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Fiel a sua missão de interiorizar o ensino superior no estado Ceará, a UECE, como uma instituição que participa do Sistema Universidade Aberta do Brasil, vem ampliando a oferta de cursos de graduação e pós-graduação na modalidade de educação a distância, e gerando experiências e possibili- dades inovadoras com uso das novas plataformas tecnológicas decorren- tes da popularização da internet, funcionamento do cinturão digital e massificação dos computadores pessoais. Comprometida com a formação de professores em todos os níveis e a qualificação dos servidores públicos para bem servir ao Estado, os cursos da UAB/UECE atendem aos padrões de qualidade estabelecidos pelos normativos legais do Governo Fede- ral e se articulam com as demandas de desenvolvi- mento das regiões do Ceará. M or fo lo gi a e Ta xo no m ia d e Cr ip tó ga m as Ciências Biológicas Ciências Biológicas Jeanne Barros Leal de Pontes Medeiros Roselita Maria de Souza Mendes Eliseu Marlônio Pereira de Lucena Morfologia e Taxonomia de Criptógamas U ni ve rs id ad e Es ta du al d o Ce ar á - U ni ve rs id ad e A be rt a do B ra si l ComputaçãoQuímica Física Matemática Pedagogia Artes Plásticas Ciências Biológicas Geografia Educação Física História 9 12 3 Jeanne Barros Leal de Pontes Medeiros Roselita Maria de Souza Mendes Eliseu Marlônio Pereira de Lucena Bruno Edson Chaves Morfologia e Taxonomia de Criptógamas Ciências Biológicas 2ª edição Fortaleza - Ceará 2015 ComputaçãoQuímica Física Matemática PedagogiaArtes Plásticas Ciências Biológicas Geografia Educação Física História 9 12 3 Editora da Universidade Estadual do Ceará – EdUECE Av. Dr. Silas Munguba, 1700 – Campus do Itaperi – Reitoria – Fortaleza – Ceará CEP: 60714-903 – Fone: (85) 3101-9893 Internet: www.uece.br – E-mail: eduece@uece.br Secretaria de Apoio às Tecnologias Educacionais Fone: (85) 3101-9962 Copyright © 2015. Todos os direitos reservados desta edição à UAB/UECE. Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida, transmitida e gravada, por qualquer meio eletrônico, por fotocópia e outros, sem a prévia autorização, por escrito, dos autores. Presidenta da República Dilma Vana Rousseff Ministro da Educação Renato Janine Ribeiro Presidente da CAPES Carlos Afonso Nobre Diretor de Educação a Distância da CAPES Jean Marc Georges Mutzig Governador do Estado do Ceará Camilo Sobreira de Santana Reitor da Universidade Estadual do Ceará José Jackson Coelho Sampaio Vice-Reitor Hidelbrando dos Santos Soares Pró-Reitora de Graduação Marcília Chagas Barreto Coordenador da SATE e UAB/UECE Francisco Fábio Castelo Branco Coordenadora Adjunta UAB/UECE Eloísa Maia Vidal Direção do CCS/UECE Glaúcia Posso Lima Coordenadora da Licenciatura em Ciências Biológicas Germana Costa Paixão Coordenadora de Tutoria e Docência em Ciências Biológicas Roselita Maria de Souza Mendes Editor da EdUECE Erasmo Miessa Ruiz Coordenadora Editorial Rocylânia Isidio de Oliveira Projeto Gráfico e Capa Roberto Santos Diagramador Marcus Lafaiete da Silva Melo Revisor Técnico José Nelson Arruda Filho Revisora Ortográfica Fernanda Rodrigues Ribeiro Conselho Editorial Antônio Luciano Pontes Eduardo Diatahy Bezerra de Menezes Emanuel Ângelo da Rocha Fragoso Francisco Horácio da Silva Frota Francisco Josênio Camelo Parente Gisafran Nazareno Mota Jucá José Ferreira Nunes Liduina Farias Almeida da Costa Lucili Grangeiro Cortez Luiz Cruz Lima Manfredo Ramos Marcelo Gurgel Carlos da Silva Marcony Silva Cunha Maria do Socorro Ferreira Osterne Maria Salete Bessa Jorge Silvia Maria Nóbrega-Therrien Conselho Consultivo Antônio Torres Montenegro (UFPE) Eliane P. Zamith Brito (FGV) Homero Santiago (USP) Ieda Maria Alves (USP) Manuel Domingos Neto (UFF) Maria do Socorro Silva Aragão (UFC) Maria Lírida Callou de Araújo e Mendonça (UNIFOR) Pierre Salama (Universidade de Paris VIII) Romeu Gomes (FIOCRUZ) Túlio Batista Franco (UFF) Editora Filiada à M488m Medeiros, Jeanne Barros Leal de Pontes. Morfologia e taxonomia de criptógamas / Jeanne Barros Leal de Pontes Medeiros, Roselita Maria de Souza Mendes, Eliseu Marlônio Pereira de Lucena . – 2. ed. – Fortaleza : EdUECE, 2015. 163 p. : il. ; 20,0cm x 25,5cm. (Ciências Biológicas) Inclui bibliografia. ISBN: 978-85-7826-353-9 1. Morfologia – Biologia. 2. Taxonomia – Biologia. 3. Sistemática vegetal – Biologia. 4. Fungos. 5. Protistas. 6. Briófitas. 7. Pteridófitas. I. Mendes, Roselita Maria de Souza. II. Lucena, Eliseu Marlônio Pereira de. III. Título. CDD 571.3 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Prof. Antônio Martins Filho Francisco Welton Silva Rios – CRB-3 / 919 Bibliotecário Sumário Apresentação .................................................................................................... 5 Capítulo 1 – Sistemática Vegetal ..................................................................... 7 1. Classificação dos grandes grupos de vegetais ..............................................9 2. Regras de nomenclatura ................................................................................ 11 3. Os sistemas de classificação .........................................................................12 4. Chaves de identificação .................................................................................13 5. Herbário ...........................................................................................................14 6.Coleta e herborização de plantas ...................................................................15 6.1. Material de coleta .....................................................................................15 6.2. Orientações importantes .........................................................................16 6.3. Coleta de algas ........................................................................................18 6.4. Coleta de fungos macroscópicos ...........................................................20 Capítulo 2 – Fungos ........................................................................................31 1. Características gerais dos fungos .................................................................33 2. Morfologia ........................................................................................................34 2.1. Fungos filamentosos ................................................................................34 2.2. Fungos leveduriformes ............................................................................35 3. Nutrição e crescimento ...................................................................................36 4. Reprodução .....................................................................................................36 5. Aspectos ecológicos e econômicos...............................................................38 6. Classificação ...................................................................................................39 7. Os grandes grupos de fungos ........................................................................40 7.1. Filo Microsporidia .....................................................................................40 7.2. Filo Chytridiomycota ................................................................................41 7.3. Filo Neocallismatigomycota e Basidiomycota ........................................43 7.4. Filo Zygomyccota .....................................................................................437.5. Filo Glomeromycota .................................................................................46 7.6. Filo Ascomycota .......................................................................................48 7.7. Filo Basidiomycota ...................................................................................53 8. Relaçoes Simbióticas ......................................................................................62 8.1. Liquens .....................................................................................................62 8.2. Micorrizas .................................................................................................64 Capítulo 3 – Protista ........................................................................................71 1. Reino Protista ..................................................................................................73 2. Protistas fotossintetizantes .............................................................................75 2.1. Filo Euglenophyta ....................................................................................75 2.2. Filo Dinophyta ..........................................................................................77 2.3. Filo Bacillariophyta ...................................................................................81 2.4. Filos Cryptophyta, Haptophyta e Chrysophyta ......................................85 2.5. Filo Chlorophyta .......................................................................................86 2.6. Filo Rhodophyta .......................................................................................98 2.7. Filo Phaeophyta .....................................................................................101 3.Protistas heterotróficos ..................................................................................109 3.1. Filo Oomycota ........................................................................................109 3.2. Filo Mixomycota .....................................................................................110 3.3. Filo Dictyosteliomycota .......................................................................... 111 Capítulo 4 – Briófitas .....................................................................................117 1. Reino Plantae ................................................................................................119 1.1. Colonização do meio terrestre ..............................................................120 2. Características gerais das briófitas ..............................................................121 3. Classificação das briófitas ............................................................................123 3.1. Filo Hepatophyta ....................................................................................123 3.2. Filo Anthocerophyta ...............................................................................127 3.3. Filo Bryophyta ........................................................................................128 Capítulo 5 – Pteridófitas ...............................................................................137 1. Pteridófitas x Briófitas ....................................................................................139 2. Organização das plantas vasculares ...........................................................141 3. Filos Extintos ..................................................................................................142 3.1. Filo Rhyniophyta ....................................................................................142 3.2. Filo Zosterophyllophyta ..........................................................................143 3.3. Filo Trimerophyta ....................................................................................143 4. Filos atuais .....................................................................................................143 4.1. Filo Lycopodiophyta ...............................................................................143 4.2. Filo Pteridophyta ....................................................................................146 4.3. Importância econômica .........................................................................155 Sobre os autores............................................................................................163 Apresentação Você já parou para pensar em como a Botânica está presente no seu dia-a-dia? Do feijão que você come às folhas do seu caderno, passando pelas áreas de lazer, somos dependentes dos vegetais; e já éramos antes mesmo de termos essa percepção. Este livro apresenta, como foco principal, ao longo de 5 capítulos de abordagem fácil e integrada, o estudo de alguns grupos Botânicos: fungos, protistas, briófitas e pteridófitas. Inicialmente, abordamos as características gerais do grupo e sua clas- sificação. A partir daí, são apontadas as particularidades dos principais filos, chamando a atenção para os tipos de reprodução existentes, bem como para a importância econômica e ecológica desses organismos. Dedicamos o primeiro capítulo à Sistemática Vegetal, demonstrando, em breves palavras, sua importância, apresentando as normas de nomen- clatura botânica e as técnicas e instrumentos utilizados na coleta de fungos, algas, briófitas e pteridófitas, alvos de estudo desse material. O capítulo 2 traz informações gerais acerca dos fungos, seres estuda- dos tradicionalmente dentro da Botânica, porém detentores de características próprias e singulares no mundo vivo. O capítulo 3 apresenta um mundo novo, muito diversificado e cheio de curiosidades, o Reino Protista. Na verdade, esse reino inclui membros bas- tante distintos entre si, dotados de particularidades que os tornam diferentes dos animais, vegetais ou fungos. Nesta unidade, iniciamos uma viagem por mundos invisíveis, formas incomuns e por uma infinidade de termos botânicos. O capítulo 4 é dedicado às briófitas, que compreendem vegetais terres- tres bastante simples, conhecidos popularmente como “musgos”. Apresenta- mos seus aspectos gerais e, em seguida, detalhamos as características parti- culares de hepáticas, musgos e antóceros. No último capítulo, apresentamos a organização das plantas vasculares, com ênfase nas pteridófitas, que incluem as samambaias, plantas de grande valor ornamental, relacionando seus aspectos reprodutivos e ecológicos. Esperamos que, ao final deste livro, você possa enxergar a vida com no- vos olhos, prestando atenção nos mais maravilhosos detalhes relacionados às criptógamas, parte deste diversificado mundo de formas e cores: o planeta Terra. Os autores CapítuloCapítulo 1 Sistemática Vegetal Capítulo 1Capítulo 1 9Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Objetivos l Demonstrar a importância da Sistemática Vegetal e suas relações com ou- tras ciências. l Apresentar as principais normas de nomenclatura botânica. l Relacionar técnicas para a coleta de fungos, algas, briófitas e pteridófitas. l Mostrar instrumentos utilizados na coleta e na identificação de material botânico. 1. Classificação dos grandes grupos de vegetais A diversidade existente no planeta é um fato bastante evidente que pode ser constatado por qualquer um de nós ao prestar um pouco mais de atenção ao mundo que nos cerca. Diante dessa constatação, a história nos mostra que vá- rias tentativas de classificação têm sido propostas por sistematas ao longo dos tempos, sempre sendo revisadas ou substituídas por sistemas mais adequados às novas descobertas da ciência, associadas aos momentos históricos vigentes. A Sistemática ou Taxonomia Vegetal é um ramo da Biologia Vegetal que estuda a diversidade das plantas com base na variação morfológica e nas relações evolutivas, produzindoum sistema de classificação, o qual permite estabelecer uma identificação ideal para as plantas. Podemos dizer ainda que é a parte da Botânica que tem por finalidade agrupar as plantas dentro de sistemas, levando em consideração suas carac- terísticas internas e externas, suas relações genéticas e afinidades. Muitos autores consideram os termos sistemática e taxonomia como si- nônimos, mas outros acreditam que a taxonomia é a ciência que elabora as leis da classificação, enquanto a sistemática se relaciona à classificação dos seres vivos, a qual é baseada em três etapas: a identificação, a nomenclatura e a classificação. A identificação compreende à constatação de um táxon1 como idêntico ou semelhante a outro já conhecido, através da utilização de chaves analíticas e pela comparação de material herborizado identificado. A nomenclatura se refere ao emprego correto dos nomes às plantas baseado em um conjunto de princípios, regras e recomendações aprovados em Congressos Internacionais de Botânica e publicados em um Código Inter- nacional de Nomenclatura Botânica (Figura 1). 1Táxon é o termo aplicado para determinar as diversas unidades taxonômicas de níveis hierárquicos diferentes ou categorias. Ex: Família = categoria/ Araceae = táxon. 10 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 1 – Código Internacional de Nomenclatura Botânica (edição 2006). Fonte: http://www.virtuastore.com.br/produtos/3868/vs_codigointernacionaldenomenclaturabotanica.jpg A classificação é a ordenação das plantas em taxa, em que cada es- pécie pertence a um gênero, cada gênero pertence a uma família. As famílias estão subordinadas a uma ordem, as ordens a uma classe e cada classe a uma divisão ou filo. A necessidade de classificar as espécies existentes levou ao surgimen- to de nomes científicos, que, uma vez utilizados, possibilitariam uma lingua- gem universal. Dessa forma, inicialmente, as plantas eram designadas por po- linômios, que foram substituídos por binômios após a classificação proposta por Carl Linné (1707 - 1778) - Figura 2. A classificação binomial conseguiu, de uma vez por todas, nomear as plantas de forma eficiente, por meio da utilização de apenas duas palavras, sendo a primeira referente ao gênero (substantivo) e a segunda, à espécie (adjetivo). Por exemplo, Penicillium notatum é composto pelo gênero Peni- cillium e o epíteto específico notatum. No sistema de nomenclatura binária, todas as palavras são escritas em latim, pois é língua morta não passível de sofrer alterações. 11Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 2 – Retrato de Carl Linné. Fonte: http://www.postmuseum.posten.se/img/linne_brevskr_s.jpg 2. Regras de nomenclatura O Código Internacional de Nomenclatura Botânica permite a estabilidade das denominações científicas, de modo a impedir que os nomes empregados te- nham sentido ambíguo. Nesse documento, estão os preceitos que regem a utilização de terminologia adequada à designação dos grandes grupos vege- tais que compreendem princípios, regras e recomendações necessárias. Os códigos são revistos periodicamente durante os Congressos Inter- nacionais de Botânica, realizados a cada seis anos. Cada nova edição anula as anteriores. Seis princípios constituem a base do documento oficial: 1. A nomenclatura botânica é independente da zoológica; 2. A aplicação de nomes é determinada por tipos nomenclaturais; 3. A nomenclatura de um grupo taxonômico baseia-se na prioridade de publicação; 4. Cada táxon tem apenas um nome válido; 5. Independente de sua origem, os nomes dos táxons são tratados com no- mes latinos; 6. As regras de nomenclatura são retroativas, salvo indicação contrária. 12 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. As regras são organizadas em artigos e objetivam ordenar os nomes já existentes e orientar a criação de novos nomes. As recomendações tratam de assuntos subsidiários e buscam dar maior clareza à nomenclatura, pre- venindo futuros equívocos. Como esclarecimentos adicionais, existem ainda as notas e os exemplos, que contêm explicações relacionadas aos artigos e exemplos ilustrativos para as regras e recomendações. As principais regras de nomenclatura botânica são: l O nome científico é sempre um binômio; l Gênero e espécie não têm terminações fixas; l A primeira palavra do binômio científico corresponde ao gênero e deve ser escrito com letra inicial maiúscula. A segunda palavra corresponde ao epíte- to específico e deve concordar gramaticalmente com o gênero e ser escrito com letra inicial minúscula. l O nome da espécie deve ser acompanhado do nome do autor. Nomes de autores podem ser abreviados, mas não de maneira aleatória, pois, para, isso existem normas específicas; l No caso de haver mais de um nome para designar uma espécie, vale o prin- cípio da prioridade, devendo ser utilizado o nome mais antigo, e os demais serão considerados sinônimos; l Quando uma espécie muda de gênero, o nome do autor do primeiro nome dado a uma espécie deve ser citado entre parênteses, seguido pelo nome do autor que fez a nova combinação. Ex.: Tabebuia alba (Cham.) Sadw.; basiônimo: Tecoma alba Cham.; l Todo nome científico deve aparecer destacado no texto e ser grifado em itálico; l Subespécies ou variedades devem ser citadas, como: Prumus persica var persica Prumus persica var. nectarina. 