da matéria orgânica e outras são

patogênicas

Reprodução sexual pela fusão de gametas (zoósporo com flagelo único)

5.3. Filo MicrosporidiaParasitas unicelulares de insetos, crustáceos, peixes e animais

Não tem mitocôndria, mas tem mitossomas (sem DNA)

Algumas espécies são letais e outras são utilizadas em controle biológico

Reprodução assexual e sexual (esporos sem flagelos)

5.4 Filo ChytridiomycotaChytridion significa “pequeno pote” em grego

- Habitat* maioria vivem na água e no solo* trato digestivo de mamíferos herbívoros

- Modo de vida* saprófitas: (maioria) invasores primários de matéria orgânica* parasitas: - plantas - insetos - anfíbios - fungos* simbiontes (anaeróbios do rúmen)

- Maioria cenocíticos, alguns unicelulares

- Reprodução: * assexual por zoósporos com um único flagelo * sexual: fusão de gametas (zoósporos) e meiose zigótica

5.5. Filo Glomeromycota

Características gerais:* Simbiontes obrigatórios* Formação de arbúsculos nas raízes das plantas* Esporos grandes, multinucleados com paredes grossas* Hifas não septadas

Habitat:* solo

Modo de vida* formam associações (endomicorrízicos) no interior das raízes da grande maioria das plantas herbáceas e árvores tropicais.

Importância:

* Essenciais no funcionamento do ecossistemas terrestres

Reprodução:* Não há evidências de que se reproduzam sexualmente.* Por não poderem ser cultivados axenicamente, são propagadas na planta hospedeira em estufas. Os esporos produzidos em culturas aberta não são estéreis, abrigando uma ampla variedade de bactérias e outros fungos.

5.5. Filo Glomeromycota

5.6. Filo Ascomycota

Grupo grande, complexo e diversificado

Características gerais:

* micélio septado* parede celular: quitina e -1,3-glucanas* presença de ascas: estruturas contendo ascósporos* filo em que estão as leveduras

Ascas com ascósporos

Habitat:* solo, água* plantas* animais

Modo de vida* saprófitas: decompondo excrementos, madeira, folhas* parasitas: plantas (mais importantes), insetos, peixes* simbiontes: líquens, ectomicorrizas

Importância:* produção de antibióticos (Penicillium)* doenças: plantas, animais* micotoxinas (Aspergillus spp.)* espécies comestíveis de alto valor (trufas)* produção de álcool e bebidas

5.6. Filo Ascomycota

Reprodução:- Assexual

* fissão binária ou gemulação: leveduras * formação de esporos assexuais: conídios

- Sexual*ocorrência de órgãos sexuais especializados* formação de ascósporos no interior de ascas* formação de ascocarpos

5.6. Filo Ascomycota

5.7. Filo Basidiomycota

-Grupo grande e diverso, desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu.

Características gerais:- esporos sexuais externos: basidiósporos, produzidos em basídios- micélio bem desenvolvido e septado.

- Habitat: fungos essencialmente terrestres

- Importância* comestíveis

Shiitake é cultivávelBoletus não é cultivável (depende da associação com plantas)

* venenosos* úteis para as plantas* produtos secundários: antibióticos, aromas

- Modo de vida* decompositores: principais agentes que decompõem

celulose e lignina* simbiontes: ectomicorrizas* patógenos: principalmente de plantas

5.7. Filo Basidiomycota

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

6. Importância

6.1. Decomposição da matéria orgânica * atividade de maior importância global* principais agentes de decomposição em florestas:

- celulolíticos- ligninolíticos

* liberação de nutrientes para as plantas

6.2. Destruição de produtos* madeira: postes, estradas de ferro, navios, casas, etc.* outros materiais: tecidos, lentes, discos, etc.

6. Importância

6.3. 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

6. Importância

Penicillium sp. Arpergillus flavus Fusarium moniliforme

Claviceps purpurea

Esporão do Centeio

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Fungo parasita que ataca o centeio, e do qual se extraem vários alcalóides e substâncias de uso medicinal. É um fungo conhecido por ser alucinógeno, e usado para fabricar LSD. Quem ingerir o fungo pode desenvolver uma doença atualmente denominada de ergotismo (Wikipedia)

6.4. Antibióticos e outros medicamentos* Penicilinas: Penicillium chrysogenum* Cefalosporinas: Cephalosporium acremonium* Ciclosporina: Cylindrocladium lucidum, Tolypocladium

infatum6.5. Alimentos

* cogumelos- cultivados desde o ano 600 na China; a partir de 1650

na França- importante mercado em expansão

Importância6. Importância

Agaricus bisporus, o champignon deParis Tuber melanosporum, a

trufa negra

Cogumelos comestíveis

Shiitake

Shiimeji

Pleurotus ostreatus, cogumelo ostraLaetiporus sulphureus, galinha da floresta

Cogumelos comestíveis

Morchella esculenta

Boletus edulis,porcini

6.6. Envenenamentos* Amanita spp.* Fungos de parede

6. Importância

Stachybotrys chartarum Problemas de saúde relacionados a casas e edifícios (sick building syndrome).

1993-1994: surto de hemorragia pulmonar em crianças de Cleveland, Ohio, cujas casas tinham esse fungo crescendo nas paredes.

Amanita muscaria

Fermentação de produtos lácteos Queijo

Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie

Pães Saccharomyces cerevisae

6.7. Produção de alimentos* queijos* salsichas* pão* cerveja

6. Importância

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.)

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.

6. Importância

6.8. 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 (tratamento da psoríase),

láctico, cítrico* vitaminas do complexo B: leveduras* reguladores de crescimento de plantas: ex. giberelinas* surfactantes

6.9. Doenças de plantas* perdas econômicas e sociais* extinção de espécies em escala regional* controle biológico de ervas daninhas (micoherbicidas)

Psoriase

6.10. Simbiontes* ectomicorrizas* micorrizas arbusculares* endófitos* artrópodes* líquens

6. Importância

Líquens: Associação de Fungos com Algas- atividade antibacteriana

- veneno para flechas (índios EUA)

- corantes (índios EUA)

- geléias na Turquia

- condimento para pães no Egito

- ingrediente de perfumes finos

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

6. Importância

6.12. Doenças no homem e animais* mais comuns em regiões tropicais* pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes

ex. Candidíases, criptococose, blastomicosePneumocystis carinii - pneumonia em aidéticos

6. Importância

Blastomicose (Paracoccidioides brasiliensis)

6.13. Alergias* esporos

6. Importância

Esporos