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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO

CENTRO DE ESTUDOS SUPERIORES DE IMPERATRIZ

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E BIOLOGIA

PROCARIONTES E PROTISTAS FOTOSSINTETIZANTES

I – organismos PROCARIÓTICOS: dois reinos - REINO ARCHAEBACTERIA - REINO EUBACTERIA

ARQUEOBACTÉRIAS: Halófilas e Termófilas

Divisão BACTERIOPHYTA: tiobactérias verdes, tiobactérias púrpuras, bactérias púrpuras sem enxofre e Prochloron.

Divisão CIANOBACTERIOPHYTA: cianobactérias.

II –REINO PROTISTA– ALGAS: Eucarióticas; marinhas, dulcícolas e terrestres (neve, troncos, solo…) e em associações simbióticas com fungos, protozoários e animais. Cerca de 22.800 espécies vivas conhecidas.

II.1 – ALGAS INFERIORES - REINO PROTISTA – Unicelulares

Divisão EUGLENOPHYTA: euglenofíceas.  1.000 spp.

Divisão PYRROPHYTA: pirrofíceas.  2.100 spp.

Divisão CHRYSOPHYTA: diatomáceas, crisofíceas e xantofíceas.  7.200 spp.

II.2 – ALGAS SUPERIORES - REINO PROTISTA – Total ou predominantemente multicelulares.

Divisão CHLOROPHYTA: clorofíceas (uni e multicelulares).  7.000 spp.

Divisão PHAEOPHYTA: feofíceas (multicelulares).  4.000 spp.

Divisão RHODOPHYTA: rodofíceas (uni e multicelulares).  1.500spp.

DIVISÃO

PIGMENTOS

SUBST. RESERVA

PAREDE CELULAR

BACTERIOPHYTA

Tiobactérias verdes

Tiobactérias púrpuras

Bactérias púrpuras

Prochloron

Cloróbio-clorofila

Bactério-clorofila

Bactério-clorofila

Clorofila a, b carotenóides.

Carboidratos variados

Ácido murâmico, peptideoglicano, lipopolissacarídeos

CIANOBACTERIOPHYTA

Clorofila a; ficocianina, ficoeritrina

Amido das cianofíceas

licoproteínas (mucopolissacarídeos)

EUGLENOPHYTA

Clorofila a e b; a e b -caroteno, e xantofilas (neoxantina e anteraxantina)

Paramido

(película): M.P.+ estrias helicoidais de proteínas (Periplasto)

PYRROPHYTA

Clorofila a e c, b-caroteno, xantofilas específicas (peridinina, piridina, diadinoxantina e dinoxantina)

Amido

Celulose ou sem PC

CHRYSOPHYTA

Clorofila a e c;

a-caroteno, xantofilas (luteína, fucoxantina, violaxantina e neoxantina).

Leucosina (Crisolaminarina)

Pectatos + óxidos de silício e celulose

CHLOROPHYTA

Clorofila a e b

Amido

Celulose +hemicelulose+pectina

PHAEOPHYTA

Clorofila a e c; fucoxantina

Laminarina, Manitol

Celulose+algina

RHODOPHYTA

Clorofila a; ficocianina; ficoeritrina; carotenóides.

Amido das florídeas

Celulose + polissacarídeos (galactonas sulfatadas: Agar ou carragenano) ou CaCO3

As características de Parede Celular são, obviamente, informações que constituem a regra e não a totalidade, pois há exceções dentro de uma mesma Divisão.

Tiobactérias só se desenvolvem em ambientes com grandes quantidades de matéria orgânica em decomposição. E Prochloron é um gênero de bactérias que vivem como simbiontes em colônias de tunicados (Filo Chordata). Observe que ela apresenta clorofilas a e b.

A bactéria que invadiu a célula eucariótica primitiva e tornou-se simbiótica originando as Mitocôndrias, era provavelmente uma bactéria púrpura sem enxofre. Cloroplastos surgiram de várias simbioses distintas: eucariontes com cianobactérias ou, bactérias extintas.