3. Os sistemas de classificação A identificação das plantas deve ser o primeiro passo para o seu ordenamento em grupos, segundo a estruturação de determinados sistemas de classifica- ção. Ao longo da história, diversos sistemas de classificação foram propostos e servem como base para que possamos compreender as fases do desenvol- vimento da taxonomia vegetal, sempre associadas ao nível tecnológico e às crenças de suas épocas. Considerando as ideias dominantes e os métodos adotados, é possível estabelecer dois grandes períodos da classificação ve- getal: Período Descritivo2 e Período de Sistematização3. Já os sistemas de classificação podem ser artificiais, naturais ou filogenéticos. 3O Período de Sistematização compreende os sistemas artificiais, baseados no hábito das plantas, e os sistemas naturais, que se baseavam na morfologia externa das plantas, surgidas no Século XVIII. 2Período Descritivo era baseado na aparência das plantas, que eram divididas em árvores, arbustos, subarbustos e ervas. A organização em grupos naturais resultou em classificações imprecisas do ponto de vista evolutivo. 13Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Os primeiros sistemas de classificação eram considerados artificiais por- que se baseavam num único caráter da planta. Como exemplo clássico, temos o sistema sexual de Lineu, fundamentado no número e na disposição dos estames. Esse sistema era bastante falho, pois plantas inteiramente diferentes eram agru- padas numa mesma classe porque apresentavam o mesmo número de estames. Com o avanço dos conhecimentos botânicos, muitas mudanças começa- ram a surgir e os novos sistemas propostos foram chamados de sistemas naturais, os quais eram baseados na afinidade natural das plantas, por meio do estudo da organização do vegetal, buscando a organização das plantas em grupos que pos- suíssem plantas semelhantes. Podemos aqui exemplificar com o Sistema de Jus- sieu, que buscava organizar as plantas em função do seu número de cotilédones. Com o surgimento das ideias de Darwin, aparece a ideia de filogenia, e os sistemas passam a se basear nas relações evolutivas, levando em consi- deração tanto as plantas atuais, como aquelas de outras eras geológicas. Em síntese, o sistema filogenético se baseia na teoria evolutiva, classificando os organismos com base nas modificações de seus caracteres. Um bom exem- plo foi o sistema propostopor Eichler (1883), que dividiu o reino vegetal em Phanerogamae e Criptogamae. A classificação de todos os seres vivos é dinâmica e está sujeita a mo- dificações constantes, em função de novas descobertas científicas, e a refor- mulações de antigos conceitos. Entretanto, muitas modificações propostas nem sempre são aceitas pela comunidade científica. Assim, ainda hoje, os pesquisadores buscam melhores formas de agrupar os vegetais da forma mais coerente do ponto de vista evolutivo, lançando mão de novas técnicas bastante precisas, como a biologia molecular. No entanto, ainda não foram capazes de produzir uma resposta final para a questão da classificação. A Taxonomia Vegetal é um dos ramos mais antigos do conhecimento científico e está relacionada à ordenação da diversidade vegetal, de acor- do com a interpretação de dados para a reconstrução da realidade evolutiva. Dessa forma, a Taxonomia Vegetal precisa de informações produzidas por outras ciências, como Paleontologia, Anatomia e Morfologia Vegetal Embrio- logia, Fitogeografia, Química, Genética, Bioquímica e Biologia Molecular, para que possa reconstituir, da maneira mais próxima da realidade, as relações filogenéticas existentes entre os grandes grupos vegetais. 4. Chaves de identificação As chaves de identificação são bastante úteis na identificação de plantas des- conhecidas e se constituem em um arranjo analítico artificial de um conjunto de caracteres marcantes, facilmente reconhecíveis nos espécimes examina- dos, a partir do qual é possível a escolha entre duas proposições contraditórias. 14 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Normalmente, as chaves são constituídas por um conjunto de proposi- ções contraditórias, estruturadas dicotomicamente para facilitar seu manuseio. As características presentes em uma chave podem ser relacionadas apenas a plantas da flora regional ou abranger vegetais distribuídos mundialmente, o que determina o caráter de abrangência do instrumento. Há também chaves próprias para identificar plantas em nível de família, gênero ou espécie, e, por- tanto, o êxito do trabalho depende da escolha adequada ao objetivo pretendido. Para a identificação de plantas desconhecidas, podem ser utilizadas publicações sobre a flora de estados, de regiões ou de unidades políticas me- nores que possuam chaves e descrições botânicas, como: 1. Fonte de informações sobre a flora brasileira; 2. Flora Neotropica, NYBG; 3. Flora Brasiliensis (séc. 18 - 19) P. Martius <//florabrasiliensis.cria.org.br>, <www8.ufrgs.br/taxonomia; Links>; 4. Flora Brasilica (séc. 20) F.C. Hoehne; 5. Flora Catarinense, Herbário Barbosa Rodrigues; 6. Flora Rizzo, Universidade Federal de Goiás; 7. Flora do Rio Grande do Sul, UFRGS; 8. Flora Fluminensis, Flora da Guanabara, JBRJ; 9. Flora da Reserva Ecológica de Macaé de Cima, JBRJ; 10. Flora da Reserva Ducke, INPA; 11. Flora da Serra do Cipó, MG, Bol. USP; 12. Flora da Ilha do Cardoso, SP, Acta bot. bras., Bol. USP, Rev. Bras. Bot.; 11. Flora Fanerogâmica do Estado de São Paulo <www.bdf.fat.org.br/florasp>; Ou ainda por meio de trabalhos publicados em fontes de informação, como: 1. Biological abstract <www.periodicos.capes.gov.br> ; 2. Index to American Botanica l Literature <www.nybg.org/science2>, Re- sources, Index.; 3. CNIP – Centro Nordestino de Informações sobre Plantas, UFPE; 4. Taxonomia do Brasil – “Especialistas”, “Táxons em estudo” <www8.ufrgs. br/taxonomia>; 5. Teses brasileiras <www.ibict.br>. 5. Herbário Herbários (Figura 3) são coleções de plantas compostas por amostras desi- dratadas conservadas segundo técnicas específicas, chamadas exsicatas, e consistem em bancos de informações sobre a flora existente no planeta. 15Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Essas coleções são importantes, pois possibilitam a identificação de espécimes provenientes de trabalhos científicos e técnicos a partir de exsica- tas registradas, fornecendo dados muito importantes para o estudo florístico de determinadas regiões, bem como para a busca de informações sobre o estado de conservação de determinadas áreas. Herbários são fundamentais, portanto, para o desenvolvimento de tra- balhos de conservação e de monitoramento ambiental; o conhecimento da flora para fins de alimentação, de apicultura, de paisagismo e de medicinais; e para a reconstituição paleoecológica de uma região. Os herbários podem ser coleções que refletem a flora de uma região ou podem abrigar espécies do mundo inteiro, quando servem como referência para estudos mais abrangentes, propiciando o diálogo entre cientistas das diferentes áreas do conhecimento e das diferentes regiões do planeta. Os herbários são centros de identificação botânica que atendem as se- guintes finalidades: l Fornecem dados à taxonomia botânica; l Auxiliam e validam pesquisas nas áreas de botânica, anatomia, ecologia, palinologia, genética, ecologia, química e etnobotânica; l Documentam a vegetação de uma região; l Ajudam a reconstituir as informações sobre a flora original de uma área degradada; l Colaboram com estudos sobre a relação evolutiva entre plantas e animais; l Promovem o diálogo entre pesquisadores do mundo todo e o intercâmbio de material botânico entre herbários; l Proporcionam a formação continuada de botânicos, por meio de está- gios oferecidos; l Promovem o estudo florístico e a revisão de novos taxa; l Prestam assessoria técnica aos cursos de pós-graduação na identificação de amostras relacionadas à elaboração de monografias, teses e disserta- ções, bem como à sociedade como um todo. 6. Coleta e herborização de plantas 6.1. Material de coleta Para a entrada de plantas em um herbário, são necessários diversos procedi- mentos que passam pela coleta adequada de material botânico, pela prensa- gem, pela secagem, pela identificação e pela montagem do material botânico, que consistem em etapas importantíssimas para o resultado final das amos- tras que farão parte do acervo de uma coleção. 16 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Para tanto, o seguinte material é indispensável: l Tesoura de poda/facão/podão; l Prensa de madeira (Figura 3); l Papelões de espessura dupla e jornais; l Cordas, cordões grossos ou cintas com fivelas para amarração; l Fichas de identificação e a caderneta de campo. Figura 3 – Modelo de prensa de madeira utilizada na preparação de material botânico. Fonte: http://www.forestry-suppliers.com/images/500/5288_w5.jpg 6.2. Orientações importantes l Para que o material possa ser identificado adequadamente, devem ser co- letados, preferencialmente, ramos férteis (Figura 4), contendo flores e/ou frutos, no caso de fanerógamas, ou esporos, no caso de criptógamas; l As amostras devem ser coletadas em número suficiente (no mínimo 5) para o trabalho de identificação, bem como para a permuta entre herbários, considerando sempre o polimorfismo existente entre as populações e, até mesmo, em um único indivíduo; l Alguns dados são fundamentais e devem ser registrados em uma caderneta e nas fichas de campo (Figura 5); l Os ramos coletados devem ser prensados4 ainda no campo, para que sejam conservadas ao máximo as suas características botânicas; l No caso das briófitas, as amostras coletadas devem ser acondicionadas em caixas plásticas, devido a sua fragilidade; l Para a prensagem, o procedimento é: coloca-se a grade de madeira e, em cima dela, um papelão e as folhas de jornal contendo um ramo com sua res- pectiva ficha de campo; em seguida, coloca-se outro papelão e outra amos- tra (e assim sucessivamente). Ao final, o material é fechado com a outra grade de madeira; l Para fechar o material preparado, faz-se a amarração com cordas; l As prensas contendo o materialcoletado devem ser desidratadas em estufa, ou podem aproveitar o calor do sol, mas, nesse caso, o jornal deve ser tro- cado diariamente, para evitar a proliferação de fungos; l Uma vez desidratadas, as amostras deverão ser costuradas com linha de algodão em cartolina branca (41 cm alt. x 31 cm larg., 180 gr/m2), envolvidas por papel madeira ou kraft ouro (41 cm alt. x 62 cm larg, 80 gr/m2) dobrado ao meio; l As exsicatas devem ser armazenadas em armários e organizadas segundo sistema de classificação vigente; l As briófitas desidratadas devem ser guardadas em envelopes de papel man- teiga, com suas devidas fichas de identificação, e colocadas em armários com bandejas deslizantes. Figura 4 – Exemplo de exsicata de uma angiosperma. Fonte: http://www.unisinos.br/_diversos/laboratorios/plantas medicinais/_imagens/galeria_05.jpg 4A prensagem consiste em colocar as plantas coletadas em uma prensa bem apertada, para que os exemplares dessecados não fiquem enrugados. 17Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas pectiva ficha de campo; em seguida, coloca-se outro papelão e outra amos- tra (e assim sucessivamente). Ao final, o material é fechado com a outra grade de madeira; l Para fechar o material preparado, faz-se a amarração com cordas; l As prensas contendo o material coletado devem ser desidratadas em estufa, ou podem aproveitar o calor do sol, mas, nesse caso, o jornal deve ser tro- cado diariamente, para evitar a proliferação de fungos; l Uma vez desidratadas, as amostras deverão ser costuradas com linha de algodão em cartolina branca (41 cm alt. x 31 cm larg., 180 gr/m2), envolvidas por papel madeira ou kraft ouro (41 cm alt. x 62 cm larg, 80 gr/m2) dobrado ao meio; l As exsicatas devem ser armazenadas em armários e organizadas segundo sistema de classificação vigente; l As briófitas desidratadas devem ser guardadas em envelopes de papel man- teiga, com suas devidas fichas de identificação, e colocadas em armários com bandejas deslizantes. Figura 4 – Exemplo de exsicata de uma angiosperma. Fonte: http://www.unisinos.br/_diversos/laboratorios/plantas medicinais/_imagens/galeria_05.jpg 4A prensagem consiste em colocar as plantas coletadas em uma prensa bem apertada, para que os exemplares dessecados não fiquem enrugados. 18 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. FICHA DE CAMPO Nome Científico: Fam.: Nome vulgar: Coletor (es): N°: Data: Determinador e Data: Material coletado: Altitude: Latitude (S): Longitude (W): País: Estado: Município: Distrito: Local: Vegetação: Altura: DAP: Solo: Hábito: Casca: ( )espinhos ou acúleos ( )protuberâncias ( )com depressão ( )lenticelas aparência: ( )lisa ( )rugosa ( )suja ( )áspera ( )reticulada ( )estriada ( )fissurada ( )fendida ( )cancerosa desprendimento: ( )em escamas ( )em placas ( )em papel Exsudato: ( )seiva ( )látex ( )resina ( )goma cor: Indumento: pilosidade cor ( ) ramos ( )folhas ( )inflorescências Folhas: consistência ( )cartácea ( )membranácea ( )coriácea ( )carnosa Flores: cor cálice corola odor GR Frutos: ( )carnosos ( )seco cor odor ( )deiscentes ( )indeiscentes Sementes: cor odor cor do arilo Amostra da madeira: ( )sim ( )não N° Obs.: Observações: Figura 5 – Modelo de ficha de campo para coletas botânicas. Fonte:http://www.fazendadocerrado.com.br/fitoviva/HERBORIZA%C3%87%C3%831.doc 6.3. Coleta de algas Para que você possa coletar algas bentônicas, será necessário o seguinte material: l Balde com tampa hermética de pelo menos três litros; l Sacos plásticos para coleta de tamanhos variados (30 x 24 cm; 15 x 12 cm); l Sacos de lixo de 20 litros; l Ligas para fechar os sacos; l Etiquetas retangulares de papel vegetal; l Canivete; l Luvas cirúrgicas para manipular formol; l Lupa de mão; l Caderneta de campo; l Caneta permanente; l Fita adesiva para identificar os baldes; l Câmera fotográfica. 19Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Dicas Importantes: l Quando for coletar algas, retire somente o material necessário para os estu- dos no laboratório. l Use lupa de mão para observar o material; l Após fazer o reconhecimento de campo, selecione plantas inteiras, com apressório, bem desenvolvidas e férteis sempre que possível; l Para retirar as amostras do substrato, segure a planta com a mão esquerda e, com a direita, introduza um canivete entre o apressório e o substrato, para que o exemplar saia por inteiro; l Terminada a coleta, todo o material deverá ser lavado em água salgada para a completa retirada de fragmentos; l As algas devem ser separadas por grupos e colocadas em sacos adequa- dos ao seu tamanho. Feito isso, devem ser guardadas em ambiente úmido; l Todos os sacos devem ser identificados ao nível de Filo; l O material coletado deve ser etiquetado como fichas de papel vegetal com as seguintes informações: nome do coletor; local e data da coleta; altura em relação ao nível da água; cor; observações pertinentes; l O material deve ficar protegido da luz solar até ser fixado; l Coloque a quantidade de solução necessária para cobrir as algas nos sacos e guarde o material protegido do sol, até que seja finalmente levado ao laboratório; l No laboratório as algas devem ser esticadas em cartolina com o auxílio de um pincel, dentro de bandejas plásticas com um pouco da solução em que estavam imersas; l Quando as amostras estiverem prontas, deve-se virar, com cuidado, a ban- deja, assim a alga irá ficar grudada no papel; l Retire a folha contendo a alga e realize o mesmo procedimento indicado para a herborização de plantas, organizando as amostras em prensas para posterior desidratação; Para coletar algas planctônicas, utiliza-se uma rede especial de malha reduzida (Figura 6) que deve ser jogada dentro de um corpo d’ água. Essa rede deve ser arrastada delicadamente sobre a superfície da água em local calmo por aproximadamente 10 - 15 minutos, com cuidado para não passá-la junto ao fundo, pois isso pode acarretar a coleta de areia. Após a coleta, o líquido preso no frasco localizado na porção terminal da rede deve ser cuidadosamente transportado para outros frascos destina- dos à fixação e ao transporte do plâncton obtido. 20 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 6 – Rede especial para a coleta de algas planctônicas. Fonte: bit.ly/1m53tfh 6.4. Coleta de fungos macroscópicos l Para a coleta de fungos, devem ser considerados todos os fungos observa- dos durante o percurso; l Para a retirada dos fungos dos seus respectivos substratos, devem ser utili- zadas facas pequenas ou canivetes; l Os corpos de frutificação retirados devem ser colocados em envelopes de papel ou em caixas de papelão, dependendo da sua consistência (carnosa ou membranosa); l Todos os dados relativos à coleta devem ser anotados em fichas e cadernetas de campo (data, localização da coleta, tipo de substrato, dimensões, coloração); l Ao final, os corpos de frutificação devem ser levados ao laboratório para que sejam desidratados em estufa a 50 ˚C, durante o período de aproximada- mente 24 a 48 horas; 21Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas l As amostras desidratadas devem ser colocadas emfreezers por cerca de três dias para eliminar espécies de organismos que possam danificar as estruturas do corpo de frutificação. Síntese da Capítulo A Sistemática compreende o estudo da diversidade biológica com o objetivo de compreender as relações filogenéticas existentes entre os seres que com- põem o mundo vivo. Para tanto, a Sistemática se utiliza da Taxonomia, que é responsável pela identificação, denominação e classificação de espécies. Atualmente, a classificação biológica se baseia em um sistema binomial de nomenclatura, no qual os nomes científicos são formados por duas pala- vras: gênero e espécie. As espécies são agrupadas em gêneros, os gêneros em famílias, as famílias em ordens, as ordens em classes, as classes em filos, os filos em reinos e os reinos em domínios. Para a identificação de plantas, são realizadas coletas e utilizados instrumentos de identificação como chaves botânicas. Além disso, existem acervos botânicos que servem como referência ao trabalho de identificação denominados herbários. Para a compreensão da diversidade no reino vegetal e protista, são ne- cessários estudos botânicos baseados em metodologia específica para cada grupo em questão. Assim, pteridófitas são coletadas e herborizadas diferente- mente de briófitas, algas e fungos, mas de maneira semelhante ao que acon- tece nas fanerógamas. Atividades de avaliação 1. Diferencie os termos taxonomia e sistemática. 2. Qual a grande mudança implementada pelo Sistema Binomial de Nomen- clatura? 3. Diferencie os termos abaixo: a) Categoria e táxon; b) Cladograma e árvore filogenética; c) Monofilético e polifilético d) Órgãos homólogos e análogos. 22 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. 4. Por que podemos afirmar que a origem de semelhanças e diferenças em or- ganismos constitui uma questão de grande importância para a sistemática? 5. O que significa dizer que o conjunto de todos os organismos vivos forma um conjunto monofilético? 6. Por que podemos dizer que as categorias taxonômicas são grupos hierár- quicos artificiais, enquanto a espécie é a única categoria real existente no mundo vivo? 7. O que são e para que servem: a) Chaves de identificação; b) Herbários; c) Exsicatas; d) Código Internacional de Nomenclatura Botânica; e) Tipos nomenclaturais. 8. Faça uma pesquisa e identifique os 10 maiores herbários brasileiros, com suas respectivas características e linhas de pesquisa. 