Fungos:

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 de
105.000 espécies descritas Estimativas 1,5
milhão de espécies (Hawksworth 2001,
Kirk et al. 2001)
http//morelmushroomhunting.com/amanita_muscaria_r
ed.jpg
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/FilePanellusStipticu
sAug12_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/FilePanellusStipticu
sAug12_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

• Rigidioporus ulmarius com 1,7 m de largura 1,5 m
  de espessura peso de 284 kg (Livro dos records
  1994)

http//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b
/Armillaria_ostoyae_MO.jpg
www.tolweb.org
11
Fatos interessantes cogumelos

• Bridgeoporus nobilissimus no PNW USA (160 kg)

http//www.fungi.com/info/infopics/bridgeoporus/br
idgeoporus.jpg
12
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/fu
ngus.jpg
13
Fatos interessantes cogumelos

• Armillaria bulbosa em 20 ha com 100 toneladas
  sendo originado de 1 único esporo a 1000 anos
  atrás

http//waynesword.palomar.edu/images/armmel1b.jpg
14
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
15
Fatos interessantes culturas

• Penicillium chrysogenum cultura desidratada do
  isolado original de Fleming foi vendida a uma
  empresa farmacêutica em 1996 por 23 mil

http//farm4.static.flickr.com/3268/2902232380_88e
96dee32.jpg
musee-afrappier.qc.ca
16
Introdução
17
Introdução
18
Definição e características

1. Nutrição heterotróficos absortivos produzindo
   enzimas hidrolíticas
2. Estado vegetativo no substrato com micélio
   estático
3. Parede celular normalmente presente com glucanas
   e quitina
4. Estado nuclear eucariótico, uni ou
   multinucleado, o talo sendo homo- ou
   heterocariótico, haplóide, dicariótico
   ou diplóide
5. Ciclo de vida simples, mas usualmente complexo
6. Reprodução pode ser sexual (fusão nuclear e
   meiose) e/ou parassexual (fusão nuclear
   seguida de de- diploidização) e/ou
   assexual (divisão mitótica)
7. Propágulos esporos microscópicos, móveis em
   alguns grupos
8. Esporocarpos micro- a macroscópicos, com
   diferentes formas
9. Habitat presentes em quase todos os ambientes
10. Ecologia saprotróficos, simbiontes, parasitas,
    hiperparasitas
11. Distribuição cosmopolita

19
Estrutura somática
Hifas
Unicelulares
Hifa
Micélio (conjunto de hifas)
20
Estrutura somática
hifas septadas hifas desprovidas de septos
micélio cenocítico
Septo
21
Parede celular
 
 
 
en.wikipedia.org
22
Parede celular
 
quitina
quitosana
en.wikipedia.org
23
Parede celular
Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular) Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular) Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular) Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular) Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular) Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular) Composição química da parede celular de alguns grupos de fungos ( da fração total do peso seco da parede celular)
Exemplos de Filos Gêneros Quitina Celulose Glucanas Proteínas Lipídios
Chytridiomycota Allomyces 58 ? 16 10 ?
Zygomycota Mucor 9 0 44 6 8
Ascomycota Saccharomyces 1 0 60 13 8
Fusarium 39 0 29 7 6
Basidiomycota Schizophillum 5 0 81 2 ?
Coprinus 33 0 50 10 ?
Fonte Webster Weber, 2007 (modificado)
24
Extensão hifal

• Crescimento das hifas apical, mediada por
  organelas especiais denominadas quitosomos
  (vesículas secretórias e microvesículas)
• Microvesículas contêm enzimas
• Quitina sintase necessita ser ativada por uma
  protease
• Glucana sintetase necessita ser ativada pela
  guanosina trifosfato (GTP)
• Enzimas líticas (glucanases, quitinases, etc.)

Em Neurospora crassa (Ascomycota), 38.000
vesículas se fundem a membrana em formação por
minuto
Adaptado de Deacon (1997)
25
Extensão hifal
Modelo do crescimento apical. G Golgi V
vesiculas M microtubulos. Modificado de Deacon
(1997).