Cianobacteriophyta e Rhodophyta são as únicas em que todas as espécies não apresentam flagelos em alguma fase do ciclo de vida.

Chlorophyta apresenta também spp unicelulares (Chlamydomonas spp., Volvox spp.,…), assim como Rhodophyta.

Phaeophyta não apresenta nenhuma espécie unicelular.

Rhodophyta é a única divisão em que as spp. não apresentam centríolos, e algumas se incrustam com CaCO3, sendo denominadas de algas coralígenas, pois ajudam a formar os recifes de corais nos oceanos tropicais.

R e i n o P r o t i s t a - A L G A S

O termo Alga foi proposto por Karl von Linée em 1.753 na sua obra Species Plantarum. As algas desempenham uma função nos ambientes aquáticos comparável àquela das plantas nos ambientes terrestres: são os Produtores Primários nesses ambientes. Habitam sempre a Zona Eufótica e, com menores densidades populacionais, a Zona Disfótica. São constituintes do Plâncton, e Bentos Marinho e em áreas de Florestas de Manguezais (Água salobra < 32 ppm, com níveis mínimos de O2 no solo). Importantes constituintes também dos ambientes Dulcícolas, ou águas continentais, sejam de águas paradas – Ecossistemas lênticos, ou de águas correntes – Ecossistemas lóticos.

São eucarióticas, unicelulares ou multicelulares, autótrofas ocupando todos os ambientes da biosfera (lagos gelados a gotículas de água na atmosfera); podem ser epífitas sobre árvores de mangue ou sobre outras algas, ou ainda, mantém relações simbióticas com protozoários, fungos e animais. E por fim, em situações extremas (stress) ocuparam o ambiente terrestre (areia perto da praia, lama, troncos, rochas, solos áridos dos desertos).

Origem Polifilética (as diversas divisões atuais originaram-se a partir de diferentes linhagens) provavelmente com idade de 1,5 bilhão de anos que é a possível data de origem dos eucariontes unicelulares. Fósseis de Rodofíceas com @ 1,1 Bilhão de anos e fósseis de algas verdes multicelulares foram encontrados na Austrália Central com cerca de 900 milhões de anos. Porém é a partir do Cambriano (600 milhões de anos) que as grandes algas evoluíram

Agrupam-se as algas em dois grandes grupos: o Grupo das Unicelulares (Euglenophyta, Chrysophyta e Pyrrophyta) e o Grupo das Multicelulares predominantemente (Chlorophyta, Phaeophyta, Rhodophyta).

As algas tipicamente unicelulares compreendem cerca de 10.300 espécies vivas e descritas.

Em relação à estrutura celular é importante observar que:

a) a presença da Parede Celular com Celulose como Matriz é regra em Pyrrophyta, Chlorophyta, Phaeophyta e Rhodophyta,, sendo na primeira e segunda divisão o principal componente. A matriz de celulose impregnada com outros poilissacarídeos é que lhes proporciona uma consistência gelatinosa.

b) todas as algas apresentam as clorofilas em cloroplastos (só -clorofila presente em todas), sugerindo que através de vários eventos simbióticos entre diferentes cianobactérias, ou mesmo bactérias fotossintetizantes, e diferentes algas eucarióticas tenham evoluído os cloroplastos nas suas formas atuais.

c) as Substâncias de Reservas são geralmente Carboidratos característicos (Paramilo – Euglenas; Leucosina - algas douradas e diatomáceas; Amilo – Algas Dinoflageladas; Amilo - algas verdes; Leucosina - algas amarelo-esverdeadas; Laminarina - algas pardas; Amilo das florídeas- Algas vermelhas) e lipídeos.

d) a Divisão Celular é Centrípeta como nos animais e fungos. A formação de Placa Celular só ocorre em uma Phaeophyta e em poucas Chlorophyta. Centríolos estão presentes, exceto em Rhodophyta.