9. Atividade Prática: l Consiga aproximadamente 20 botões diferentes; l Separe a amostra levando em consideração suas semelhanças e diferenças; l Distribua os botões em categorias hierárquicas para que possam ser agru- pados e nomeados formalmente. Lembre-se que características mais abran- gentes definem categorias como Domínio e Reino, enquanto particularidades devem ser próprias de categorias como gênero e espécie; l Desenhe o esquema resultante de sua análise em uma cartolina ou papel madeira, utilizando pincel atômico; l Atribua nomes às categorias respeitando os princípios, as regras e as reco- mendações do CINB; l Ao final, tente responder: Quais as suas maiores dificuldades em realizar essa tarefa? Você considera a tarefa de classificar simples ou complexa? Por quê? Enumere outros problemas possíveis para a realização dessa ta- refa se essa amostra fosse viva. 23Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Texto complementar Coleções botânicas: documentação da biodiversidade brasileira Ariane Luna Peixoto e Marli Pires Morim A demanda por conhecimento acerca da biodiversidade, em escalas global, regional e nacional, cresceu muito após a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, realizada em 1992. Os documentos preparatórios para o evento e os compromissos de governo assumidos e agendados, durante e após o evento, trouxeram para os mais diferentes setores da sociedade temas até então considera- dos apenas do rol dos cientistas. O conhecimento, a conservação e o uso sustentável da fauna, da flora e do ambiente onde vivem animais e plantas fazem parte, com destaque, desses temas. A discussão deles, hoje, perpassa diferentes meios de co- municação e segmentos da sociedade. Isso, embora desejado pelos cientistas, era im- pensado até antes da Convenção da Diversidade Biológica (CDB), um dos documentos mais importantes da Conferência de 1992. A taxonomia biológica é a ciência que mais diretamente lida com a biodiversidade, especialmente nos níveis de espécies, e também com a diversidade genética. Até re- centemente, taxonomistas tinham sua notoriedade apenas entre os seus pares, em- bora o seu trabalho, desde Lineu, na segunda metade do século XVIII, tenha sido con- siderado de grande importância e suporte indispensável para uma grande variedade de propósitos. Além do labor de colecionamento, identificação, descrição, estudos da biologia e interrelacionamento entre os táxons, esses cientistas são, de modo geral, chamados para opinarem e emitirem laudos sobre a biodiversidade. Taxonomistas de várias partes do mundo, organizados em sociedades científicas, após consultas e discussões amplas, elaboraram a Systematics Agenda 2000: Char- ting the Biosphere. Nesse documento, foram traçados objetivos e estratégias visando, predominantemente, a responder questões como: Quais são as espécies do planeta e como elas se relacionam filogeneticamente? Onde elas ocorrem? Quais são as suas características? A missão da taxonomia, para o século XXI, aí estabelecida é descobrir, descrever e inventariar a diversidade de espécies do mundo; analisar e sintetizar as informações oriundas desse esforço em prol da ciência e da sociedade. Wilson afirmou que descrever e classificar todas as espécies vivas do planeta era um dos grandes desafios científicos do século XXI. Ele também fez cálculos do custo econô- mico dessa tarefa – US$ 500 por espécie, um total de US$5 bilhões distribuídos por 10 ou 20 anos. Cientistas, em vários lugares do mundo, manifestaram-se, mostrando que este não era um valor tão alto, quando comparado com outras demandas de governos. Entretanto, a busca desse montante de recursos parece impossível quando os governos e fundos privados ainda não têm em alta prioridade o inventário da biodiversidade. Estima-se em 264 mil a 279 mil o número de espécies de plantas conhecidas no mundo, ou seja, de espécies formalmente descritas e documentadas em coleções biológicas (por espécimes, mas também, algumas vezes, por uma iconografia). O Brasil é considerado o país de maior diversidade biológica, destacando-se no ranking mundial de países megadiversos. Abriga cerca de 14% da diversidade de plan- tas do mundo! Para o território brasileiro, estima-se em 45,3 mil a 49,5 mil o núme- ro de espécies de plantas descritas. Em relação a fungos, estima-se que o planeta abrigue entre 70,5 mil a 72 mil espécies, das quais o Brasil detém 12,5 mil a 13,5 mil 24 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. espécies descritas. Este alto padrão de diversidade dá ao Brasil extraordinária com- petitividade diante de demandas ambientais e biotecnológicas, nas quais o capital natural gera grandes benefícios econômicos, convertendo-se, mesmo, em poder. Os documentos que certificam a diversidade e a riqueza da flora de uma determi- nada região ou país encontram-se depositados em coleções botânicas. Essas coleções são bancos de materiais (espécimes ou exemplares) vivos ou preservados e os dados a eles associados. Os jardins botânicos, os arboretos e os bancos de germoplasma são exemplos de coleções vivas. Os herbários, as palinotecas são exemplos de coleções preservadas. Os herbários e outras coleções a eles associadas (carpotecas, xilotecas) são ferramentas imprescindíveis para o trabalho dos taxonomistas e apoio indispen-sável para muitas outras áreas do conhecimento. O herbário provê o voucher para um grupo de organismos vivos; fornece a base de dados acerca da distribuição geográfica e da diversidade de plantas; guarda a memória de conceitos morfológicos e taxonô- micos e a maneira como esses conceitos foram sendo modificados. Os cinco maiores herbários do mundo, cadastrados no Index Herbariorum encon- tram-se listados no Quadro 1. O Index Herbariorum lista 3.210 herbários do mun- do, fornecendo seus endereços, especialistas vinculados, principais coleções sob sua guarda e outras informações, e entre eles estão 73 brasileiros. A Sociedade Botânica do Brasil mantém uma web na UFRGS contendo os principais dados sobre os herbá- rios brasileiros, os taxonomistas e os táxons nos quais trabalham. Quadro 1 OS CINCO MAIORES HERBÁRIOS DO MUNDO EM NÚMERO DE EXEMPLARES Herbários Sigla Designação Ano de Formação Número de Exemplares Muséum National d’Historie Naturele, Paris P 1635 8.000.000 New York Botanical Garden, New York NY 1891 6.500.000 Royal Botanic Garden, Kew K 1841 6.000.000 Komarov Botanical Institute, Leningrado LE 1823 5.770.000 The Natural History Museum, Londres BM 1753 5.200.000 Fonte: Index Herbariorum e web dos herbários listados No Brasil há 114 herbários ativos, dos quais cerca da metade detêm menos de 20 mil exemplares; 23 herbários têm mais de 50 mil exemplares. Os seis maiores herbá- rios do Brasil encontram-se listados no Quadro 2. Em conjunto, os herbários brasilei- ros guardam um acervo de pouco mais de 5 milhões de espécimes. O Quadro 3 apre- senta o quantitativo de espécimes por região geográfica. A densidade de coleta média para o Brasil é de 0,62 espécime por Km2. Este valor é muito baixo quando comparado a valores estimados para alguns países de alta diversidade na América Latina, como México e Colômbia. As regiões sudeste e sul concentram os maiores quantitativos de herbários e densidades de coleta. A região norte, com a maior área territorial do país, é aquela que concentra o maior contingente de terras cobertas por ecossistemas naturais e a que apresenta os menores índices de coleta e a menor quantidade de herbários. 25Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Quadro 2 OS SEIS MAIORES HERBÁRIOS DO BRASIL Herbário Sigla Designativa Ano de Fundação Número de Exemplares Museu Nacional do Rio de Janeiro R 1808 500.000 Jardim Botânico do Rio de Janeiro RB 1890 350.000 Instituto de Botânica do São Paulo SP 1917 320.000 EMBRAPA – Amazônia oriental IAN 1945 295.000 Museu Botânico de Curitiba MBM 1965 255.000 Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia INPA 1954 239.500 Quadro 3 ACERVO DOS HERBÁRIOS BRASILEIROS NAS DIFERENTES REGIÕES GEOGRÁFICAS DO PAÍS Região geográfica Área Total (Km²) Herbários Espécimes Espécimes/Km² Norte 3 851 560,4 10 715.500 0,18 Nordeste 1 556 001,1 27 620.200 0,39 Sudeste 924 266,2 39 2.400.000 2,59 Sul 575 316,2 27 980.500 1,7 Centro-Oeste 1 604 852,3 11 420.700 0,26 Brasil 8 511 996,3 114 5.316.900 0,62 Embora o número de exemplares reunidos nas coleções brasileiras seja significa- tivo e tenha crescido notadamente nas últimas décadas, especialmente devido à im- plantação de cursos de pós-graduação e de programas de floras estaduais e regionais, representa ainda muito pouco no contingente de acervos dos herbários do mundo. Este fato é contraditório, quando se considera que o país detém cerca de 14% da di- versidade vegetal do planeta. Prance mostrou o crescimento de alguns herbários no período compreendido entre 1974 e 1990. Na América Latina, os herbários de Bogotá (COL) e México (Mexu) foram os que mais se destacaram. Em 1990, o COL detinha 330 mil exemplares e o Mexu 550 mil, o crescimento correspondendo a 153% e 197%, respectivamente. O herbário do Jardim Botânico do Rio de Janeiro (RB) é apontado como tendo um crescimento de 81%. É salutar perceber também o quanto se avançou no conhecimento da flora brasilei- ra. A Flora Brasiliensis, editada por Martius, Eichler & Urban entre 1840 e 1906, descre- ve 22.767 espécies, das quais 5.689 eram novas para a ciência. Esta obra foi elaborada predominantemente com base em exemplares coletados por naturalistas europeus e enviados para herbários do exterior. Os tipos das espécies aí descritas, bem como ou- tras coleções históricas, encontram-se, portanto, fora do país. O número de espécies conhecido hoje para angiospermas no Brasil representa mais que o dobro daquele ci- tado na obra de Martius e colaboradores. Para os demais grupos de plantas e fungos, este número é, então, muito maior. A maioria dos exemplares, especialmente os tipos de espécies descritas após a Flora Brasiliensis, está em herbários brasileiros. Alguns dados obtidos por grupos de cientistas podem demonstrar os avanços obtidos nos últimos anos, mas, principalmente, sinalizam o quanto ainda precisa se conhecer sobre a flora do Brasil, mesmo em regiões consideradas bem estudadas. Demonstram que novas 26 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. espécies ou novas citações de ocorrências de táxons, independem da área geográfica abran- gida ou do grupo vegetal em estudo. A Flora Fanerogâmica do estado de São Paulo tem da- dos publicados sobre 56 famílias, abrangendo 895 espécies. A obra completa compreenderá 7,5 mil espécies distribuídas em 180 famílias. Na análise de 49 famílias, algumas com dados ainda parciais, 43 táxons foram descritos como novos para a ciência e 121 novas ocorrências foram registradas para São Paulo, incluindo uma família botânica, Ceratophyllaceae. Foram assinaladas, tam- bém, espécies não reencontradas em campo, sugerindo que as mesmas estejam ex- tintas no estado pela destruição de seus ambientes naturais, ou que sejam espécies raras ou com áreas de distribuição muito restrita. A documentação destes táxons não recoletados em São Paulo restringem-se hoje, apenas, aos exemplares guardados nas coleções de herbário. Na reserva ecológica de Macaé de Cima, no estado do Rio de Janeiro, onde foram identificadas 883 espécies de angiospermas, 17 eram novas para a ciência. No município do Brejo da Madre de Deus, um inventário da bioflora dos musgos pleurocárpicos em uma propriedade de 700 hectares, revelou que das 23 es- pécies inventariadas para o local, seis eram novas ocorrências não apenas para aquela área, mas para o nordeste brasileiro. Conhecer as espécies de plantas e fungos que ocorrem no território brasileiro, organizar as informações e os dados a elas relacionadas e disponibilizar este conheci- mento visando ao progresso da ciência e ao bem estar da sociedade são questões que necessariamente precisam perpassar pelo planejamento estratégico do país. O des- conhecimento da biota brasileira torna o país vulnerável em muitos campos entre os quais cabe destacar a descoberta de novos fármacos, o patenteamento de processos biológicos e a impossibilidade de fazer parcerias verdadeiras com instituições cientí- ficas de diferentes países, de modo que ambos os lados possam obter dividendos do conhecimento gerado. Como vencer este desafio com um contingente criticamente pequeno de taxono- mistas e com a maioria das coleções ainda não estruturadas para atender a crescente demanda de serviços? Qualquer modificação no status atual do conhecimento sobre a biodiversidade de modo a se alcançar patamares muito mais altos passa, essencial- mente, pelo estabelecimento de um programa consistente e continuado de estímulo à formação de recursos humanos na área de taxomomia. Sem taxonomistas bem for- mados, o país fica frágil diante dos compromissos assumidos na CDB e da impossibili- dade de diagnósticos seguros de diferentes componentes da biodiversidade. Os herbários hoje informatizados vêm respondendo com muito mais agilidade às perguntas dos cientistas, dos gestoresda área ambiental e também de outros seg- mentos da sociedade. Os herbários da Universidade Estadual de Feira de Santana (Huefs), com 65 mil espécimes, e o da Embrapa Amazônia Oriental (IAN) com 295 mil, totalmente informatizados, quando consultados, respondem de forma ágil com infor- mações diversas sobre o acervo. Muitas vezes as respostas recebidas satisfazem às dúvidas e às questões levantadas pelos estudantes e cientistas, evitando assim des- locamentos até as coleções e o manuseio do material. Este fato diminui os custos de pesquisa e agiliza o processo de geração do conhecimento. Entretanto, a informatiza- ção dos herbários brasileiros ainda é incipiente. Apenas 52% deles estão com mais da metade ou com o acervo totalmente informatizado. Nesse contingente, estão, princi- palmente, os herbários com acervos de menos de 20 mil exemplares. Por outro lado, 11% dos herbários sequer iniciaram o processo de informatização, estando entre eles alguns dos grandes herbários do país. A automação dos serviços de gerenciamento dos acervos vem modificando o labor curatorial. Entretanto é possível prever alterações muito maiores que poderão interferir 27Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas em procedimentos desde a coleta de espécimes até a disponibilização de suas imagens na internet. O georeferenciamento de amostras constitui-se em informação essencial para correlacionar dados de diferentes origens, tanto bióticos como abióticos. A sua inclusão no protocolo de campo das amostras vem sendo cada vez mais requerida. A valorização de imagens de campo e de herbário facilitará o acesso a muitos caracteres e informações. O conceito de herbário virtual ainda está por ser definido. Os herbários virtuais hoje disponíveis compreendem predominantemente webs interativas com base de dados de nomes científicos que possibilitam consulta remota. Alguns já dispõem de imagens associadas aos nomes. O herbário do futuro certa- mente será muito diferente do atual, embora o espécime colecionado em campo e convenientemente armazenado certamente continuará sendo a sua pedra de toque. Entretanto, o que parece prioritário e não muito distante da realidade brasileira é a integração, dentro de cada herbário, de todas as suas coleções. Partes diferentes de uma mesma planta, como madeira, flores fixadas, folhas em gel de sílica para estudos de DNA e a exsicata, propriamente dita, com o mesmo código de acesso. Ou seja, interoperabilidade de diferentes bases de dados. As incongruências e conflitos nas estratégias adotadas por diferentes setores de go- verno visando inventários de biodiversidade em áreas naturais, especialmente em Uni- dades de Conservação (UC), vêm dificultando ou até inviabilizando o desenvolvimento de pesquisas básicas e essenciais para o avanço do conhecimento sobre a biota e os ecossis- temas do país. Isto é contraditório, tendo em vista que, entre as prioridades das UCs e dos órgãos que as administram, estão expressos os inventários. Também são pouquíssimas as fontes de fomentos específicas e desburocratizadas que priorizam projetos de inven- tários; que reconhecem que o enriquecimento de coleções científicas com exemplares colecionados dentro de padrões pré-estabelecidos é prioritário para a conservação. A globalização dos esforços necessários para a implementação da Convenção da Diversidade Biológica vem promovendo, por meio de vários mecanismos, a ampliação de canais de diálogos entre cientistas, sociedade e governos. A discussão de proble- mas como a mensuração, avaliação, conservação e sustentatibilidade da diversidade biológica e de seus componentes é feita não apenas nos museus e nos herbários, mas em diferentes fóruns de governo e de sociedade. A internet facilitou a divulgação das informações e dos dados numa escala que era impensável há alguns anos. A guarda da coleção, como patrimônio no qual cada exemplar é único e insubs- tituível, é a principal tarefa das instituições que detêm esses acervos e dos órgãos que as mantêm. Entretanto, o futuro dos herbários depende, em grande parte, da sua habilidade de absorver e adaptar novas metodologias e tecnologias, e de com- preender demandas já manifestas pela sociedade. A mudança de paradigma das coleções depende também de uma política governamental voltada aos acervos bio- lógicos com investimentos apropriados e permanentes. Fonte: Ciência e Cultura, v. 55, n. 3, São Paulo, Jul./Set. 2003. Disponível em: http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?pid=S0009-67252003000300016&script=sci_arttext 28 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. @ Página do Código Internacional de Nomenclatura Botânica: http://www.bgbm.fu-berlin.de/iapt/nomenclature/code/SaintLouis/0001ICSL Contents.htm Links sobre taxonomia: http://www.silvionihei.hpg.ig.com.br/taxonomia.html http://www.biotaneotropica.org.br/v4n1/pt/editorial Link sobre Sistemática Filogenética em Português e Espanhol: Texto sobre Biologia Comparada e Classificação Autoria: Profs Drs Freddy Bravo e Solange Peixinho (UFBA) http://www.ufba.br/~qualibio/002.html Links sobre Sistemática Filogenética em Inglês: Journey into the Phylogenetic Systematics Autoria (copyright): University of California, Museum of Paleontology, Berkeley, EUA http://www.ucmp.berkeley.edu/clad/clad4.html The Phylogeny of Life Autoria (copyright): University of California, Museum of Paleontology, Berkeley, EUA http://www.ucmp.berkeley.edu/ alllife/threedomains.html Glossary of Phylogenetic Systematics Autoria: Günter Bechly (Böblingen, Alemanha) http://mitglied.lycos.de/GBechly/glossary.htm Phylogenetics Autoria: Virtual Paleobotany Lab (Univ. California, Museum of Paleontology, Berkeley) http://www.ucmp.berkeley.edu/IB181/VPL/Phylo/PhyloTitle.html Introduction to Phylogenetic Systematics Autoria: Drs Peter Weston & Michael Crisp (Royal Botanic Gardens e Austra- lian National University) Fonte: Invited Contributions of the Society of Australian Systematic Biologists http://www.science.uts.edu.au/sasb/WestonCrisp.html 29Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Introductory glossary of cladistic terms Autoria: Michael Crisp (Australian National University) Fonte: Invited Contributions of the Society of Australian Systematic Biologists http://www.science.uts.edu.au/sasb/glossary.html Phylogenetics: just methods Autoria: Mark E. Siddall (American Museum of Natural History) http://research.amnh.org/~siddall/methods/ Referências AMORIM, D. S. Fundamentos de sistemática filogenética. Ribeirão Preto: Holos, 2002. 156 p. BALBACH, M.; BLISS, L. C. A laboratory manual for botany. 7. ed. Orlando: Saunders College Publishing, 1991. 413 p. 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Santa Cruz do Sul: EDUNISC, 2004. v. 1, 605 p. RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. Tradução JaneElizabeth Kraus et al. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. 830 p. SOUZA, V. C.; LORENZI, H. Botânica sistemática: guia ilustrado para identi- ficação das famílias de fanerógamas nativas e exóticas no Brasil, baseado em APG II. 2. ed. Nova Odessa: Instituto Plantarum, 2008. 704 p. CapítuloCapítulo 2 Fungos 33Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Objetivos l Apresentar as características gerais dos organismos pertencentes ao rei- no Fungi. l Identificar as particularidades dos filos Chytridiomycota, Zygomycota, As- comycota e Basidiomycota. l Descrever a organização morfológica e os aspectos reprodutivos dos fungos. l Mostrar como os fungos são utilizados comercialmente. l Apresentar as relações ecológicas estabelecidas entre fungos e outros or- ganismos vivos. l Conceituar liquens e micorrizas. 1. Características gerais dos fungos A ciência que estuda os fungos, seres bastante diferentes de animais e plan- tas, é a micologia. Os fungos5, representados por uma enorme diversidade de espécies (Figura 7), podem ser caracterizados em linhas gerais como orga- nismos eucarióticos, aeróbios obrigatórios e aclorofilados. Figura 7 – Diversidade de fungos de diferentes grupos taxonômicos: Chytridiomyco- ta – fungo aquático (A), Zigomycota (B), Glomeromycota - fungo simbionte (C), As- comycota (D) e Basidiomycota (E a H). Fonte: http://bit.ly/1Sp9wci; http://bit.ly/1pqWsI1; http://bit.ly/1RMTE13; http://bit.ly/1pqWwaP; http://bit. ly/1oWLCZL; http://bit.ly/24H4DjZ; http://bit.ly/1QwTv2V; http://bit.ly/24H4H30. 5Fungos no solo e no mar – Nos 20 cm superiores do solo, por exemplo, pode haver aproximadamente 5 toneladas de fungos e bactérias por hectare. É ainda importante salientar que existem cerca de 500 espécies marinhas conhecidas, responsáveis pela degradação da matéria orgânica desse ecossistema, bem como outras encontradas em ambientes aquáticos continentais. 34 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. São amplamente distribuídos e apresentam uma enorme variedade de organismos macroscópicos ou microscópicos, que compreendem cerca de 100.000 espécies identificadas. São essencialmente terrestres e de vida livre, alguns podem ser aquáticos ou anemófilos (Figura 8); mas também podem ser ameboides, parasitas sapróbios ou simbiontes. Tem como principais ambientes, locais úmidos e ligeiramente ácido (pH 5,0-7,0), quanto a temperatura suportam altas temperaturas (termófilos) à bai- xas temperaturas (Psicrófilos). Podem ser multicelulares (exceto leveduras) e filamentosos; raramente dimórficos que podem ser leveduriformes ou filamentosos dependendo das condições do meio. Em geral, possuem parede celular constituído de quitina e mananos, mas essa constituição pode variar de acordo com o grupo. A quitina é mais resistente que a celulose quanto ao ataque de micro-organismos. Figura 8 - Fungos e bactérias encontradas em aparelhos de ar-condicionado. Fonte: http://bit.ly/1LZiFle. 