1. The apical vesicles that make up the
   Spitzenkörper are thought to be produced from
   Golgi bodies and then transported to the tip by
   elements of the cytoskeleton - perhaps the
   microtubules, actin microfilaments and motor
   proteins like myosin.
2. The vesicles fuse with the plasma membrane at the
   tip, and release their contents. These contents
   almost certainly differ in the different types of
   vesicle, but are thought to include
3. enzymes involved in wall synthesis,
4. enzymes involved in wall lysis,
5. enzyme activators,
6. some preformed wall polymers such as
   mannoproteins, although most wall polymers are
   synthesised in situ at the tip.
7. The wall is thin and thought to be structurally
   weak at the extreme tip, enabling new wall
   materials to be inserted. So the structural
   integrity of the hyphal tip might depend on the
   "actin cap" - a meshwork of actin microfilaments.
   The wall is strengthened progressively behind the
   apex by cross-linking of wall polymers.

26
Extensão hifal
Fig. A. Young region of a hypha, showing
progressive changes in ultrastructural
organisation behind the hyphal apex. The apex
contains a Spitzenkörper (S). Behind this is a
zone rich in mitochondria (M, the dark tubular
structures), then a zone containing tubular
vacuoles (light coloured) and nuclei (N). Fig.
B. Part of a mature region of a hypha (the apex,
not shown, is towards the right of the image)
showing mitochondria (M), vacuoles (Va), Golgi
bodies (G, seen as dark, ring-like structures)
and longitudinally running microtubules (MT).
Fig. C. Close-up of the Spitzenkörper - an
accumulation of small, membrane-bound vesicles of
different sizes and contents, surrounding a
central, vesicle-free core. The hyphal plasma
membrane is seen as a thin dark line immediately
to the right of the Spitzenkörper two thin wall
layers are seen outside the plasma membrane
Sclerotium rolfsii
27
Absorção de nutrientes

• Sistema de canais (Sistema I) e porters (Sistema
  II) por poros protéicos na membrana
• Força próton-motiva (1/3 de todo o ATP do
  organismo é usado para estabelecer esse
  mecanismo)

Extraído de Webster Weber, 2008
28
Organelas

• Núcleos pequenos e muito maleáveis
• Mitocôndrias forma de bastonetes com cristas
  achatadas
• Ribossomos
• Retículo endoplasmático
• Complexo de Golgi
• Citoesqueleto tubulina e actina/miosina
• Vacúolos
• Microvesículas

fungionline.org.uk
29
Tropismo

• Quimiotropismo de esporos
• Esporos que crescem em diferentes direções em
  função do substrato

Tecido morto esporo germina e cresce em direção
a raiz
Tecido vivo esporo germina e cresce afastando-se
da raiz
Imagens de videotape (Allan et al., 1992).
30
Tropismo

• Quimiotropismo sexual
• Permitir tipos de acasalamento compatíveis de
  encontrarem-se
• Hifas crescem umas em direção as outras fruto da
  produção de hormônios voláteis denominados ácidos
  trispóricos

Tempo (minutos)
Extraído de Gooday Adams, 1993.
31
Características gerais

• Temperaturas de crescimento
• ótima 25-30ºC
• algumas espécies termófilas (gt 50ºC)
• outras espécies psicrófilas (lt 0ºC)
• pH 4-6
• 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

32
Aspectos evolutivos

• Divergiram a 900 Ma a 2,5 Ba (Berbee Taylor,
  2001)
• Primeiros relatos no período Proterozoico (1000
  570 Ma) (Butterfield, 2005)
• Formas terrestres no período Siluriano (438 408
  Ma)
• Associados a madeira em decomposição e a plantas
  (micorrizas) no período Devoniano (408 360 Ma)
  (Taylor et al., 1992, 1999, 2005)
• Diversidade aumentou consideravelmente no
  Paleozóico (320 286 Ma)