e) as algas multicelulares não formam sistemas complexos de tecidos como das plantas superiores, porém em Phaeophyta há uma organização no talo em estruturas que lembram elementos condutores, sendo portanto esta Divisão considerada como a mais complexa.

f) A presença de Núcleo, Nucleólo, Cromossomos (DNA+Histona), formação de fibras do fuso, flagelos 9:1 (exceção Rhodophyta) e Sistemas de membranas típico com formação das Organelas celulares, parece indicar uma origem comum a todas as algas, plantas, animais e fungos, a partir de um organismo ancestral que possuísse todas essas características.

DIVISÃO EUGLENOPHYTA

I Características Gerais

  1. Originaram-se a partir de protozoários flagelados que na evolução adquiriram cloroplastos bioquimicamente semelhantes aos das clorofíceas mas estruturalmente diferentes;

  2. Maioria das espécies é dulcícola (águas continentais ou interiores), sobretudo em ambiente rico em matéria orgânica (eutróficos) onde tornam a água esverdeada;

  3. Comprimento de pouco menos de 10 m a mais de 500 m. Todos no nível monadal (móvel);

  4. Unicelulares, hábito gregário só nas espécies do gênero Colacium;

  5. Sem PC, mas com Película flexível denominada Periplasto (MP + Estrias de proteína flexíveis entrelaçadas helicoidalmente). Em Phacus é rígida, em Trachelemonas há um envoltório ferroso secretado pelo protoplasto;

  6.  15 gêneros autotróficos com cloroplastos (clorofila  e  + carotenóides - (reduzido) e -caroteno) provavelmente adquiridos por ingestão de algas verdes e posterior redução das mesmas, presente ainda neoxantina e anteraxantina esta última específica da Divisão;

  7. Substância de reserva: Paramilo ou paramido, específico, formado fora do cloroplasto ao contrário do amido;

  8. Primariamente autótrofos mas que requerem Vitaminas fornecidas pelo ambiente; heterótrofos os que não têm cloroplastos (absorvem matéria orgânica e fagocitam bactérias, leveduras, flagelados,…). Algumas espécies também são Mixotróficas (metabolismo autótrofo ou heterótrofo);

  9. Reprodução Assexuada: Fissão binária longitudinal a partir do reservatório (sem Rep. Sexuada – evolutivamente perdida). Durante a Mitose não formam fibra do fuso e a Carioteca permanece intacta (também em Pyrrophyta, Fungi, Chlorophyta e Cilliophora) com os cromossomos totalmente contraídos na Interfase.

  10. Em condições ambientais desfavoráveis a célula se desfaz dos flagelos, arredonda-se e secreta uma gelatina espessa formando as palmelas, resistentes à dessecação e permitindo a anemocoria.

II MORFO-FISIOLOGIA BÁSICA

  • 1 núcleo.

  • 1 flagelo longo emergente plumulado

  • 1 flagelo curto não emergente (às vezes 2)

  • 2 corpúsculos basais (Blefaroblastos)

  • Reservatório ou Garganta (Invaginação da MP) onde saem os flagelos e se abrem os Vacúolos

  • n cloroplastos pirenóides . Vacúolos contráteis ou Pulsáteis

  • Fototrópica +, exceto alta luz

  • Estigma (fotorreceptor avermelhado - carotenóides) na garganta

  • Vivem na ausência de luz com fonte de C, N e sais minerais

  • Em luz com meio apropriado: divisão da célula + rápida que de cloroplastos (forma indivíduos incolores)

  • Podem perder os flagelos, segregar uma camada gelatinosa grossa formando cistos palmelóides em condições adversas, permitindo até a anemocoria

Euglena sp.

III CLASSIFICAÇÃO - 1.000 spp.