2. Morfologia 2.1. Fungos filamentosos O corpo ou talo de um fungo filamentoso é constituído por hifas que podem ser septadas ou cenocíticas (sem septos) – Figura 9, estes septos podem apre- sentar poros que variam de tamanho. Hifas cenocíticas são multinucleadas. O conjunto de hifas é denominado micélio. Podemos fazer uma comparação 35Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas grosseira imaginando o fungo como um novelo de lã que foi desfeito e depois reorganizado de maneira rápida. O resultado é um conjunto de fios que se misturam desordenadamente. Algumas hifas são modificadas em apressórios6 ou haustórios7 que pos- suem a capacidade de fixação e penetração em um hospedeiro, respectivamente. Figura 9 – Desenho esquemático de diferentes tipos de hifas: septada (A) e cenocítica (B). Fonte: http://bit.ly/1SpcOfC. 2.2. Fungos leveduriformes Os fungos8, em sua maioria, são filamentosos, mas algumas espécies são leveduriformes, enquanto outras podem apresentar os dois estágios em res- posta às condições ambientais. As leveduras representam apenas formas de crescimento e não cons- tituem um grupo taxonômico formal. Na verdade, essa forma de organização pode ser encontrada em representantes dos filos Zygomycota, e Basidio- mycota, mas a maioria das leveduras encontra-se inserida nos Ascomycota. Muitos fungos podem alternar entre formas unicelulares e filamentosas, em função das condições ambientais, mas, na maioria deles, a fase filamen- tosa é predominante. Outros permanecem a maior parte da vida como levedu- ras, como é o caso de Saccharomyces cerevisiae (Figura 10) As leveduras se reproduzem principalmente por brotamento (Figura 10B), mas cada célula leveduriforme, haploide pode funcionar como um ga- meta, que em determinadas condições se fundem para formar um zigoto. Fungos fitopatógenos raramente apresentam sistema vegetativo unice- lular, sendo predominantemente filamentosos. 6Apressório são órgãos adesivos de fungos parasitas, representado por uma protuberância ou intumescência, formado por uma hifa. Tem a função de aderir no hospedeiro durante a primeira fase da infecção. 7Haustórios são estruturas fúngicas, ramificadas ou não, especializadas na absorção de nutrientes a partir do citoplasma da célula do hospedeiro. Agem como raízes sugadoras de holoparasitas ou hemiparasitas, que penetram no eixo do hospedeiro para retirar sua nutrição. 8A maioria dos fungos é estudada pela microbiologia, embora muitos de seus representantes possuam frutificações de grandes dimensões como é o caso dos cogumelos Agaricales. 36 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 10 - Aspecto de Saccharomyces cerevisiae sobre microscopia de varredura (A) e um esquema de sua reprodução assexuada por brotamento (B). Fonte: http://bit.ly/24JJaqr. 3. Nutrição e crescimento Os fungos são heterotróficos não possuem pigmentos fotossintetizantes, e, portanto, precisam de nutrientes (C, O, H, N, P, K, Mg, S, B, Mn, Cu, Mo, Fe e Zn) provenientes de outras fontes e que são obtidos por ingestão e absorção, a partir do processo de digestão extracorpórea, a qual compreende a libera- ção de enzimas sobre o substrato em que estão imersos. Alguns (leveduras) podem realizar fermentação alcoólica convertendo glicose em etanol. A sus- tância de reserva do grupo é o glicogênio. Dentre os fungos, podemos encontrar espécies saprófitas, que obtêm a energia a partir da decomposição de animais mortos, parasitas facultativos ou obrigatórios, de plantas ou animais. Existem ainda espécies que formam associações simbióticas importantes, dentre as quais se destacam os líquens9 e as micorrizas10. 4. Reprodução Os fungos apresentam muitas estratégias reprodutivas que garantem o su- cesso do grupo no ambiente, e, apesar de muitas espécies se reproduzirem preferencialmente de maneira assexuada, outras realizam sua reprodução se- xuadamente, produzindo estruturas responsáveis pela produção de gametas. Seja qual for o tipo de reprodução em questão, muitas estruturas com elevado grau de especialização celular11 são produzidas isoladamente ou em grupo pelos vários grupos de fungos. Reprodução assexuada se dá por fragmentação das hifas ou meio de es- poros, exceto Chitridiomycota que apresenta esporos flagelados, demais gru- 9Liquens são associações entre fungos e algas unicelulares ou filamentosas, ou cianobactérias. 10Micorrizas são associações simbióticas entre fungos e raízes de algumas plantas. 11Durante a divisão celular a carioteca não se desintegra, o fuso mitótico ocorre dentro do núcleo e não apresentam centríolos (exceto Chitridiomycota), entretanto apresentam corpos centriolares com função semelhante. 37Morfologia e Taxonomia de Cripitógamaspos apresentam esporos sésseis. Na reprodução assexuada os esporos são produzidos em esporângios ou conídios (Figura 11), provenientes de células co- nidiogênicas. Leveduras podem reproduzir-se por fissão binária ou brotamento. Figura 11 - Ilustração esquemática de conídios12 e conidióforos de Aspergillus (A). Imagem de microscopia de varredura eletrônica de micélio fúngico de Penicillium sp. evidenciando os conídios (B). Fonte: http://bit.ly/1VXjO2n. A produção de esporos sexuados acontece em estruturas específicas, particulares de cada grupo, conhecidas por ascomas (Ascomycota), Basidio- mas (Basidiomycota) e zigosporângio (Zigomycota), e a reprodução sexuada acontece em três momentos principais: l Plasmogamia: união de protoplastos das hifas sem ocorrer a cariogamia ou fusão nuclear; l Cariogamia: fusão de dois ou mais núcleos reunidos em função da plasmo- gamia, originando um zigoto diploide; l Meiose: redução do número de cromossomos a partir do zigoto formado pela cariogamia, produzindo núcleos haploides. Para que ocorra a reprodução sexuada, deve acontecer a fusão de hi- fas que podem ser originadas de um mesmo talo, e nesse caso, são chama- das homotálicas, ou de talos diferentes, chamadas hifas heterotálicas. Ao conjunto de fases que acontecem durante a reprodução, chamamos ciclo de vida, e, como são inúmeras as particularidades reprodutivas, deixa- remos para discutir sobre as características de cada grupo separadamente mais adiante. 12Conídios são esporos assexuados não envolvidos por esporângios; produzidos de maneira isolada ou em cadeia. Apresentam paredes finas, podem ser uni ou plurinucleados, encontrados na extremidade de conidióforos e que se libertam da hifa sem acarretar sua destruição. 38 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. 5. Aspectos ecológicos e econômicos Juntamente com as bactérias heterotróficas, os fungos são os principais res- ponsáveis pela decomposição da matéria orgânica, constituindo-se como par- te indispensável da cadeia alimentar, pois são responsáveis pela reciclagem do carbono, do nitrogênio, bem como de vários outros compostos liberados no solo, na água e no ar. Apesar da enorme importância ecológica, os fungos, muitas vezes, atacam diversos substratos, vivos ou não, para garantir sua permanência no meio ambiente, e, dessa forma, entram em conflito direto com os interesses humanos, uma vez que podem atacar: madeira (Figura 12A), culturas (Figu- ra 12B), alimentos (Figura 12C), causando enormes prejuízos econômicos, relacionados à saúde de plantas e de animais; mas também podem atacar roupas, tinta (Figura 12D) etc. Ao atacar os alimentos reduz sua palatabilidade e valor nutricional; alguns podem, inclusive, liberar toxinas. Os fungos podem atuar como pragas e patógenos de vegetais (p.ex. carvão e ferrugem) e seres humanos, como a Candida e a Pneumonia. Algumas espécies são capazes de resistir a elevadas temperaturas, outras a temperaturas muito baixas. Talvez esse seja um dos motivos pelos quais muitas pessoas tenham o conceito formado de que os fungos são seres indesejáveis, oportunistas e mal cheirosos. Entretanto, é fundamental compreender que esse comporta- mento somente revela sua elevada competência competitiva em relação a outras espécies. Fungos, contudo, não causam só malefícios; alguns podem ser comes- tíveis e, na indústria alimentícia, podem ser utilizados na no processo de fer- mentação como na formação do queijo. Substâncias produzidas por certos fungos podem ser medicinais, é o caso da penicilina, cujo princípio ativo vem de fungos do gênero Penicillium alimentos (Figura 12E). Outros fungos podem ser utilizados como biorremediadores de solo e controle biológico. Figura 12 - Exemplos de fungos decompondo madeira (A), folhas de milho (B), frutas (C) e em tinta (D) na parede. A imagem E mostra o efeito do Penicillium sobre bactérias. Fonte: http://bit.ly/1QYMeuU; http://bit.ly/1UGzDMD; http://bit.ly/1QTo12A; http://bit.ly/1L7OmhD; http://bit.ly/1L7OmOp. 39Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Os fungos13 também foram importantes associações simbióticas. Com algas ou cianobactérias podem formar os líquens, importantes colonizadores e indicadores de qualidade do ar. As micorrizas são associações entre fungos e raízes de plantas; aproximadamente 80% das plantas fazem este tipo de as- sociação, uma vez que as micorrizas desempenham um papel importante na nutrição das plantas. Fungos ainda podem fazer associações com formigas nos chamados “jardins de fungos” no qual as formigas levam para seu ninho peda- ços de folhas para que os fungos possam digeri-los e crescer, em contra partida as formigas se alimentam de partes do fungo em crescimento. Fungos endofí- ticos podem viver dentro de algumas espécies sem causar-lhes dado, porém são tóxicos e caso a planta seja atacada liberam toxinas que protegem a planta. 6. Classificação A classificação dos fungos encontra-se regida pelo Código Internacional de Nomenclatura de Algas, Fungos e Plantas, que, periodicamente, realiza en- contros para discutir regras, propondo modificações ou adições às leis que regulamentam a sistemática do grupo. Vejamos as categorias taxonômicas utilizadas para fungos com suas respectivas terminações, tomando como exemplo a espécie fúngica (Agari- cus bisporus), como pode ser vista no Quadro 4: Quadro 4 EXEMPLO DE CLASSIFICAÇÃO DE UMA ESPÉCIE FÚNGICA Domínio Eukaria Reino Fungi Filo (Divisão) Basidiomycota Classe Basidiomycetesmycetes Ordem Agaricaleales Família Agaricaceae Gênero Agaricus Espécie Agaricus bisporus Nota: A terminação específica para fungos, por categoria taxonômica, encontra-se em negrito. Existem vários sistemas de classificação propostos para os fungos; no entanto, esses sistemas são passíveis de alterações em função de novas des- cobertas científicas. Alexopoulos et al. (1996), por exemplo, distribui os organismos conhe- cidos como Fungos em três reinos: Stramenopila (Filos: Oomycota, Hypho- chytridiomycota e Labyrinthulomycota), Protista (Filos: Plamodiophoromycota, Dictyosteliomycota, Acrasiomycota e Myxomycota) e Fungi (Filos: Chytridio- mycota, Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota). 13Alguns compostos orgânicos são produzidos ou extraídos de fungos, como certos ácidos orgânicos e pigmentos. Existe ainda a possibilidade da utilização desses organismos na decomposição do lixo orgânico, mas sua utilização potencial mais promissora é na indústria de celulose e papel e no reaproveitamento de resíduos orgânicos. 40 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Contudo, com a introdução de novas técnicas, como a caracterização molecular e as análises genômicas, muitas modificações têm sido introduzi- das no sistema de classificação dos fungos. Assim, pode-se observar que apesar de serem sésseis e possuírem pa- rede celular; por serem heterotróficos, apresentarem glicogênio como subs- tância de reserva e características moleculares fungos mostram-se mais pró- ximos aos animais do que de vegetais. Filogeneticamente Animallia e Fungi descendem de uma mesmo ancestral, provavelmente um coanoflagelado. E o grupo irmão de Fungi seria um protozoário do gênero Nuclearia. É um grupo claramente monofilético, porém as relações entre os filos ainda não estão muito claras. Tradicionalmente é dividido em 4 filos (Chitri- diomycota, Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota), entretanto, análises moleculares de Hibbett et al. (2007) revelam que o reino possui 7 filos (e 1 sub-reino - Dikaria). Por estes autores Fungi apresenta como filos: Microspo- ridia, Chytridiomycota, Neocallimastigota, Bastocladiomycota, Glomeromyco- ta, Ascomycota e Basidiomycota, estes dois últimos pertencem ao sub-reino Dikaria. Zigomycota e Chytridiomicota,na circunscrição anterior eram clara- mente parafilétito, sendo divididos em diversos grupos. Estes organismos são agrupados de acordo, principalmente, com suas características reprodutivas específicas, bem como por dados moleculares. 7. Os grandes grupos de fungos 7.1. Filo Microsporidia O filo microsporídia (Figura 13) é o mais basal dos fungos. Por muito tempo foi considerado protozoário, mas análises moleculares recentes incluem seus representantes em Fungi. Morfologicamente, apresenta parede celular de qui- tina + proteínas; núcleo bem desenvolvido, mas carece de mitocôndrias, com- plexo de Golgi e peroxissomos. ◄ Figura 13 - Esquema da mor-fologia de um Micros- poria (A) e da infecção dos indivíduos deste filo no hos- pedeiro (B, C e D). Fonte: http://bit.ly/1LG9go0; http://1.usa.gov/1UGDk4N; http://bit.ly/1QYOdPR. 41Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas São parasitas de animais, principalmente insetos, mas podem infectar todos os grandes grupos de animais. Apresenta tubo polar que se projeta dos esporos infectando a célula hospedeira. Após a infecção o fungo começa a multiplicar-se utilizando energia da célula hospedeira. Alguns parecem reproduzir-se apenas assexuadamente, enquanto ou- tros parecem reproduzir-se sexuadamente e assexuadamente. 7.2. Filo Chytridiomycota Tem hábito predominantemente aquático, mas podem ser encontrados no solo. Como particularidades apresentam centríolos e parede celular de quitina e glucanos, em pelo menos um gênero ocorre também impregnação de celu- lose na parede celular. Podem ser unicelulares (leveduras) ou com rizoides finos que se esten- dem no substrato como uma âncora, entretanto, a forma mais comum são de organismos multicelulares com hifas cenocíticas com poucos septos somente na maturidade. A reprodução pode ser assexuada (Figura 14) por meio de zoósporos flagelados (um flagelo liso e posterior). Reprodução sexuada (Figura 14) ocor- re por alternância de gerações isomórficas ou heteromórficas. Neste caso, no gametófito maduro (n) os gametângios masculinos produzem e liberam game- tas masculinos (n), enquanto os gametângios femininos produzem e liberam gametas femininos (n) flagelados em meio aquático. Tais gametas se unem por plasmogamia, seguida de uma cariogamia formando um zigoto (2n) que irá se desenvolver em esporófito (2n). O esporófito pode ser igual ou diferente morfologicamente ao gametófito. O esporófito forma esporângios sexuados que, por meiose, forma esporos (zoósporos) haploides, estes, por sua vez, germinam e dão origem a um novo gametófito. 42 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 14 - Ciclo de vida do quitrídio Allomycetes arbusculus, mostrando a alternância de gerações isomórficas, com indivíduos haploides e diploides indistinguíveis até o momento em que começam a formar os órgãos reprodutivos. Fonte: Evert e Eichhorn (2014). Este filo pode causar a vegurrose da batata e quitridiomicose em an- fíbios (doença conhecida como Bd) em que a pele do animal fica espessa e cheia de verrugas, como os anfíbios tem respiração cutânea, esta doen- ça pode ser fatal (Figura 15). Podem ser parasitas de algas, protozoários, oomycotas, grãos de pólen e outras partes dos vegetais. 43Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 15 - Synchytrium endobioticum (A) que causa a verrugose da batata (B) e Batrachochytrium dendrobatidis (C) que causa a quitridiomicose em anfíbios (D), em que a pele torna-se muito espessa devido alterações microscópicas (“hiperplasia” e “hiperqueratose”) que são fatais para os anfíbios. Fonte: http://bit.ly/1oY3sM0; http://bit.ly/24Id7r4; http://bit.ly/1VYtlGm; http://bit.ly/1L8f0a8. 7.3. Filo Neocallismatigomycota e Basidiomycota O filo Neocallismatigomycota apresenta características morfológicas e re- produtivas muito semelhantes à Chitridiomycota, tanto que anteriormente os indivíduos destes filos estavam incluídos em Chitridiomycota. Contudo, aná- lises moleculares separaram Neocallismatigomycota de Chitridiomycota. Os indivíduos de Neocallismatigomycota ocorrem no estômago de ruminantes. Blastocladiomycota foi outro filo que surgiu a partir das recentes análises mo- leculares de Fungi, assim como Neocallismatigomycota os representantes deste filo anteriormente estavam incluídos em Chitridiomycota, e apresentam muitas características morfológicas semelhantes a este grupo. 7.4. Filo Zygomycota a) Características morfológicas e reprodutivas Zygomycota é um filo polifilético (mesmo com a retirada de Glomales para constituir o filo Glomeromycota). Sendo reconhecido apenas para fins didá- ticos na sistemática tradicional de fungos. É constituído por representantes terrestres, de vida livre, parasitas ou sapróbios; unicelulares (leveduriformes) ou filamentosos, neste caso apresenta hifas cenocíticas (Figura 16A). Repro- duzem-se assexuadamente por meio de esporângios e sexuadamente por meio de zigosporângio. Morfologicamente (Figura 16B) a estrutura reprodutiva assexuada pos- sui rizoide, para fixação e ingestão de substâncias, um estolão para cresci- mento somático do indivíduo, que cresce horizontalmente, o local em que o estolão toca o substrato ocorre desenvolvimento de rizoide em direção ao substrato e de um esporangióforo em sentido contrário ao substrato. No ápice do esporangióforo encontra-se o esporângio terminal. Uma apófise, porção dilatada do esporângio, pode ou não está presente logo abaixo do esporângio, essa estrutura tem apenas relevância taxonômica. No interior do esporângio 44 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. ocorre a individualização nos núcleos para formar os esporos, em seguida ocorre a liberação dos esporos (denominados esporangiósporos) que se dis- persam pelo ar e ao germinar produzem novos micélios idênticos. Figura 16 - Mícelio com hifas cenocíticas típicas do gênero Rhizopus – foto ampliada 400x (A). Detalhe da morfologia da estrutura reprodutiva assexuada (B). Fonte: http://bit.ly/1nnxMPb - modificado; http://bit.ly/1UHQWwD - modificado. As hifas resultantes da germinação destes esporos (de modo assexu- ado) continuam a se reproduzir assexuadamente até que, em determinado momento, inicia-se o processo de reprodução sexuado (ou gamético). Neste tipo de reprodução hifas de micélio/linhagens diferentes (linhagens + e -) se encontram, neste momento há a liberação de hormônios de intumescimento da hifa, o que dará origem a extremidades hifálicas mais alargadas, assim for- ma-se o progametângio. Logo em seguida forma-se um septo para se separar a extremidade da hifa (formação do gametângio). Segue pela fusão das duas extremidades (que agora estão isoladas por conta da presença do septo) – Fi- gura 17, este momento é denominado plasmogamia e forma o zigosporângio. Devido a estes processos diz-se que ocorre conjugação de gametângios. Figura 17 - Início da reprodução sexuada: formação do zigóforo (A), septo da fusão (B), progametângio (C), dissolução do septo da fusão (D), cariogamia e prozigospo- rângio (E) e zigosporângio (F). Fonte: http://bit.ly/1X2kLXw. Seguida esta etapa ocorre a cariogamia e forma-se o zigósporo14 (espo- ros característicos do filo) que rompe o zigosporângio, formando um esporan- gióforo, em cuja extremidade encontra-se o esporângio. Por meiose zigótica 14O zigósporo corresponde ao produto da reprodução sexuada nos fungos Zygomycota. É o zigoto resultante da fusão dos núcleos de duas hifas mutuamente compatíveis e fica encerrado num corpo de parede espessa, por vezes ornamentada, o zigosporângio. 45Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas ocorre a formação dos esporos (n), ao serem liberados se tornarão um novo micélio fechando o ciclo. Uma espécie bem representativa desse grupo é Rhizopus stolonifer,também conhecida popularmente como “bolor ou mofo negro do pão”, que coloniza alimentos ricos em carboidratos, bem como pode ser encontrados contaminando frutas e vegetais, foi utilizado para representar o ciclo de vida deste grupo (Figura 18). Figura 18 - Ciclo de vida de Rhizopus stolonifer (A). Detalhe do gametângio, zigospo- rângio (B) e esporângio (C). Fonte: Nabors (2012); http://bit.ly/1ps1Qe1; http://bit.ly/1U2qAEX. b) Diversidade Dentro do filo Zygomycota, cerca de 1.060 espécies já foram descritas, sendo Rhizopus, Mucor, Absidia e Zygorhynchus exemplos comumente encontra- dos na natureza. A maioria dessas espécies cresce em ambiente terrestre, em contato com o ar. Representantes do filo podem apresentar modo de vida saprobionte, parasita - como Entomophthora muscae que ataca moscas (Figura 19A), sen- do utilizado como controle biológico; enquanto outras podem ser patogênicas para animais e humanos. A espécie Choanephora cucurbitarum (Figura 19B), é um parasita de plantas superiores que ataca flores e frutos, causando vários prejuízos em plantações e cultivo de flores ornamentais. Rhizopus stolonifer e Mucor racemosus são espécies que promovem a deterioração de frutas e vegetais (Figura 19C) e também de cereais armazenados em silos. A espécie Rhizopus nigricans é uma das responsáveis pelo mofo preto do pão. 46 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 19 - Mosca infectada por um zigomiceto (A). Cucurbita pepo colonizada por Choanephora cucurbitarum, espécie representativa de um zigomiceto (B). Gênero Rhizopus colonizando morangos maduros (C). Fonte: http://bit.ly/1R028VC; http://bit.ly/1ps2aJR; http://bit.ly/1L8uMld. Em Zygomycota, o gênero Mucor é importante na fabricação de queijos e na pasta de amendoim fermentada. E algumas espécies de Rhizopus po- dem ser importantes como biorremediadores do solo. 7.5. Filo Glomeromycota Este filo, com um pouco mais de 100 espécies, eram os antigos representan- tes da ordem Glomales (Zygomycota), que foi elevado à categoria de filo. Apresentam hifas cenocíticas. É essencialmente terrestre e simbiótico obrigatório, formando as endomicorrizas (ou micorrizas arbusculares); cerca de 80% das plantas fazem tal associação (a maioria das angiospermas e mui- tas gimnospermas, pteridófitas e briófitas). Além disso, é provável que eles sejam os fungos de solo mais abundantes na maioria dos ecossistemas tropi- cais. Este tipo de associação é encontrado em todas as latitudes e em quase todos os ecossistemas terrestres. A simbiose micorrízica arbuscular (MA) é a mais ancestral dentre todos os tipos de micorrizas conhecidas. Evidências fósseis indicam que as primei- ras plantas terrestres já estavam colonizadas por fungos que apresentavam estruturas miceliais e esporos similares aos dos atuais fungos arbusculares. Neste tipo de simbiose, o fungo recebe carboidratos da planta, em troca fornece à planta água e nutrientes inorgânicos (especialmente o fósforo inor- gânico). Por vários autores é considerada simbiose mutualística nutricional, porque, em geral, ambos os simbiontes se beneficiam da associação. Fungos MA conferem também incrementos à resistência de plantas diante do ataque patogênico, à tolerância ao estresse hídrico, à eficiência fotossintética e ao intemperismo de minerais. Como consequência, existem evidências de que FMAs colaboram no aumento do dreno de carbono da atmosfera, variável importante e pouco estudada diante dos processos de mudanças climáticas. 47Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas A simbiose é possível graças ao fato de o fungo produzir hifas intra e extrarradiculares (Figura 20), as primeiras ocorrem na região cortical, enquan- to as segundas em contato direto com o solo. Tais estruturas são capazes de absorver elementos minerais do solo e transferi-los ao ambiente radicular, onde são absorvidos. Figura 20 - Esquemas evidenciando as hifas extras e intra-radiculares (A) e em um detalhe maior para poder observar os diferentes tipos de hifas intra-radiculares (B) Fonte: http://bit.ly/1oYG2Gz; http://bit.ly/1p7zSo5 A troca bidirecional de substâncias do fungo para a planta e vice-versa ocorre em estruturas intensamente ramificadas (arbúsculo) – Figura 20B. Após penetração da parede celular as hifas tornam-se extremamente finam (com diâmetro menor que 1 μm) e altamente ramificadas, assim elas pe- netram na célula vegetal sem, entretanto, destruir a membrana plasmática. Devido ser extremamente ramificadas, aumentam a superfície de contato, permitindo eficiente troca de sinais, nutrientes e compostos orgânicos entre a planta e o fungo. Outro tipo de estrutura intracelular são as vesículas (Figura 20B), que são dilatações terminais que servem como compartimento de reserva para o fungo. Os arbúsculos são mais comuns em hifas mais jovens, enquanto as vesículas em hifas mais velhas. Hifas extrarradiculares, por sua vez, são mais eficientes que raízes na captura de nutrientes, por serem estruturas extremamente longas e finas. Em associações arbusculares, hifas podem se estender a vários decímetros da superfície da raiz (comparado aos 1–2 mm de extensão média das radicelas). Por serem finas, com cerca de 2 μm de diâmetro, hifas arbusculares podem explorar volumes do solo inatingíveis por estruturas radiculares (pelos radicula- res apresentam valores de 10–20 μm de diâmetro e raízes laterais de 100–500 μm). Portanto, hifas são capazes de absorver os elementos minerais, como uma raiz de maneira mais eficiente. Este tipo de hifa ainda produz e libera 48 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. glomalinas no solo, essas proteínas apresentam alta estabilidade no solo e constituem-se em um importante componente do carbono orgânico do solo. Sua classificação é feito principalmente pelo tamanho e número de ca- madas dos esporos, organização dos arbúsculos no interior das células vegetais (condensados ou muito condensados), pela estrutura hifálica e pela sequência do DNA. Reproduzem-se assexuadamente por meio de esporos (Figura 21). Figura 21 - Exemplos de esporos de diferentes espécies de Glomeromycota: Clarus Rhizophagus (A) e Glomus clavisporum (B). Fonte: http://bit.ly/1Ygn5eG; http://bit.ly/1R055pj. Não há evidências de reprodução sexuada no grupo. No entanto, sabe- se que organismos que se multiplicam clonalmente por longos períodos de tempo tendem rapidamente à extinção, devido à acumulação de mutações deletérias originadas durante o crescimento somático e à incapacidade de eliminá-las e de gerar variabilidade genética. Recentemente, evidências de recombinação em fungos MA têm sido observadas pela análise de sequên- cias de DNA, indicando que esses fungos desenvolveram mecanismos de evolução que ainda necessitam de elucidação. O micélio de fungos MA frequentemente interconecta o sistema radicular de plantas vizinhas da mesma espécie ou de espécies distintas. Nesse sen- tido, a maioria das plantas está interligada por uma rede de hifas micorrízicas comum, durante alguma fase do seu ciclo de vida. As consequências dessa trama micelial para a competição interespecífica em comunidades vegetais sugerem que ela seja elemento importante na definição da sucessão vegetal. 7.6. Filo Ascomycota a) Características gerais Ascomycota pertence ao sub-reino Dikaria e é grupo irmão de Basidiomycota. Com cerca de 32.000 espécies é o maior filo de Fungi, entretanto, a maioria destas espécies são fungos linquenizados ou leveduriformes, poucas espé- cies são fungos macroscópicos. Não deixe de assistir o vídeo “A comunicação entre as árvores” disponível em: https:// vimeo.com/124521208. 49Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas São predominantemente terrestres, alguns podem ser parasitas de ani- mais, algas, vegetais e outros fungos;ou fazer associações simbióticas (lí- quens ou ectomicorrízas). São unicelulares (leveduras) ou filamentosos, neste caso apresentam hifas septadas, com septos simples, ocasionalmente mul- tiporado. Na verdade, o micélio composto por essas hifas é funcionalmente cenocítico porque núcleos e outras organelas podem migrar através dos po- ros presentes nos septos celulares. Dessa forma, podemos encontrar células uni, bi ou multinucleadas compondo estruturalmente esses fungos. Também apresentam corpos cêntricos, hifas homo ou heterotálicas e dicariose curta. Possuem como característica particular, estruturas denominadas ascos que contem endósporos, denominados ascósporos15, sempre em numero de quatro ou múltiplos de quatro, os quais são formados como resultado da cario- gamia seguida imediatamente pela meiose. Ascomycota macroscópicas apresentam 4 formas características de ascoma (corpos de frutificação) – Figura 22: a) Apotécio: ascoma em forma de prato; os ascos ficam na parte superior do ascoma, sem estar protegidos por tecido somático. Pode ser plano ou segmentado em sulcos, este último é comum em Morchella (Figura 22B). b) Peritécio: ascoma em forma de pera, com uma abertura na porção mais distal (ostíolo); os ascos ficam na região interna, podendo está somente na porção basal os em toda a parede interna do peritécio. Hifas somáticas, com importante valor taxonômico, podem estar entre os ascos. Ex.: Daldinia concêntrica (Figura 22C). c) Clesitotécio: ascoma fechado em forma de bola. Os ascósporos só são liberados quando ocorre rompimento do ascoma16. Ex: Tuber (Figura 22D). d) Ascostroma: ascomoas nus, não possuem hifas ascógenas (que formam ascoma). Típico de Archiascomycetes (Figura 22E). Figura 22 - Diferentes tipos de ascomas contendo ascos e ascósporos. Esquema dos principais tipos de ascomas (A). Morchella elata, exemplo de ascoma apotécio (B). Dal- dinia concêntrica, representando um ascoma Peritécio (C). Tuber sp. (trufas) é um exem- plo de ascoma cleistotécio (D) e Taphrina deformans (E) de ascomas nus (Ascostroma). Fonte: http://bit.ly/1M0x7tg; http://bit.ly/1TX1NmS; http://bit.ly/1LIhtIh; http://bit.ly/21e86BP; http://bit.ly/1OWmK9H. 15Os Ascósporos são o conjunto de oito células haploides (n) que ficam no interior dos ascos. Desses ascósporos nascerão novas hifas e novos ascos. 16Se os ascomicetos produzem esporos para sua reprodução, como isso pode ocorrer em estruturas completamente fechadas como o cleistotécio? 50 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Vale destacar que os corpos de frutificação são apenas uma pequena amostra visível de um sistema complexo, formado por hifas que estão distri- buídas extensamente pelo substrato, metabolicamente ativas, realizando pro- cessos de nutrição e reprodução, de maneira bastante intensa. Filogeneticamente Archiascomycetes (ascoma Ascostroma) é o gru- po irmão de um clado formado por Saccharomycetales (leveduras) e os As- comycota filamentosos (demais tipos de corpos de frutificação). b) Reprodução A reprodução das leveduras se dá de duas formas. Assexuadamente por bro- tamento e sexuadamente por fusão de leveduras (n), seguida de uma cario- gamia que origina um zigoto (2n) e posterior meiose zigótica que dará origem a quatro células haploides (n), que podem ou não sofrer mitoses antes de se separar para formar novas leveduras de vida livre haploides. Em algumas es- pécies, como em Saccharomyces cereviseae, a meiose pode ser retardada, e a levedura diploide pode reproduzir-se assexuadamente por brotamento, antes da meiose. A reprodução assexuada dos ascomicetos filamentosos ocorre por meio de conídios (Figuras 11 e 23), esporos assexuados formados no ápice de hifas modificadas (conidióforos). Diferente dos zigomicetos, cujos esporos são formados no interior do esporângio e só então liberados, os conídios são produzidos a parir de células conidiogênicas que ficam voltadas para o meio externo do conidióforo, em geral cada conídio pode produzir de 4-8 conidiós- poros. Após a dispersão dos conídios, estes germinam e dão origens a hifas de linhagens diferentes. Essas hifas começam a crescer, espalhando-se no substrato, ao mesmo tempo em que se alimentam. Por fim, podem continuar a se reproduzir assexuadamente formando novos conídios ou reproduzir-se sexuadamente, que ocorre sob determinadas condições ambientais. A reprodução sexuada de Ascomycota filamentosos (Figura 23) envolve a formação de um asco. Durante o processo hifas monocarióticas (n) de linha- gens diferentes formam gametângios multinucleados: ascogônio (gametângio feminino) e anterídio (gametângio masculino). O ascogônio forma uma tricó- gine que se funde (sofrem plasmogamia) ao anterídio. Através da tricógine, são transferidos núcleos masculinos do anterídio para o ascogônio, que ficam pareados dentro das hifas agora passam a ser n + n (dicarióticas), pois a fusão dos núcleos não acontece imediatamente. Estas hifas se desenvolvem e formam o corpo de frutificação (ascoma ou ascocarpos), que são visíveis a olho nu. Na camada himenia17l do corpo de frutificação forma-se o asco, célula especializada cujas dois núcleos sofrem 17Camada himenial (ou himênio) é uma camada contínua esporígena, em forma de paliçada, constituída por elementos férteis (ascos ou basídios) e estéries; é uma camada ou superfície que contém os esporos no corpo de frutificação. 51Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas cariogamia, formando o zigoto. Observe a figura 23 e identifique uma hifa mo- dificada, que assume a forma de gancho, também conhecidas por “crozier”. É exatamente nessas hifas que vai ocorrer a cariogamia e a formação de ascos jovens, diploides, Por meiose o zigoto forma quatro núcleos haploides (n) que logo em seguida sofre mitose, formando oito ascósporos (n) no interior do asco maduro. Os ascósporos são liberados e germinam hifas haploides, dando sequência ao ciclo reprodutivo desses fungos. Figura 23 - Ciclo de vida típico de Ascomycota. Fonte: Evert e Eichhorn (2014). c) Fungos assexuados Análises moleculares e as semelhanças morfológicas na estrutura do micélio evidenciam que os fungos conidiais (“Deuteromicetos”) estão incluídos dentro de Ascomycota. Este grupo, também denominado fungos imperfeitos (Fungi Imperfecti), compreendem uma grande diversidade de organismos (cerca de 15.000 espécies) organizados em um grupo artificial (pois suas espécies po- dem ou não apresentar ligações filogenéticas). 52 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. A denominação de fungos imperfeitos refere-se ao fato de que, em mui- tos de seus representantes, só se conhece seu método assexuado de repro- dução (conídios), ou o método de reprodução sexual não é usada como base de sua classificação. Neste grupo é comum o fenômeno de heterocariose, em que núcleos geneticamente diferentes ocupam o mesmo citoplasma. Eventualmente es- tes núcleos podem se fundir e terem perda gradual de cromossomos em um fenômeno denominado haploidização. Este fenômeno genético de plasmoga- mia, seguida de haploidização é denominado parassexualidade, assim pode proporcionar uma flexibilidade genética e evolutiva ao grupo, uma vez que não possuem ciclo sexuado. d) Importância econômica e ecológica Dentre as espécies do filo existem algumas economicamente importantes. Muitas delas, inclusive, são bastante familiares. Este filo é caracterizado pela maioria dos bolores verde-azulados e avermelhados que estragam os alimen- tos, bem como também estão incluídas espécies responsáveis por doenças vegetais importantes como a espécie Cryphonectria parasitica (Figura 24A- C), por exemplo, ataca folhas de castanheiras, comprometendo seu desen- volvimento, e consequentemente, sua comercialização. Entretanto,também ocorrem alguns fungos comestíveis como as mor- chelas (Morchella sp.) – Figura 22B, e as trufas18 (Tuber sp.) – Figura 22D. Embora as formas filamentosas sejam preponderantes algumas formas unicelulares ou leveduriformes são de grande importância na biotecnologia, podendo ser empregadas em várias áreas de interesses comerciais. Uma das espécies comumente utilizadas é a Saccharomyces cerevisiae (Figura 10A), conhecida vulgarmente como levedura de padeiro ou da cerveja. Dentre os fungos assexuados pode-se citar alguns gêneros economi- camente importantes, como Penicillium (Figura 24D-F) e Aspergillus (Figura 24G-I). Algumas espécies de Penicillium produzem o conhecido antibiótico penicilina, enquanto outras espécies dão sabor e aroma a queijos, como Ro- quefort e Camembert. Já as espécies de Aspergillus são usadas na indústria alimentícia para fermentar pastas e molhos de soja, além de produzir ácido cítrico comercialmente. Outros fungos imperfeitos são causadores de certas doenças, como Candida albicans (Figura 24J-K), que provoca a candidíase, uma doença da mucosa da boca, da vagina e do trato digestivo. 18Trufas são fungos subterrâneos que vivem em simbiose com alguns tipos de árvores. São encontradas a aproximadamente 30 cm de profundidade em florestas nativas. Trata-se de uma iguaria apreciada desde os egípcios que é colhida na floresta por catadores de trufas com auxílio de cães farejadores. Existem mais de 70 variedades de trufas, 32 podem ser delas encontradas na Europa. 53Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 24 - Cryphonectria parasitica isolado em placa de Petri (A) e atacando caules (B e C) - observe as setas indcando onde encontra-se presente o fungo. Penicillium nota- tum, espécie utilizada para fabricação da penicilida isolada em placa de Petri (D), em microscopia de varredura (E) e inibindo o crescimento de bactérias em meio de cultura (F). Aspergillus niger, causador de doenças respiratórias, isolada em placa de Petri (G), visto sob microscopia óptica (H) e atacando uma cebola (I). Candida albicans, causa- dor da candidíase, em placa de Petri (J) e sob microscopia óptica (K). Fonte: http://bit.ly/1psYgR4; http://bit.ly/1YjgfVE; http://bit.ly/1SshLo9; http:// bit.ly/1psYkQF; http://bit. ly/1TjLH74; http://bit.ly/1RvmWic; http://bit.ly/1npE9 kR; http://bit.ly/1X4Nivm; http://bit.ly/1M1vfAw; http://bit. ly/1LJZWiY; http:// bit.ly/1LJZYY6. Ecologicamente, os ascomicetos são sapróbios19 (sendo encontrados em diversos substratos, como solo e esterco); parasitas (atacando plantas, apresentando-se como vilões na agricultura, e/ou atacando animais, cau- sando inúmeras infecções) e simbiontes (associados a algas, formando os liquens, ou associados a raízes de plantas, formando ectomicorrizas). Vale destacar que quase todas as espécies de fungos que compõem os liquens pertencem ao filo Ascomycota. 7.7. Filo Basidiomycota a) Características gerais O filo Basidimycota compreende fungos bastante familiares, dentre os quais se encontram os cogumelos20 venenosos e comestíveis, bem como orelhas 19Sapróbio (ou saprófita) refere-se ao organismo que se nutre absorvendo as sustâncias orgânicas que se encontram em decomposição. 20O termo cogumelo não é uma designação taxonômica e se refere apenas ao corpo de frutificação do fungo, que pode ser subterrâneo (hipógeo), ou se desenvolver sobre o solo (epígeo), de tamanho suficiente para ser visto a olho nu e coletado pela mão. Devemos lembrar sempre que o cogumelo não representa o organismo completo, mas sim apenas uma amostra visível de uma rede de filamentos microscópicos (micélio), formado por células vegetativas, que são as hifas. 54 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. de pau, ninhos de passarinho, estrelas da terra, fungos coraloides, fungos ge- latinosos entre outros; há inclusive algumas espécies fitopatogênicas impor- tantes (Figura 25). São também fundamentais ao equilíbrio ecológico, uma vez que desempenham papel crucial na decomposição da matéria orgânica existente no planeta. Figura 25 - Exemplo da diversidade do filo Basidiomycota. Amanita muscaria, um co- gumelo venenoso (A), Agaricus blazei, um cogumelo com propriedades medicinais (B), Shitake, um cogumelo comestível (C), Pycnoporus sanguineus, um exemplo de orelhas de pau (D), Cyatus sp., conhecido popularmente como ninho de passarinho (E), Geastrum sp., conhecido pelo nome popular de estrelas da terra (F), um fungo coraloide da família Clavariaceae (G), Tremella mesentérica, um fungo gelatinoso (H) e os fungos causadores da ferrugem (I) e do carvão (J, ambos fitopatógenos. Fonte: http://bit.ly/19nRij3; http://bit.ly/18AuFXJ; http://bit.ly/1LK4zcM; http://bit.ly/ 14SO6eh; Edson-Cha- ves (2013); http://bit.ly/21ftjeC; http://bit.ly/1TY8Dc0; http://bit.ly/21fthDI; http://bit.ly/1QDD4P1; http://bit. ly/1p95Y2L. Este filo possui cerca de 31.000 espécies, pertence ao sub-reino Dikaria e é o grupo irmão de Ascomycota, porém diferente desse, apresenta dicario- fase longa. Maioria filamentosa (raro leveduriforme) formando micélios bem desen- volvidos, com septo simples ou formando grampo de conexão (Figuras 26 A e B). O poro do septo é sempre uniporado, podendo ser simples ou com septo doliporo21 (presença de parentossomo), como mostram a figuras 26 C a F. 21Doliporo: margem inflada em forma de barril localizada em torno do septo dos Basidiomycota. Qualquer fungo que apresenta Doliporo é Basidiomycota, entretanto nem todos os Basidiomycota apresentam o doliporo, organismos de Puccinomycotina apresentam poros simples. 55Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 26 – Exemplos de hifas com septos simples (A) e com grampo de conexão (B). Esquemas de poros simples (C) e doliporo (D) e suas respectivas fotos em microsco- pia de transmissão (E e F). Fonte: http://bit.ly/1eWaqYV; http://bit.ly/187ejW0; http://bit.ly/1LLNAXs; http://bit.ly/1LLNE9K; http://bit. ly/1QFJEo8. A principal característica que distingue esse filo dos demais é a forma- ção do basídio (análogo aos ascos em Ascomycota), estrutura especializada na produção de esporos exógenos (basidiósporos); são produzidos em núme- ro de quatro, ou mais raramente dois, como resultado da cariogamia e meiose. De acordo com a organização, ramificação e crecimento das hifas estas podem ser categorizadas em três tipos (Quadro 5). Esses três tipos podem se organizar em diferentes tipos de sistemas hifálicos (monomítico, dimítico – sempre apresenta hifas generativas – e trimítico) para formar o corpo de frutificação. 56 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Quadro 5 TIPOS DE HIFAS Generativa Esquelétias Conectivas Crescimento Indefinido Definido Definido Orientação - Orientado Não - orientado Parede celular Delgada - - Ramificação Ramificada Indivisa Ramificada Septos Simples ou doliporo Usualmente não septada ou septo simples Não septada b) Reprodução Os basidiomicetos formam seus esporos sexuais em estruturas chamadas basídios, que quando são liberados e encontram ambiente apropriado, se de- senvolvem num novo micélio. Assim que o esporo germina forma um micélio cenocítico, entretanto logo ocorre a individualização dos núcleos e formação dos septos, assim o micélio torna-se monocariótico (n); este micélio é denomi- nado micélio primário. As hifas monocaríóticas de linhagens diferentes podem se fundir, através de plasmogamia (fusão do seu conteúdo interno), resultan- do na formação do micélio dicariótico (n + n) ou secundário, uma vez que a fusão dos núcleos não se dá imediatamente. Este micélio pode permanecer muito tempo no substrato antes de se organizar em estruturas macroscópicas externas ou subterrâneas, denominadas basidiomas22 (micélioterciário), que nada mais são que os corpos de frutificação, representados comumente por cogumelos e orelhas de pau (Figura 27).Classe Ustomycetes Nas extremidades das hifas da camada himenial ocorre cariogamia (esta célula é denominada de basídio), formando uma célula diploide (2n); seguida de meiose formando 4 núcleos haploides (n). Concomitantemente a meiose, no ápice do basídio forma-se 4 estruturas que são separadas do basí- dio pelo esterigma. Na verdade, este número pode ser 2, 4, 6 ou 8 estruturas, quase sempre 4. Após a formação dos núcleos haploides o vacúolo do basídio come- ça a intumescer, empurrando os núcleos para as estruturas recém-formadas. Cada estrutura/protuberância recebe um dos núcleos formados após meiose, assim ocorre à formação dos basidiósporos, tais basidiósporos são conec- tados ao esterigma por uma região denominado de apículo. Quando este é liberado dá origem a um novo micélio primário (Figura 27). 22Basidiomas são corpos multicelulares, estruturados a partir da organização das hifas, nos quais são formados os basídios produtores de basidiósporos. 57Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 27 – Ciclo de vida de um Basidiomycota típico. Fonte: Nabors (2012). Vale ressaltar que existem duas formas de liberação de basidiósporos: a balitospórica e a estatimospórica. Na primeira, a ponta do apículo secreta uma pequena quantidade de moléculas de açúcar e esta dá início a formação da Gota de Buller; esta gota continua a cresce e eventualmente, entra em contato com o filme de água na superfície do esporo. Um ponto de contato se faz. Assim que a gota entra em contato com o filme, ela colapsa, causando do “gatilho” para a liberação do esporo. Neste tipo de dispersão diz-se a liberação dos esporos é ativa. Na forma estatimospórica a liberação dos esporos ocorre de forma passiva, os esporos são liberados quando uma gota de chuva ou outra estrutura bate no envoltório (perídio) que protege os esporos. c) Classificação Taxonomicamente Basidiomycota é dividido em 3 subfilos: Agaricomycotina, Puccinomycotina e Ustilagomycotina. Agaricomycotina Os fungos inseridos em Agaricomycotina foram, por muito tempo, divididos em dois grupos baseados em seus aspectos morfológicos: Himenomicetos e Gasteromicetos. Entretanto não são mais considerados grupos taxonômi- 58 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. cos formais uma vez que não são monofiléticos. Após trabalho de Hibbett e colaboradores (2007) Agaricomycotina passou por profundas transformações e em sua atual circunscrição a sua maior classe Agaricomycetes apresenta indivíduos antes pertencentes à Gasteromycetes e a Hymenomycetes. Os fungos geletinosos (anteriormente colocados em Hymenomycetes) passaram a constituir as demais classes de Agaricomycotina. De forma didática será explicada a morfologia de Agaricomycotina uti- lizando os grupos informais: himenomicetos e gasteromicetos. O primeiro é constituído pelos cogumelos (comestíveis e venenosos) – Figura 25A a C, orelhas de pau (Figura 25D) e fungos gelatinosos (Figura 25H). Apresentam camada himenial exposta e liberação ativa dos esporos. O formato da ca- mada himenial deste grupo apresenta importante valor taxonômico, sendo os tipos mais comuns: lamelar, poróide, denticulado e tubular. É comum na cama- da himenial a presença de cistídeos, estrutura estéril, sem função conhecida porém com diferentes tipos, apresentando importante valor informativo. Este grupo, ainda, tem diferentes tipos de adesão ao substrato. Em termos de mor- fologia externa, pode ser de dois tipos principais: o tipo pileado (com píleo), este pode ser dividido em séssil, efuso-reflexo e estipitado; e o tipo ressupina- do, firmemente aderido ao substrato. No que se refere à morfologia23 de seus representantes merece desta- que os aspectos morfológicos de cogumelos (Figura 28A) e orelhas de pau. Nos cogumelos (ordem Agaricales) a presença/ausência da volva e anel pos- sui relevância taxonômica, a volva geralmente é subterrânea e é resquício do “ovo” que dá origem ao cogumelo, antes dele de alongar e abrir o chapéu; o anel é o resquício das bordas do chapéu que ficaram presos no estipe. O eixo de alongamento do cogumelo é denominado estipe, a espessura e ornamen- tação deste eixo tem importância taxonômica, assim como a localização da inserção do estipe no píleo (central, na borda, ou entre estas duas regiões); o formato de camada himenial; tamanho, coloração, ornamentação da camada abhimenial (região superior do chapéu) são certas características do píleo que apresentam relevância taxonômica; outras características como formato, cor e densidade dos esporos também apresentam valor informativo. Anote RECEITA - Arroz com cogumelos Ingredientes: 2 xícaras (chá) de arroz 2 colheres (sopa) de manteiga 1 bandeja de champignon fresco picado 1 xícara) (chá) de presunto sem capa de gordura em cubos pequenos Queijo ralado à vontade 23Para maiores detalhes sobre a morfologia de cogumelos, consultar: https://esa.ipb.pt/agro689/ brochura_das_Jornadas_ Micologicas.pdf 59Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Modo de preparo Prepare o arroz. Enquanto isso em uma panela derreta a manteiga e frite o presunto e o champignon. Quando o arroz estiver pronto, acrescente o refogado e misture bem. Tampe a panela e deixe descansar por 10 minutos. Coloque numa fôrma refratária untada, polvilhe o queijo e sirva a seguir. Nas orelhas de pau (ordem “Aphyrophoralles”) o formato, coloração, tipo de camada himenial, ornamentação da camada abhimenial, além de ca- racterísticas espóricas, apresentam importante valor taxonômico. É importan- te destacar que enquanto os cogumelos tem uma liberação de esporos mais intensa em um curto período de tempo, orelhas de pau liberam poucos espo- ros por vez e com período mais longo de liberação de esporos. Gasteromycetes são representados pelos ninhos de passarinho (Figu- ra 25E) estrelas-da-terra (Figura 25F), Phallus entre outros. Tais indivíduos apresentam camada himenial protegida pelo perídio e liberação passiva dos esporos (estatimospórica). Em Geatrum (estrelas da terra) o perídio é dividido em exoperídio e endoperídio, o exoperídio se abre (na forma de estrela), reve- lando o endoperídio, no interior do endoperídio encontra-se os basídios com basidiósporos. Em Cyathus (ninhos de passarinho) – Figura 28B, o perídio tem forma de taça e na maturidade a porção apical do perídio se desintegr, re- velando a porção interna da taça (endoperídio), na porção basal da estrutura os basídios encontram-se protegidos em peridíolos (estruturas semelhantes a ovos, daí o nome popular deste fungo), de forma passiva os peridíolos são dispersos levando consigo os basidiósporos no interior dos basídios. Phallus utiliza o aroma fétido para atrair moscas, os basídios são revestidos por uma substância gelatinosa que adere às moscas e assim transportam os basídios, consequentemente, os basidiósporos para outros lugares. Figura 28 – Morfologia de um cogumelo (A) e um ninho de passarinho (B). Observe que no quadro, ao lado do cogumelo, encontram-se algumas características impor- tantes para a taxonomia de indivíduos que apresentem tal morfologia. Fonte: http://bit.ly/1p2pcGB; Cruz (2013). 60 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. O quadro 6 mostra um comparativo entre as morfologias dos dois gru- pos informais de Agaricomycotina supracitados. Quadro 6 COMPARAÇÃO ENTRE OS GRUPOS INFORMAIS DE AGARICOMYCOTINA Características Himenomicetos Gasteromicetes Basídio Inteiro Inteiro Himênio Exposto Não exposto Basidiósporos Eliminação ativa (balitospórica) Eliminação passiva (estatimospórica) Ocorrência Sapróbios no solo, madeira, parasitas. Sapróbios no solo, madeira, parasitas.Representantes Amanita, Agaricus, Boletus, Polyporus, Pleurotus, Clavaria Cyathus, Geastrum, Dictyophora, Scleroderma Puccinomycotina e Ustilagomycotina Puccinomycota (ferrugens) e Ustilagomycota (carvões) não produzem basi- diomas, mas os esporos são organizados em aglomerados chamados soros. Ambos são fitopatógenos. O primeiro grupo apresenta ciclo de vida heteroécio (Figura 29), pois durante seu ciclo de vida infecta dois hospedeiros. Puccina graminis (ferru- gem do trigo) ao infectar o trigo produz uredídios, estes, por sua vez, produz e libera urediniósporos que reinfectam o trigo durante o verão. No outono os ure- diniósporos germinam dando origem a télios, estes produzem dois teliósporos dicarióticos. Cada teliósporo sofre cariogamia, dando origem, cada um, a um basídio. O basídio passa por meiose dando origem a 4 basidiósporos que são liberados. Os basidiósporos germinam sofre a folha de Berberis formando espermogônios na porção superior da folha, estes podem liberar espermácios e reinfectar a folha de Berberis; hifas de linhagens diferentes podem sofrer plasmogamia entre as células do mesofilo foliar, tais hfas crescem em direção a face abaxial da folha, e nesta face forma écios, estes produzem eciósporos que, quando liberados, infecta o trigo novamente. 61Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 29 – Esquema do ciclo de vida de Puccina graminis (A). Nos detalhes à direita, pode-se observar as secções histológicas evidenciando os télios (C), espermogônios e écios (C), bem como a morfologia externa dos uredínios, quando estão infectando a gramínea (E e F). Fonte: http://1.usa.gov/1ROWUt1; http://bit.ly/1QBYPSz; http://bit.ly/21hgkcl; http://bit.ly/1ROWYsL; http://bit.ly/1R0r60S. Todos os fungos de Ustilagomycota são parasitas de angiospermas. Os carvões, como são conhecidos, devido aos esporos de coloração escura, compreendem cerca de 1070 espécies. Os ciclos reprodutivos característi- cos dos representantes dessa classe são bem mais simplificados que o de Puccini graminis, uma vez que apresenta ciclo de vida autoécio, pois infecta apenas 1 indivíduo. d) Importância econômica e ecológica Além de importantes decompositores, certos Agaricomycotina produzem substâncias tóxicas (p.ex.: muscarina e psilocibina) que também podem ter potencialidades medicinais. A camada himenial de cogumelos e orelhas de pau são locais comuns para oviposição de insetos, especialmente os que apresentam camada himenial poróide e lamelar. Alguns fungos são comes- tíveis, outros apresentam propriedades medicinais (p.:ex: cogumelo do sol). Podem ser bons biorremediadores e auxiliam a retirar a radioatividade do solo. Este grupo também pode formar ectomicorrizas. Os Puccinomycota e Ustilagomycota representam sérios prejuízos eco- nômicos à agricultura em todo o mundo, pois são fitopatógenos competentes, 62 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. causadores de doenças conhecidas como a ferrugem e carvões, respectiva- mente, podendo atacar, dentre outros vegetais, cereais, frutas, árvores. 8. Relações Simbióticas Algumas espécies de fungos vivem associadas a outros organismos, esta- belecendo relações de parasitismo, mas outras estabelecem relações mutu- alísticas que são verdadeiras parcerias entre diferentes espécies, como, por exemplo, os líquens e as micorrizas. 8.1. Liquens Os líquens (Figura 30 e 31) são organismos muito interessantes, pois resultam da união entre fungos (componente micobionte) e algas verdes ou cianobac- térias (componente fotobionte), constituindo-se como elementos únicos, dota- dos de metabolismo particular e morfologia característica. Este tipo de associação é dita simbiótica mutualística uma vez que o componente fotobionte fornece carboidratos e compostos nitrogenados e o componente micobionte fornece nutrientes e minerais além das condições necessárias para sobrevivência do fotobionte. 98% dos fungos que faz tal tipo de associação são Ascomycota, os demais 2% são Basidiomycota. Existem cerca de 13.250 espécies de fungos que participam dessas associações, e aproximadamente 40 gêneros de fotobiontes envolvidos, mas o nome científi- co dos liquens sempre corresponde ao nome do fungo. Líquens são parafiléticos, de ampla distribuição que sobrevive graças a sua enorme capacidade de dessecação. Morfologicamente é constituído por um talo de cores variáveis (dependendo da espécie), sendo que os fungos compõe a maior parte desta estrutura. O componente fotobionte pode se or- ganizar de duas formas no talo: distribuído de forma mais ou menos uniforme, ou como uma camada distinta na porção inferior (talo estratificado) – Figura 30A e B. Este segundo tipo pode ser dividido em 3 formas principais: crostoso (Figura 31C), que é achatado e adere firmemente ao substrato; folhoso (Fi- gura 31D), que se assemelha a uma folha; e fruticoso (Figura 31E), ereto e frequentemente ramificado. 63Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 30 – Diferentes tipos de organização dos talos: estratificado (A) e não estratificado (C), com detalhes de suas respectivas secções transversais (B e D). Diferentes formas de líquens com talos estratificados: crostoso (E), folhoso (F) e fruticoso (G). Fonte: http://bit.ly/1k31E2k; http://bit.ly/1PrOlV9; http://bit.ly/ 1UNCqDI; http://bit.ly/12ljMbt; http://bit.ly/16ZarFZ. Devido a sua organização, os liquens são capazes de habitar os mais variados ambientes, distribuindo-se de maneira ampla nas mais variadas re- giões da Terra e sobre os mais diversos substratos. A ampla distribuição des- ses organismos é possível devido à dispersão de unidades conhecidas como sorédios24 (Figura 31), associada a sua capacidade de sofrer dessecamento em condições ambientais desfavoráveis. Em condições adversas, os liquens perdem água, e seu conteúdo hídrico fica em torno de 2 a 10% do seu peso seco. Nessas condições o processo fotossintético pára, determinando um pe- ríodo de latência, que para esses organismos, é fundamental a tolerância de condições extremas de frio ou calor. Devido ao seu metabolismo lento, a taxa de crescimento é muito baixa, e algumas espécies podem crescer apenas 0,1 a 10 milímetros por ano. Figura 31 – Ilustração evidenciando os sorálios e a liberação dos sorédios (a esquer- da), nota-se ainda, a estratificação do talo do líquen. A direita um detalhe do serédio em microscopia de varredura. Fonte: Evert e Eichhorn (2014) e http://bit.ly/1Qy3u6L. 24Sorédios são unidades de dispersão dos liquens, formadas por uma alga e fragmentos de hifas fúngicas. Uma vez liberados, os sorédios podem se instalar nos mais diversos substratos, e desenvolver novos liquens idênticos ao original. 64 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Outra forma de reprodução é através de projeções denominadas isí- dios. Independente o tipo de reprodução a estrutura de dispersão é composta tanto por uma parte do fungo como por uma parte da alga. Ecologicamente o micobionte produz ácido lêtico que desgasta a rocha e forma solo, tornando possível a sucessão posterior por plantas; quando o fotobionte é uma cianobactérias os líquens contribuem para a fixação de nitro- gênio no solo; são bons indicadores da qualidade ambiental, principalmente o SO2, pode servir de alimento para alguns vertebrados e invertebrados; além de alguns apresentarem substâncias antibióticas. 8.2. Micorrizas As micorrizas são relações simbióticas muito importantes, pois ao se associa- rem às raízes de plantas, os fungos envolvidos aumentam a capacidade de absorção de água e elementos essenciais, além de protegerem essas plantas do ataque de animais, ou da colonização por outros fungos. Em contrapartida, as plantas fornecem carboidratos e vitaminas fundamentais ao crescimento dos fungos (Figura 32).Figura 32 – Diferença de crescimento e desenvolvimento de uma gramínea sem e com micorrizas. Fonte: http://bit.ly/1pulztG. Na verdade, essas associações entre fungos e plantas são benéficas e ocorrem na grande maioria das plantas vasculares cultivadas ou silvestres (com exceção das famílias Brasicaceae e Cyperaceae). Alguns experimentos mostram que quando plantas são cultivadas em solução nutritiva, estéril, e posteriormente transplantadas, apresentam diminuição do seu crescimento 65Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas e muitas vezes podem morrer sem se desenvolver, o que demonstra a forte dependência dos vegetais em relação aos fungos micorrízicos. As hifas fúgicas podem ser encontradas em diversas camadas das ra- ízes e, por isso mesmo, as micorrizas são classificadas em dois tipos princi- pais: endomicorrizas (ou micorrizas arbusculares) e ectomicorrizas. As primei- ras são formadas por glomeromycota, devido a presença de hifas haustoriais o fungo penetra na região cortical e invade as células da planta hospedeira formando arbúsculos (hifas com extremidade ramificadas – onde ocorre a maioroa das trocas de nutrientes) e/ou vesículas (hifas com extremidade intu- mescida e globulosa – que funciona como um compartimento de reserva para o fungo); externamente forma um pequeno emaranhado de hifas sobre a raiz (micélio), mas sem formar um manto e produz e libera os esporos (Figura 20). As ectomicorrizas, são formadas principalmente por indivíduos de As- comycora e Basidiomycota, através de hifas haustoriais, o fungo penetra na região cortical da raiz, mas não penetra na célula, em vez disso cria um ema- ranhado de hifas que se interconectam em vários pontos na região interceluar, este emaranhado de hifas é denominado de rede de Hating; no exterior forma uma camada densa de micélio ao redor da raiz, denominado manto que pro- duz e libera os esporos (Figura 33). Figura 33 – Esquema ilustrativo de uma ectomicorriza (A), seguido pelos detalhes da micorriza em secção transversal da raiz (B), evidenciando a rede de Hating (seta) e a visão macroscópica do manto (C). Fonte: http://bit.ly/1RP2FXH; http://bit.ly/1TF3LJ6; http://bit.ly/1nrRAku. Além de auxiliar na manutenção das plantas as micorrizas auxiliam na germinação de semestres (especialmente as epífitas) e na comunicação en- tre as plantas. 