Chytridios, Zygo e Ascomycota do Rhynie Chert
(Devoniano)
33
Classificação
Reino Fungi atual (com base nos estudos
moleculares de Woese) grupo monofilético
34
Classificação do Reino Fungi R.T. Moore (1980)
35
Classificação do Reino Fungi R.T. Moore (1980)
36
Classificação do Reino Fungi R.T. Moore (1980)
Classificação proposta por Hibbett et al (2007)
Mycological Research
NEOCALLIMASTIGOMYCOTA
MICROSPORIDIA
CHYTRIDIOMYCOTA
BLASTOCLADIOMYCOTA
GLOMEROMYCOTA
BASIDIOYCOTA
ASCOMYCOTA
Loss of flagellum
37
Classificação do Reino Fungi R.T. Moore (1980)
38
Classificação do Reino Fungi R.T. Moore (1980)
www.tolweb.org
39
(No Transcript)
40
Zygomycota Neocallimastigalles
Spizellomycetales
Glomeromycota
Zygomycota
41
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007
www.tolweb.org
42
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Micélio cenocítico ou com pseudopodos
• Parede celular composta de quitina e glucanas
  (poucas espécies tem celulose)
• de 100 gêneros e cerca de 1000 spp.
• Reprodução assexuada por zoósporos formados em
  esporângios
• Zoósporos são uninucleados e uniflagelados
• Meiose zigótica conhecida
• Organelas dos zoósporos
• Pelo menos uma mitocôndria
• Microtubulos
• Reticulo endoplasmático
• Um corpo lipídico grande
• ou vários pequenos
• Ribossomos
• Partículas gama armazenamento
• de proteínas (quitina sintetase, p.ex.)

43
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Crescem em muitos substratos distintos
• Ambientes aquáticos (doce/salgado) e terrestres
  (inclusive desertos)
• Algumas espécies anaeróbicas (rúmen de animais
  exemplo de spp. que são manipuladas geneticamente
  para melhorar a digestão de certos alimentos
  pelos ruminantes)
• Vetor de muitas viroses de importância econômica
• Decompõem queratina, celulose, quitina e
  hemicelulose

44
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Patógenos de
• Plantas vasculares, musgos, fitoplâncton
• Animais anfíbios, nematóides, ácaros, mosquitos,
  besouros
• Algas várias espécies
• Protozoários várias espécies
• Fungos outros chytridios, micorrizas
  arbusculares, e fungos dos filos Ascomycota e
  Basidiomycota

http//blog.mycology.cornell.edu
45
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Doenças de plantas
• Olpidium brassicae podridão do repolho
• Synchytrium endobioticum doença negra do
  coração da batata

46
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Patógenos de protozoários
• Usados para controle do
• protozoário da malaria

47
Filo Chytridiomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Doenças de animais
• Batrachochytrium dendrobatidis chytridiomicose
  em anfíbios

esporângios
zoósporos
http//en.wikipedia.org/wiki/FileChytridiomycosis
.jpg
48
Filo Neocallimastigomycota M.J. Powell 2007

• Características
• Apresenta uma única ordem Neocallimastigales
• São anaeróbicos obrigatórios do rúmen de animais
  herbívoros (penetram o substrato no rúmen e o
  degradam muito melhor que bactérias e
  protozoários)
• Não tem mitocôndria
• Vivem tanto em ambientes aquáticos quanto
  terrestres
• São uniflagelados ou poliflagelados (c/ de 10
  flagelos)
• Fazem fermentação ácida

mekarn.org
cgdc3.igmors.u-psud.fr
49
Filo Blastocladiomycota T.Y. James 2007
scielo.br
mycokey.com
50
Filo Blastocladiomycota T.Y. James 2007

• Características
• Doenças de animais
• Coelomomyces stegomyiae desenvolve-se nas
  larvas do mosquito Stegomyia scutellaris (agente
  causador da febre amarela)
• Também usado para controle da malaria

h ttp//www.pnwfungi.org
wn.com
51
Filo Glomeromycota C. Walker A. Schuessler 2001
nrri.umn.edu
52
Filo Glomeromycota C. Walker A. Schuessler 2001

• Características
• Apresenta 200 spp.
• Formam as micorrizas arbusculares (MA)
• Geosiphon pyriformis tem endosimbiose com Nostoc
• Hifas geralmente cenocíticas
• São terrestres produzindo esporos com parede
  muito espessa
• Esporos podem estar isolados ou em esporocarpos
• Reproduzem-se apenas assexuadamente
• Esporos germinam e imediatamente buscam um
  simbionte. Se esse estiver ausente ocorre a
  retração do protoplasto para o interior do esporo
  e o mesmo entra em dormência

http//www.tolweb.org/Glomeromycota/28715
53
Filo Glomeromycota C. Walker A. Schuessler 2001