Classe: Euglenophyceae

Ordem: Euglenales

Sub-ordem: Eugleniales (isoladas)

Família: Euglenaceae (Euglena, Phacus, Trachelomonas, Ottonia,…)

Astasiacaeae (Astasia)

Rhynchopodaceae (Rhynchopus)

Peranemaceae (Peranema, …)

Rhizapidaceae (Rhizaspsis,…)

Sub-ordem: Colaciinales (coloniais)

Família : Colaciaceae (Colacium,…)

DIVISÃO PYRROPHYTA

I Características Gerais E MORFO-FISIOLOGIA

  • Maioria das espécies é unicelular biflagelada;

  • Maioria marinha e importante no fitoplâncton, onde variam de 20.000/l nos mares frios a 2.500/l nos mares quentes. Outras espécies são dulcícolas, na neve e em turfeiras. Conhecidas desde o Permiano;

  • 2 flagelos plumosos: um pélvico e outro perpendicular a esse (movimento de pião), outras spp. aflageladas ou apenas os zoósporos têm flagelos e não o indivíduo maduro;

  • Placas celulósicas duras (Tecas) formadas em vesículas no interior da célula e não por fora da MP como na maioria das algas. Algumas espécies não têm tecas só película;

  • Clorofila a e c, mascaradas por carotenóides ( caroteno) e xantofilas (Peridinina, Piridina, Dinoxantina e Diadinoxantina) semelhantes ao pigmento fucoxantina;

  • Cloroplastos originados talvez pela ingestão de Crisófitas e estabelecimento de uma simbiose estável com a evolução.

  • Substância de reserva: Amido, óleos e poliglucanos;

  • Níveis monadal, cocal e trical. Algumas spp são Heterótrofas por ingestão de partículas, e os Autotrófos necessitam de Vit B12;

  • Vivem em simbiose com muitos filos de animais em oceanos tropicais: esponjas, celeneterados,cordados, moluscos e protistas. Os simbiontes não possuem nem teças e nem flagelos e são denominados de zooxantelas, muito importantes na produtividade de recifes de corais: até 30.000 ind/mm3 de tecido animal, nessas simbioses não produzem Amido, mas Glicerol para o animal;

  • *Bioluminescência em algumas spp. (liberação de energia química em flashes de luz) Noctiluca, Ceratium, Peridinium, … ;

  • Núcleos são moniliformes (fileiras de pequenas contas);

  • Reprodução Assexuada: Fissão binária longitudinal ou Oblíqua (cada cél. filha com parte da teca e um flagelo). Algumas espécies imóveis podem ainda apresentar zoósporos. Há a formação de cistos no interior das tecas em condições adversas;

  • Reprodução Sexuada: Isogâmica ou mais raramente Anisogâmica, com Alternância Zigótica de fases nucleares, sendo portanto as pirrofíceas ou dinofíceas organismos haplontes típicos;

  • Gymnodinium ssp. (G. breve, G. catenella, G.costatum, G. neglectum,…) e Gonyaulax spp. (G. tamarensis) causam o fenômeno da Maré vermelha: Mudanças no ecossistema que causam Bloom das populações. Modificações nos níveis de nutrientes, oligoelementos, detritos, To altas , S‰ baixa, Luz adequada, ventos, correntes, … são os principais indutores do fenômeno. Peixes e moluscos alimentam-se dessas algas em abundância e pelo consumo exagerado de Oxigênio e toxinas morrem. Existem aproximadamente 20 spp.descritas que secretam neurotoxinas (saxitoxina e goniautoxina) que atuam no Sistema Nervoso dos animais.

II CLASSIFICAÇÃO - 2.100 spp.

Classe: Cryptophyceae

Chloromonadophyceae

Desmokontae (Adiniferae)

*Dinophyceae (Peridineae)

Subclasse: Dinoflagelatae

Ordem: Gymnodiniales

Família: Gymnodiniaceae (Gymnodinium)

Noctilucaceae (Noctiluca)

Ordem Peridiniales

Família: Peridiniaceae (Peridinium)

Gonyaulaceae (Gonyaulax)

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