• Características
• Culturas puras somente com o simbionte
• As MA tem efeito marcante nos ecossistemas
  melhoria nutricional
• Até recentemente classificados como Zygomycota.
  No entanto, removidos por serem simbiontes,
  aparentemente não apresentar zigósporos e pelos
  resultados do rDNA
• Filo irmão dos Basidiomycota e Ascomycota

graniteseed.com
fminfinita.com.ar
54
Filo Microsporidia Balbiani 1882

• Características
• Parasitas unicelulares (insetos, crustáceos,
  peixes, animais - inclusive humanos)
• Parasitismo pode causar perda das funções de
  testículos, ovários, gigantismo, mudança de sexo.
  Nos casos mais avançados assume o controle do
  hospedeiro (metabolismo e reprodução) formando um
  xenoma (células aumentadas cheias de esporos)

Xenoma causado por Glugea stephani
http//en.wikipedia.org/wiki/Microsporidia
55
Filo Microsporidia Balbiani 1882

• Características
• Algumas espécies são letais enquanto outras
• são utilizadas no controle biológico de
  insetos
• Até muito recente imaginava-se que
• fossem protozoários
• 1500 spp. descritas com estimativa de
• 1 milhão delas
• Tem os lts genomas e estão entre os lts
• eucarióticos conhecidos
• Não tem flagelos
• Produzem esporos de resistência
• Não tem mitocôndria tem mitossomos
• (organelas derivadas de mitocôndrias
• com função ainda não elucidada)
• encontrados em anaeróbicos e
• microaerófilos. Mitossomos não tem genes

56
Filo Microsporidia Balbiani 1882

• Características
• Reproduzem-se tanto sexuada quanto assexuadamente
  (certas espécies tem cada forma de reprodução num
  hospedeiro)
• Podem ser transmitidos verticalmente (ovário para
  ovo, p.ex.). Testados como mecanismo de
  evolution-proof o mosquito morre
  antes do parasita da malária estar maturo
• São evolutivamente mais recentes, inclusive com
  funções somente desenvolvidas com o auxilio do
  hospedeiro

http//en.wikipedia.org/wiki/Microsporidia
inhs.illinois.edu
57
Sub-Filos Incertae sedis Hibbett et al. 2007

• Zygomycota
• Mucoromycota
• Entomophthoromycota
• Kickxellomycota
• Zoopagomycota
• Anteriormente classificados em Zygomycota
• Tem cerca de 600 a 1400 milhões de anos
• Aparentemente divergiram de Microsporidia
• 1000 spp.
• Rhizopus, Mucor (tofu)
• Único grupo que produz zigósporos
• Muitos tem fototropismo (luz azul)

www.tolweb.org
58
Classificação do Reino Fungi R.T. Moore (1980)
59
Sub-Filos Incertae sedis Hibbett et al. 2007

• Zygomycota
• Mucoromycota
• Entomophthoromycota
• Kickxellomycota
• Zoopagomycota
• Anteriormente classificados em Zygomycota
• Tem cerca de 600 a 1400 milhões de anos
• Aparentemente divergiram de Microsporidia
• 1000 spp.
• Rhizopus, Mucor (tofu)
• Parede com quitina
• Único grupo que produz zigósporos
• Muitos tem fototropismo (luz azul)

www.tolweb.org
60
Sub-Filos Incertae sedis Hibbett et al. 2007

• Zygomycota
• Mucoromycota
• Entomophthoromycota
• Kickxellomycota
• Zoopagomycota
• Grupo de fungos ecologicamente mais diverso
• Saprófitos
• Habitantes do intestino de artrópodes
• Mutualistas ECM (Endogonales)
• Patógenos de plantas, animais, amebas e outros
  fungos
• Pilobolus

http//en.wikipedia.org/wiki/Microsporidia
www.tolweb.org
61
Sub-Filos Incertae sedis Hibbett et al. 2007

• Produção de alimentos
• Vegetais fermentados
• Tempeh Rhizopus spp.
• Tofu e Sofu Mucor spp.
• Fermentações de produtos a base de amido nesse
  caso sempre há necessidade de uma fase onde os
  grãos são previamente convertidos a açúcar
  conhecida como maltagem - germinando os grãos,
  mastigando ou usando fungos como Rhizopus ou
  Mucor para sacarificar o amido

wizardrecipes.com
62
Sub-Filos Incertae sedis Hibbett et al. 2007
Ciclo de vida
Assexuada
Sexuada
http//en.wikipedia.org/wiki/Microsporidia