66 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Texto complementar Parasitas transformam formigas em zumbis obedientes Um novo estudo descreve em detalhes como um parasita causa a morte de formigas exatamente no lugar que ele deseja – um lugar ideal para o seu crescimento e re- produção. Quando a formiga doméstica é infectada pelo fungo Ophiocordyceps uni- lateralis, ela fica viva por um tempo, sendo “comandada” pelo fungo. A formiga, in- fluenciada pelo parasita, sai do seu ninho e se dirige a outras regiões, com pequenas plantas. Ela então sobe em folhas rasteiras, e morde-as logo antes de morrer. Depois da morte da formiga, o fungo continua a crescer, e depois de alguns dias, sai pela cabeça da formiga, liberando esporos depois de algumas semanas – podendo infectar qualquer infeliz formiga que passe pelo local. Cientistas conheciam há sécu- los a habilidade do parasita de tornar as formigas em zumbis, mas o estudo realizado na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, mostra detalhadamente o controle absoluto que o fungo tem sobre a sua vítima. Em uma floresta tailandesa, David Hughes e sua equipe descobriu que as formigas infectadas geralmente ficavam presas pelas mandíbulas em folhas a 25 centímetros do chão. Elas também geralmente ficam nas folhas da parte noroeste da planta – local onde a temperatura, umidade e luz solar são ideais para o crescimento dos fungos. “O fungo manipula as formigas contaminadas para que elas morram onde o parasita prefere ficar, fazendo-as viajar por muito tempo nas suas últimas horas de vida”, afir- ma Hughes. Mesmo assim, os cientistas descobriram que fazer com que a formiga morra no local certo é apenas parte da batalha: depois da morte da hospedeira, o parasita usa o corpo da formiga como alimento, já que a formiga tem açúcares que ajudam no crescimento do fungo. Apesar disso, o fungo toma o cuidado de manter a mandíbula do animal intacta, de forma que a formiga se mantenha presa à folha. Além de todos esses cuidados, o fungo mantém a parte exterior do corpo da formiga intacta, de for- ma que outros fungos e micróbios não possam penetrar na presa morta. As formigas parecem ter poucas proteções contra o fungo: o jeito mais fácil de se manter sem o parasita é ficar longe das outras vítimas. Cientistas acreditam que este é o motivo pelo qual essas formigas fazem seus ninhos acima dos níveis de reprodu- ção dos fungos. Apesar das descobertas feitas pelo estudo, ainda não se sabe exatamente como o fungo controla o comportamento das formigas. “Esta é outra pesquisa que estamos começando imediatamente”, afirma Hughes. Independente de qual seja o mecanis- mo, é óbvio que o Ophiocordyceps unilateralis é extremamente especializado em sua habilidade de transformar as formigas em zumbis bem-comportados. Fonte: http://hypescience.com/19932-parasitas-transformam-formigas-em-zumbis-obedientes/ Levedura Mutante Uma pesquisa feita por cientistas do Instituto de Biologia (IB) da Universidade Esta- dual de Campinas (Unicamp), em parceria com a Universidade de Duke, nos Estados Unidos, concluiu o sequenciamento genético da levedura Saccharomyces cerevisiae, conhecida como Pedra 2. 67Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas A levedura é utilizada em cerca de 30% da produção do etanol brasileiro. Enquan- to a Saccharomyces cerevisiae consome o açúcar, ela se multiplica formando outras células, ao mesmo tempo em que libera gás carbônico (CO2) e etanol, um álcool. Esse processo é conhecido como fermentação. O estudo, que foi publicado na revista Genome Research no mês de outubro, abre novas perspectivas para a produção de etanol no país, de acordo com seus autores. Com o mapeamento do genoma da levedura, os pesquisadores conseguiram decifrar o mecanismo de ação do micro-organismo. Segundo um dos autores do artigo, Gonçalo Pereira, professor titular do departa- mento de Genética e Evolução da Unicamp e coordenador do Laboratório de Genômi- ca e Expressão, vinculado ao IB, a Pedra 2 tem uma capacidade impressionante de se modificar e de se adaptar às condições adversas durante o processo de fermentação. “Essa levedura, como organismo experimental, é muita estudada. Mas pouca pesqui- sa foi feita em relação à produção de etanol nas condições da usina. O que acontece no processo produtivo é uma verdadeira guerra biológica e química. E esse fenômeno foi descoberto, relativamente, há pouco tempo”, disse Pereira à Agência FAPESP. O estudo, intitulado “Rotas Verdes para o Propeno”, tem o apoio da FAPESP na modalidade Auxílio à Pesquisa, inserida no programa Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE), no âmbito do convênio FAPESP-Braskem. Além disso, o pesquisador é responsável por projeto temático, na área de genética molecular e de microrganismos, também com apoio da Fundação. Segundo o professor da Unicamp, essas leveduras foram selecionadas para “traba- lhar” nas indústrias de cana-de-açúcar porque se adaptam com facilidade. O estudo, diz, procurou “entender como é que elas funcionavam”. “Além do sequenciamento, fizemos uma série de trabalhos genéticos e compreendemos que essa levedura tem uma capacidade enorme de competir e se reorganizar dentro da guerra biológica que ocorre durante o processo de produção de etanol”, explica. O grupo identificou diferenças em relação aos organismos dessa espécie ao estu- dar o genoma da levedura. Segundo Pereira, a Saccharomyces cerevisiae apresenta uma grande variabilidade e capacidade de resistira mudanças ambientais e a ou- tros tipos de estresse. “Para sobreviver, essa levedura desenvolve uma capacidade impressionante de promover mudanças internas que a tornaram mais resistente a condições adversas”, reforça. Fonte: Agência FAPESP, 13/10/2009, por Alex Sander Alcântara, disponível em: http://agencia. fapesp.br/levedura_mutante/11204/ Síntese da Capítulo Os fungos, aliados às bactérias, são os principais decompositores do planeta. São seres heterotróficos, que podem buscar seus nutrientes através de rela- ções de parasitismo ou mutualismo, mas em sua maioria sapróbios, vivendo da matéria orgânica em decomposição. Os fungos são formados por hifas organizadas em micélios, e se alimen- tam através da absorção de nutrientes proveniente da ação de enzimas secre- tadas por suas hifas. O grupo compreende sete filos, representados pelos Mi- crosporidia (o mais basal dos fungos), Chytridiomycota (únicos que produzem 68 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. células móveis), Neocallimastigota e Bastocladiomycota (os representantes destes filos anteriormente estavam incluídos em Chitridiomycota), Zygomyco- ta (cuja estrutura reprodutiva sexuada é o zigósporo), Glomeromycota (eram os antigos representantes da ordem Glomales - Zygomycota), Ascomycota (caracterizados pela produção de ascos), e os Basidiomycota (identificados pela presença de basídios). Aqui também apresentamos os liquens (associações entre algas e fungos), que são seres pioneiros da sucessão vegetal, capazes de colonizar rochas nuas e de sobreviver a temperaturas extremas; e as micorrizas, que compreendem associações entre fungos e plantas, importantíssimas para a sobrevivência dos vegetais no ambiente terrestre. Atividades de avaliação 1. Quais as características básicas para um organismos ser incluído dentro do reino Fungi. 2. Qual a importância ecológica dos fungos como decompositores, simbion- tes e parasitas. 3. Por que podemos afirmar que os Chytridiomycota são representantes par- ticulares do reino Fungi? Descreva a reprodução desses organismos. 4. Em uma tabela, relacione os Filos Zygomycota, Ascomycota e Basidio- mycota quanto às características principais. 5. Esquematize os ciclos de vida de zigomicetos, ascomicetos e basidiomi- cetos, e posteriormente identifique semelhanças e diferenças quanto ao processo reprodutivo. 6. Discorra sobre as particularidades de Glomales que fizeram que tal grupo fosse elevado a categoria de Filo. 7. Diferencie: a) Os grupos informais himenomicetos e gasteromicetos; b) Agaricomycotina, Puccinomycotina e Ustilagomycotina. 8. Por que podemos afirmar que as leveduras não são exclusivamente ascomicetos? 9. Os fungos ascomycotas conidiais não podem ser considerados um grupo taxonômico formal de classificação. Justifique essa afirmativa. 10. “Os liquens são importantes bioindicadores, utilizados para monitorar o ambiente das cidades”. Justifique essa afirmação. 69Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 11. Defina os tipos de associações micorrízicas conhecidas e justifique a impor- tância evolutiva e ecológica desta relação para fungos e plantas envolvidas. 12. Identifique 3 micotecas brasileiras importantes, enumerando informações básicas sobre elas. 13. As micorrizas podem ser utilizadas comercialmente? Justifique sua resposta. @ Sites http://www.youtube.com/watch?v=8s_fpRUqpuE&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=z3bMDr-WLCs&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=9RRmaPjxDTw&feature=related http://www.cientic.com/tema_fungos.html http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./natural/index. html&conteudo=./natural/artigos/fungos.html http://tolweb.org/tree?group=Fungi&contgroup=Eukaryotes http://www.conecteeducacao.com/escconect/medio/bio/BIO03050100.asp http://www.ucmp.berkeley.edu/fungi/fungi.html http://www.mykoweb.com/CAF/ http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/F/Fungi.html Referências ALEXOPOULOS, C. J.; MIMS, C. W.; BLACKWELL, M. Introductory myco- logy. 3. ed. New York: John Wiley & Sons, 1996. 632 p. BLACKWELL, M.; VILGALYS, R.; JAMES, T. Y.; TAYLOR, J. W. Fungi: Eu- mycota – mushrooms, sac fungi, yeast, molds, rusts, smuts, etc., 2012. Dispo- nível em: http://tolweb.org/Fungi/2377, acesso em 07 mar. 2016. CRUZ, R. H. S. F. O gênero Ciathus haller: pers. (Agaricales, Basidiomycota) em áreas de caatinga do Nordeste brasileiro. 2013. 112f. Dissertação (Mestra- do em Sistemática e Evolução) – Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2013. EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Raven: biologia vegetal. 8. ed. Rio de Janei- ro: Guanabara Koogan, 2014, 856 p. 70 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. HIBBETT, D. S. et al. A higher-level phylogenetic classification of the Fungi, Mycol. Res., p. 5 0 9 – 5 4 7, 2007. IANNUZZI, R.; VIEIRA, C. E. L. Paleobotânica. Porto Alegre: Editora da UFR- GS, 2005. 167p. NABORS, M. W. Introdução à botânica. São Paulo: Roca, 2012. 646 p. OLIVEIRA, E.C. Introdução à biologia vegetal. 2 ed. São Paulo: Edusp, 2003. 266 p. PAULA , E.J.; PLASTINO, E.M.; OLIVEIRA, E.C.; BERCHEZ, F.; CHOW, F.; OLIVEIRA, M.C. Introdução à biologia das criptógamas. 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CapítuloCapítulo 3 Protista 73Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Objetivos l Apresentar as características gerais dos organismos pertencentes ao reino Protista. l Identificar as particularidades dos filos Euglenophyta, Dinophyta, Bacillario- phyta, Cryptophyta, Haptophyta, Chysophyta, Rhodophyta, Phaeophyta, Chlorophyta, Oomycota, Mixomycota, Dictyosteliomycota. l Descrever a organização morfológica e os aspectos reprodutivos dos protistas. l Mostrar a importância econômica dos protistas e suas relações ecológicas com outros organismos vivos. 1.Reino Protista Esse grupo inclui indivíduos eucariontes que não apresentam características compatíveis com os Reinos Animal, Vegetal ou Fungi, embora pesquisadores acreditem que fungos, plantas e animais derivem de ancestrais protistas. Neste sentido, o estudo de seres incluídos neste reino pode facilitar o entendimento da origem evolutiva desses grupos. Iremos trabalhar aqui seres fotossintetizantes autotróficos, como as algas micro e macroscópicas; organismos heterotróficos incolores, como os oomicetos e os organismos plasmodiais; além de organismos ora classificados como protozoários, ora considerados algas, como é o caso da euglena. O Reino Protista (Figura 34) compreende uma enorme di- versidade de organismos, dentre eles, formas aquáticas, anterior- mente colocadas no Reino Plantae, como as algas; organismos ameboides semelhantes aos fungos, conhecidos como mixomice- tos e oomicetos. Além destes, incluem-se os protozoários, geral- mente classificados de acordo com sua morfologia e locomoção, mas que não serão tratados aqui, pois são objeto de estudo da Zoologia e da Parasitologia. As algas podem ser encontradas nos mais diversificados ambientes, e seus representantes variam desde formas terrestres e aquáticas até formas que vivem em associações com outros organis- mos. As formas aquáticas podem ser encontradas em rios, lagos, po- ças d’água, mangues e mares,vivendo livremente como parte do fi- toplâncton, ou fixas a substratos, formando a comunidade bentônica. Figura 34 – Exemplos de protistas fotos- sintéticos. Fonte:bit.ly/1UQ3iRu 74 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. As algas bentônicas marinhas encontram-se distribuídas de maneira bas- tante uniforme ao longo do litoral, que pode ser dividido em supralitoral, mesoli- toral e infralitoral25. Alga é um termo genérico, desprovido de significado taxonômico, que compreende seres que possuem clorofila a, hábito predominantemente aquá- tico e que são, em sua maioria, unicelulares. Sua organização compreende um talo indiferenciado, e, mesmo as mais complexas, não possuem raízes, caules ou folhas verdadeiras. Apesar de serem clorofilados, nem sempre são verdes, pois possuem pigmentos acessórios que podem mascarar a presença da clorofila. Dessa forma, as algas podem apresentar tons avermelhados, azulados ou pardos. Além da coloração, as algas variam muito em forma e tamanho, exis- tindo desde formas microscópicas, como Clamydomonas sp., até formas gi- gantescas que podem atingir 60 m de comprimento, como em algas pardas do gênero Macrocystis. Embora tenham, sido consideradas durante muito tempo, como plan- tas, apenas as ordens Coleochaetales e Charales, pertencentes às clorofíce- as, têm uma relação evolutiva com as plantas superiores; os demais grupos representam linhas independentes de desenvolvimento evolutivo, paralelas às que devem ter originado as plantas. As algas são responsáveis pela maior parte do oxigênio produzido no planeta. Elas são de extrema importância, pois representam a base da cadeia alimentar de muitos outros organismos aquáticos. Além disso, participam do ciclo do carbono e do enxofre. No ciclo do carbono, as algas absorvem cerca de metade de todo o CO2 proveniente das atividades humanas. Considerando que 71% da superfície da Terra se encontra coberta por oceanos e que há uma diversidade imensa de seres vivos nesse ambiente, podemos imaginar a elevada quantidade de reações químicas26 acontecendo nesse exato momento e os produtos resultantes desses processos, como ga- ses orgânicos lançados na atmosfera. Quanto à origem filogenética, as algas compreendem grupos muito di- ferentes, e, já em 1836, Harvey classificou esses organismos com base na presença de pigmentos. Embora essa classificação permaneça até hoje, as relações evolutivas entre esses grupos continuam pouco conhecidas e atual- mente estudos moleculares demonstram que, na verdade, as algas compre- endem um grupo artificial de classificação. Começaremos apresentando as euglenas, que são seres controversos, motivo de disputa entre botânicos, que as consideram algas, e zoólogos, que as estudam como protozoários. Não vamos entrar nessa questão, até porque a clas- 25O supralitoral compreende a faixa que nunca fica submersa, mesmo em maré alta, estando sujeito apenas a gotículas de água salgada em função da quebra das ondas. O meso-litoral corresponde à faixa que fica descoberta durante as marés mais baixas. A zona do infra- litoral nunca fica exposta ao ar, mesmo nas marés mais baixas. 26Como resultado das reações químicas que ocorrem nos oceanos, podemos citar a produção de 45 milhões de toneladas por ano de Dimetilsulfido. Esse composto orgânico de enxofre é oxidado pelo ácido sulfúrico no ar e conduz à formação de nuvens marinhas. 75Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas sificação dos seres vivos depende das características consideradas relevantes ou não, e as euglenas estão no limite entre seres autotróficos e heterotróficos, modificando sua forma de nutrição nas mais variadas condições ambientais. 2. Protistas fotossintetizantes 2.1. Filo Euglenophyta Os flagelados conhecidos popularmente como euglenas ocorrem em águas continentais ricas em matéria orgânica. Existem cerca de 900 espécies co- nhecidas, variando grandemente de tamanho (10 a 500 um) e de forma. Des- tas, apenas um gênero é colonial, todas as restantes são unicelulares. Os cloroplastos destas algas são muito semelhantes aos das algas verdes (apresentando clorofila a e b junto com carotenoides). Esse aspecto sugere que essas algas podem ter ingerido células de clorófitas e, posterior- mente, estabelecido uma relação simbiótica com os seus cloroplastos. Dentre esses organismos, cerca de 1/3 dos gêneros possui cloroplas- tos, inclusive Euglena. Os outros 2/3 são aclorofilados e se alimentam de par- tículas sólidas e de substâncias dissolvidas, o que explica a enorme quantida- de desses seres em corpos d’água ricos em nutrientes orgânicos. O gênero Euglena é o mais comum destas algas (Figura 35), devendo- se a ele o nome da divisão. Essas algas são muito usadas em estudos laborato- riais de biologia celular, devido aos quais a sua estrutura é muito bem conhecida. Figura 35 – Euglena sp. Fonte: http://www.brasilescola.com/upload/e/euglena.jpg 76 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. a) Características gerais Os representantes do gênero Euglena (Figura 36) apresentam morfologia característica: l A maioria é unicelular, somente um gênero é colonial; l Possuem clorofila a e b; l Não apresentam parede celular. A membrana plasmática se encontra sus- tentada por um conjunto de estrias proteicas presentes no citoplasma, ar- ranjadas helicoidalmente; esta estrutura, ao contrário das paredes celulares vegetais, não é rígida, permitindo que a célula mude de forma, o que é um meio alternativo de locomoção; l Possuem um flagelo longo, que emerge do reservatório, e outro não emergente; l Apresentam uma mancha ocelar ou estigma junto a uma intumescência na base do flagelo, que, em conjunto, constituem o sistema fotossensível des- ses organismos, o qual possibilita a orientação em direção à luz, fundamen- tal ao processo fotossintético; l Armazenam açúcares sob a forma de paramido, um glicídio não encontrado em nenhum outro grupo de seres vivos; l Os plastos possuem uma região rica em proteína chamada pirenoide, que é o sítio da Rubisco e de outras enzimas envolvidas no processo fotossintético; l Possuem um vacúolo contrátil que coleta o excesso de água, o qual é elimi- nado por meio do reservatório, evitando o rompimento celular; l Quando em repouso, apresentam formas variadas: globosa, elipsoide, fusi- forme ou até quase cilíndrica; l Algumas células acumulam hematocromo dos plastídios. Nesse caso, de- pendendo da quantidade de hematocromo, a célula pode aparecer colorida de tons mais ou menos acentuados de vermelho. Figura 36 – Organização celular de Euglena sp. Fonte: http://ez002.k12.sd.us/euglena.jpg 27O gênero Euglena possui o maior número de espécies dentro do grupo e, por isso, dá nome ao filo Euglenophyta. 77Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas a) Características gerais Os representantes do gênero Euglena (Figura 36) apresentam morfologia característica: l A maioria é unicelular, somente um gênero é colonial; l Possuem clorofila a e b; l Não apresentam parede celular. A membrana plasmática se encontra sus- tentada por um conjunto de estrias proteicas presentes no citoplasma, ar- ranjadas helicoidalmente; esta estrutura, ao contrário das paredes celulares vegetais, não é rígida, permitindo que a célula mude de forma, o que é um meio alternativo de locomoção; l Possuem um flagelo longo, que emerge do reservatório, e outro não emergente; l Apresentam uma mancha ocelar ou estigma junto a uma intumescência na base do flagelo, que, em conjunto, constituem o sistema fotossensível des- ses organismos, o qual possibilita a orientação em direção à luz, fundamen- tal ao processo fotossintético; l Armazenam açúcares sob a forma de paramido, um glicídio não encontrado em nenhum outro grupode seres vivos; l Os plastos possuem uma região rica em proteína chamada pirenoide, que é o sítio da Rubisco e de outras enzimas envolvidas no processo fotossintético; l Possuem um vacúolo contrátil que coleta o excesso de água, o qual é elimi- nado por meio do reservatório, evitando o rompimento celular; l Quando em repouso, apresentam formas variadas: globosa, elipsoide, fusi- forme ou até quase cilíndrica; l Algumas células acumulam hematocromo dos plastídios. Nesse caso, de- pendendo da quantidade de hematocromo, a célula pode aparecer colorida de tons mais ou menos acentuados de vermelho. Figura 36 – Organização celular de Euglena sp. Fonte: http://ez002.k12.sd.us/euglena.jpg 27O gênero Euglena possui o maior número de espécies dentro do grupo e, por isso, dá nome ao filo Euglenophyta. b) Reprodução As euglenófitas reproduzem–se assexuadamente por bipartição (Figura 37), por meio da divisão longitudinal da célula, que permanece em movimento en- quanto se reproduz. Assim como nos dinoflagelados, a membrana nuclear permanece intacta durante a mitose na maioria das algas verdes, dos fungos e dos protozoários. Os cromossomos permanecem condensados durante todo o ciclo celular, e não são conhecidas as formas de reprodução sexuada, sugerindo que esses processos não tinham ainda surgido quando esse grupo se divergiu da linhagem principal de protistas. Figura 37 – Reprodução assexuada em euglena27: bipartição. Fonte: br.geocities.com/.../reproducao_algas.html Para compreender melhor o processo reprodutivo das euglenas, assista ao vídeo em: http://www.youtube.com/watch?v=5fg3Q-hbSsI&NR=1&feature=fvwp 2.2. Filo Dinophyta Os dinoflagelados são organismos importantes do fitoplâncton marinho (Figura 38), mas são também muito comuns em água doce e, atualmente, estima-se que existam aproximadamente 2.000 a 4.000 espécies distribuídas nesses ambientes. Os dinoflagelados são, em sua maioria, unicelulares, e pos- suem dois flagelos: um longitudinal, orientado segundo o eixo da célula, e outro transversal, que o rodeia (Figura 39). O batimento desses flagelos provoca um movimento circular da célula, que rodopia como um pião, e é o flagelo transversal que provoca a maior parte desse movimento, geralmente em forma de hélice. Normalmente, os flagelos se encontram inseridos em sulcos lon- gitudinais, chamados sulcus, e transversais, conhecidos como cingulum. Den- tro do filo, existem também espécies imóveis. A aparência destas algas é geralmente incomum ou exótica, pois as suas placas celulósicas rígidas – chamadas de tecas - dão-lhes um aspecto peculiar (Figura 40). No entanto, essas placas rígidas de celulose não se en- contram externas à membrana plasmática, como ocorre em outros grupos de Figura 38 – Gonyaulax sp., dinoflagelado típico, responsável pelo fenômeno das marés-vermelhas. Fonte: http://www.zin.ru/BIODIV/dinoph.htm 78 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. algas, mas sim, contidas em vesículas localizadas imediatamente abaixo da membrana plasmática. Algumas espécies não apresentam placas celulósicas ou, quando apresentam, são pouco evidentes. Figura 39 – Notiluca sp, dinoflagela- do marinho bioluminescente. Fonte: http://www.biologie.uni-ulm.de/lehre/bo- tanik/systematik/pdf/dinophyta_web.pdf Figura 40 – Desenho esquemático de um dinoflagelado. Fonte: www.aquahobby.com/articles/b_algas_saiba_ mais.php a) Características gerais A maioria dos dinoflagelados possui: l Clorofilas a e c; l Diversos cloroplastos por célula. Acredita-se que os cloroplastos resultam de algas crisófitas ou de outras algas ingeridas pelo dinoflagelado e que conseguiram estabelecer uma simbiose estável; l Xantofilas, como a peridinina, que é semelhante à fucoxantina (responsável pela coloração vermelho-alaranjada), e carotenoides, que mascaram a clorofila; l Algumas formas possuem pirenoides; l Substâncias de reserva: amido e óleo; l Parede celular celulósica denominada teca (quando presente); l Algumas espécies são capazes de realizar o fenômeno da bioluminescência28; l Núcleo com cromossomos permanentemente condensados, denominado mesocariótico. Esse tipo de núcleo pode ser considerado uma forma intermé- diária entre o material nuclear dos procariontes e o núcleo dos eucariontes. b) Aspectos ecológicos Cerca de metade das espécies de dinoflagelados não apresenta aparelho fo- tossintético e realiza sua nutrição através da ingestão de partículas sólidas ou 28Chama-se bioluminescência a produção e a emissão de luz fria por um organismo vivo, como resultado de uma reação química durante a qual energia química é transformada em energia luminosa. Para que isso ocorra, uma proteína denominada luciferina é oxidada por uma enzima denominada luciferase, e, como consequência disso, ocorre a liberação de energia luminosa. Acredita-se que a bioluminescência inibe a ingestão de dinoflagelados por copépodas, uma vez que estes se tornariam mais visíveis aos seus predadores naturais que são os peixes, ou mesmo porque os flashs de luz emitidos acabam por desorientar esses predadores. 79Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas de compostos dissolvidos nos ambientes aquáticos. Algumas espécies fotos- sintetizantes também podem se alimentar dessa forma, sendo consideradas seres mixotróficos29. Outras espécies são predadoras de outros protistas, havendo ainda es- pécies que são parasitas. Por isso, há aqui também uma controvérsia entre zoólogos e botânicos, que não chegam a um consenso sobre a classificação científica dos dinoflagelados. Os dinoflagelados que possuem elevada capacidade fotossintética compreendem o segundo maior grupo presente no fitoplâncton, depois das diatomáceas. Dentre esses organismos, as zooxantelas são endosimbiontes de esponjas, águas-vivas, anêmonas, gastrópodes e protistas. As zooxantelas possuem papel importantíssimo na produtividade fotos- sintética, que possibilita o desenvolvimento de recifes de coral em águas tro- picais, pobres em nutrientes. Os dinoflagelados são os principais responsáveis pela maré vermelha (Figura 41), devido ao aumento exagerado do número de indivíduos de gê- neros, como Ceratium e Gymnodinium, provocando a formação de manchas nos mares. Tal fenômeno ocorre principalmente em águas costeiras ricas em nutrientes e pode levar à morte de peixes, devido à elevada produção de subs- tâncias tóxicas, bem como pelo consumo do oxigênio presente por parte da elevada densidade populacional desses organismos. Animais como molus- cos, geralmente, não são suscetíveis a essas toxinas, mas podem causar sérios problemas à espécie humana em função de sua ingestão. As marés vermelhas podem ocorrer em função de fatores ambientais específicos, como temperaturas superficiais elevadas, grande quantidade de nutrientes, baixa salinidade após longos períodos chuvosos e mar calmo. As- sim, um período chuvoso seguido de outro ensolarado de verão pode, normal- mente, ocasionar o fenômeno. Figura 41 – Fotos de marés vermelhas mostrando a mudança na coloração das águas marinhas. Fonte: colunistas.ig.com.br/.../comment-page-8/ 29Organismos mixotróficos utilizam a nutrição autotrófica ou heterotrófica, alternadamente como estratégia de sobrevivência a determinadas condições ambientais. Podem realizar esse tipo de nutrição as plantas carnívoras e alguns microrganismos, como euglenas, dinoflagelados, criptófitas e haptófitas. 80 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. c) Reprodução A reprodução dos dinoflagelados é quase sempre assexuada e ocorre por bipartição, em que cada célula-filha recebe um flagelo da célula-mãe, bem como parte da teca, que será reconstruída posteriormente, através de proces-sos metabólicos extremamente complexos. A mitose nos dinoflagelados é um processo único, em que aparente- mente se conservam aspectos típicos de bactérias. Existem grandes quan- tidades de DNA na célula, e os cromossomos são sempre visíveis, não con- densados antes da mitose. Esses cromossomos estão ligados à membrana nuclear, que não se desintegra durante o fenômeno. Eles têm baixas taxas de proteína se comparados às de outros eucariontes, o que os torna semelhan- tes aos das bactérias. A separação dos cromossomos é realizada por microtú- bulos no interior de canais citoplasmáticos, que invadem o núcleo. Observa-se ainda reprodução sexuada, com formação de um zigoto de parede espessa e inerte (cisto), que aguarda condições mais propícias para se desenvolver (Figura 42). O processo pode ser descrito da seguinte maneira: 1. Em determinado momento do ciclo, células de dinoflagelados se fundem (reprodução sexuada) e formam uma célula diploide, que irá produzir uma teca celulósica; 2. Esta sucessão constitui a fase móvel do ciclo vital. Graças a uma adapta- ção evolutiva às condições ambientais adversas, as tecas diploides come- çam a produzir cistos (fossilizáveis), que encerram o material celular e que constituem a fase imóvel do ciclo; 3. Após o encistamento, a parede celulósica se desagrega e o cisto é sedimentado; 4. Em condições ambientais favoráveis, o protoplasma excista-se através de uma abertura chamada arqueópilo; 5. As novas células jovens começam a produzir suas tecas; 6. As novas células passam a se reproduzir assexuadamente; 7. Reinicia-se o ciclo quando essas células realizam novamente a reprodução sexuada. 81Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 42 – Fases do ciclo de vida de um dinoflagelado; produção de cistos. Fonte: www.phoenix.org.br/Phoenix36_%20Dez01.htm 2.3. Filo Bacillariophyta Também conhecidos popularmente como diatomáceas, os organismos perten- centes à família Bacillariophyceae incluem grande número de algas unicelulares e coloniais, cujas células diferem nitidamente das de outras algas (Figura 43). Figura 43 – Diversidade de diatomáceas. Fonte:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/Haeckel_Diatomea.jpg/250px-Haeckel_ Diatomea.jpg 82 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. As diatomáceas compreendem os organismos mais repre- sentativos do plâncton marinho, mas podem ser encontradas em água doce ou em ambientes terrestres úmidos. Estima-se que a participação das diatomáceas marinhas planctônicas, na produ- tividade primária total da Terra, é de aproximadamente 25%. Al- gumas espécies são saprófitas, enquanto outras são simbiontes. Possuem a maior diversidade de espécies em águas po- lares. Estimativas apontam para a existência de 250 gêneros e de aproximadamente 100.000 espécies atuais. As diatomáceas podem ser encontradas em quase todos os habitats aquáticos (marinhos e de água doce), sendo mais abundantes no início da primavera e no outono, quando os nutrientes não são limitados e a intensidade da luz e a duração dos dias são ótimas para a fotossíntese. Estes organismos controlam de um modo muito preciso a forma- ção de sílica e o seu padrão de geração em geração. As primeiras espécies surgiram há cerca de 250 milhões de anos, tor- nando-se abundante nos registros fósseis de cerca de 100 milhões de anos, durante o período Cretáceo. São predominantemente organismos unicelula- res de vida livre, mas podem também formar filamentos ou colônias, envoltos por uma capa de mucilagem. Constituem a principal fonte de alimento dos animais aquáticos, tanto no mar como em água doce. São comumente utilizadas como alimento em cultivos marinhos de bivalves de valor econômico, pois fornecem carboidratos essenciais, esteróis, ácidos graxos e vitaminas para os animais cultivados. A taxonomia de diatomáceas30 em microscopia ótica baseia-se, de modo geral, em suas características morfológicas como forma, tamanho das valvas (Figura 44), padrão e número de estrias, presença ou ausência de rafe, formato dos polos proximais e distais da rafe, dentre outras características. Existem dois grandes grupos estabelecidos com base na simetria celular : as diatomáceas penadas, que possuem simetria bilateral, e as diatomáceas cên- tricas, que apresentam simetria radial. Além da frústula, alguns autores já descrevem, desde a década de 80, os plastos como característica diagnóstica, pois apresentam forma variável, podendo ser lobados ou em formato de placa discoide, únicos ou em número de dois (e, até mesmo, em número superior a dois). As diatomáceas diferem de Chrysophyta pela falta de flagelos (exceto em alguns gametas masculinos) e pela estrutura ímpar de sua parede celular. Suas paredes celulares são constituídas por sílica opalina polimerizada (SiO2 . nH2O) e são chamadas de frústulas, as quais se encontram organizadas em duas metades que se acoplam como uma Placa de Petri (Figura 45). 30As diatomáceas são os principais representantes do fitoplâncton em relação a outros organismos marinhos, tais como silicoflagelados, radiolários e esponjas. Elas convertem anualmente 6,7 gigatoneladas de sílica biogênica durante a formação dos seus esqueletos, sendo esse material largamente utilizado como material filtrante, inseticida natural, isolante térmico, base para produtos da indústria farmacêutica e da construção civil. Figura 44 – Exemplos de diatomáceas pe- nadas e cêntricas. Fonte: micro.magnet.fsu.edu/.../diatoms.html 83Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 45 – Imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM) de diatomáceas cêntricas marinhas. Fonte: www.ceb.uminho.pt/bii/2009/MM.pdf a) Características gerais Possuem parede celular, denominada frústula, constituída por duas valvas encaixadas. A maior é a epiteca e a menor, a hipoteca. O encaixe das valvas chama-se pleura (Figura 46); l A parede é constituída por sílica31 e por substâncias pécticas; l Possuem geralmente dois cloroplastos parietais, com um pirenoide central; mas essa condição varia entre espécies; l Apresentam clorofila a, c1, e c2; fucoxantina, betacaroteno, dentre ou- tras xantofilas; l A substância de reserva é a crisolaminarina, a qual se acumula em vesículas citoplasmáticas; em óleos encontrados no citoplasma ou em cloroplastos; l Flagelos únicos podem ser observados apenas em gametas masculinos de espécies da Ordem Centrales; l Diatomáceas penadas podem apresentar movimento, uma vez que a rafe possui fibras e corpos produtores de muco que possibilitam a locomoção em um substrato. 31Sílica: dióxido de silício cuja fórmula química é SiO2. Pode ser encontrada na natureza nas mais variadas formas, constituindo-se como o principal componente da areia e a principal matéria prima para o vidro. 84 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 46 – Vista global da frústula das diatomáceas. Fonte: www.ceb.uminho.pt/bii/2009/MM.pdf b) Reprodução A reprodução das diatomáceas (Figura 47) é principalmente assexuada, ocor- rendo por divisão celular. Quando a divisão celular ocorre, cada célula-filha re- cebe uma metade da frústula da célula parental e forma a nova metade. Como consequência, uma das duas novas células será morfologicamente menor do que a célula parental e, após uma longa série de divisões celulares, o tamanho das diatomáceas na população resultante terá reduzido bastante. Figura 47 – Carapaças de diatomáceas e os dois tipos de reprodução encontrados nesse grupo. Fonte: www.portalimpacto.com.br/docs/01HuberttVestAula09.pdf Cada um dos diferentes tipos de diatomáceas possui o DNA necessá- rio para se replicar exatamente entre uma a três vezes por dia, dependendo das condições ambientais. Considerando em médiatrês replicações por dia, uma única célula parental pode gerar 1,1 bilhão de descendentes idênticos em dez dias.S 85Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 2.4. Filos Cryptophyta, Haptophyta e Chrysophyta As criptófitas são seres unicelulares flagelados de coloração marrom – aver- melhada que sobrevivem em água doce ou salgada. São muito pequenas e, por isso mesmo, quase invisíveis, exceto para seus predadores, que, ao ingeri-las, absorvem ácidos graxos essenciais ao crescimento do zooplâcton. As criptófitas são semelhantes às euglenófitas, pois, sob determinadas con- dições, podem deixar de realizar fotossíntese para ingerir partículas sólidas e organismos como bactérias (Figura 48). Figura 48 – Imagem de Cryptomonas sp. Fonte: eol.org/pages/12208 O filo Haptophyta encontra-se representado principal- mente por organismos marinhos, embora existam registros de espécies dulcícolas ou terretres. Esses indivíduos são se- res unicelulares, flagelados ou não, que podem ou não se or- ganizar em colônias, e que ocorrem predominantemente nas regiões tropicais. Como característica marcante, as haptó- fitas possuem haptonema, que consiste em uma estrutura relacionada à sensibilidade, e que possibilita a captura de alimentos, como se fosse uma vara de pescar. As haptófitas possuem ainda escamas compostas de matéria orgânica, calcificadas ou não, conhecidas por cocolitos (Figura 49). As microalgas pertencentes ao filo Chrysophyta habi- tam água salgada ou doce e se encontram distribuídas por todo o planeta. São, em geral, unicelulares, incolores e, as- sim como nas diatomáceas, utilizam crisolaminarina como substância de reserva. O grupo é conhecido por sua capa- Figura 49 – Detalhe dos cocolitos em Haptophyta. Fonte: www.diatomite.info/Page%202%20part% 201.htm 86 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. cidade de ingerir grande quantidade de bactérias ou de ou- tras partículas orgânicas, e, para isso, são capazes de se expandir para acomodar o volume exagerado de alimentos dentro de suas células (Figura 50). 2.5. Filo Chlorophyta As algas verdes incluem aproximadamente 17.000 espé- cies bastante diversificadas estruturalmente (Figura 51). Neste Filo, encontram-se organismos unicelulares, colo- niais, filamentosos e parenquimatosos (Quadro 7), distri- buídos nos mais variados ambientes aquáticos, além de substratos, como neve, solo, troncos úmidos. Além disso, formam associações de extrema importância ecológica com plantas, protozoários, animais e fungos. A grande maioria das espécies é de água doce, distribuindo-se por todo o globo, e a maior parte das formas marinhas, encon- tra-se em águas tropicais e sub-tropicais, formando a co- munidade bentônica. Quadro 7 TIPOS DE ORGANIZAÇÃO CELULAR ENCONTRADOS NAS ALGAS, PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS E PRINCIPAIS EXEMPLOS Tipos de Organização Características Exemplos Unicelular Organismos formados por uma única célula; podem ser móveis ou imóveis. Chlamydomonas sp. Euglena sp. Ceratium sp. Colonial Seres caracterizados por um agregado de células interdependentes entre si e unidas por mucilagem; podem ser amorfas ou constituir cenóbios. Pandorina sp. Volvox sp. Hidrodictyon sp. Pl ur ic el ul ar Tipos de Organização Sequência linear de células ramificadas ou não; talos foliáceos, cilíndricos ou crostosos de organização anatômica filamentosa. Oedogonium sp. Spirogyra sp. Unicelular Lâminas de duas ou três camadas de células resultantes de divisões celulares que podem ocorrer em vários planos. Laminaria sp. Fucus sp. Colonial Talos constituídos por filamentos tubulares não divididos em células. Codium sp. O parentesco entre as algas verdes e as plantas adaptadas à vida ter- restre vem sendo estudado há bastante tempo, porém características bioquí- micas, morfológicas e moleculares indicam efetivamente que as clorófitas encontram-se relacionadas às briófitas e às plantas vasculares. Figura 50 – Elétron-micrografia de varredura de escamas de sílica e flagelos das células de uma colônia de Synura sp. Fonte: starcentral.mbl.edu/microscope/portal.php?pag... Figura 51 – Diversidade de espécies de algas verdes. Fonte: geologiabiologia10d.blo- gspot.com/2009_04_01_a... 87Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Algas verdes, briófitas e plantas vasculares compartilham diversas ca- racterísticas que evidenciam sua estreita relação filogenética. Dentre elas, podemos listar: l Clorofila a e b; l Amido como substância de reserva armazenada em plastos; l Paredes celulares rígidas de celulose, de hemicelulose e de substâncias pécticas; l Células reprodutivas flageladas. a) Características gerais l A organização celular é eucariótica; l Podem formar ficoplastos ou fragmoplastos durante a divisão celular; l Os pigmentos presentes são muito semelhantes aos encontrados nas plan- tas em geral. Possuem clorofila a e b; pigmentos acessórios do tipo caro- tenoides e xantofilas (principalmente luteína). Esses pigmentos acessórios conferem à alga uma coloração laranja, vermelha ou ferrugem; l Assim como as plantas, apresentam o amido como substância de reser- va, armazenado dentro do cloroplasto, associado à estruturas conhecidas como pirenoides (quando presentes); l A parede celular é composta de celulose, porém, em alguns casos, podem ocorrer polímeros de xilose, como nos gêneros Bryopsis e Caulerpa, ou po- límeros de manose, como em Acetabularia sp. Podemos ainda citar depósi- tos de carbonato de cálcio, conforme observado em Halimeda sp.; l Dependendo da espécie, podem ser observados um ou vários plastos por célula. Podem ser fitados, estrelados, lâminados, discoides, reticulados, e constituem importante critério de classificação dentro do grupo; l O talo pode ser protococoidal, tetraspórico, cenobial, cenocítico, filamento- so, parenquimatoso, fitáceo ou foliáceo; l Podem apresentar de 2 a 4 flagelos, simples ou plumosos, durante as fases vegetativas ou reprodutivas do ciclo de vida. A maioria das células flagela- das apresenta estigma, estrutura relacionada à percepção da luminosidade. Atenção l Ficoplastos estão relacionados a um modo único de divisão celular que ocorre em Chlorophyceae. O termo compreende um sistema de microtúbulos, que se desenvolve paralelamente ao plano de divisão celular, assegurando que o sulco de clivagem passe entre os dois núcleos-filhos resultantes da citocinese; l Fragmoplastos compreendem um sistema de microtúbulos, orientados per- pendicularmente ao plano de divisão celular, praticamente idêntico ao pro- duzido em briófitas e em plantas vasculares; 88 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. l A presença de fragmoplasto é um importante caráter de classificação para as algas verdes. b) Reprodução Dentre as algas verdes, não há um padrão reprodutivo para todo o grupo. Pode ocorrer reprodução assexuada por fragmentação e por mitose, através da pro- dução de esporos (zoósporos ou aplanósporos) ou pode ocorrer a produção de gametas, responsáveis pela reprodução sexuada, que apresenta todas as transi- ções entre isogamia e oogamia. Como não existe um exemplo único para expli- car a reprodução das algas verdes, faremos as considerações sobre as particula- ridades reprodutivas quando estivermos falando especificamente de cada grupo. Com relação à morfologia dos gametas (Figura 52), os ciclos de vida podem ser: a) Oogâmicos: no caso de gametas que diferem quanto à forma e à fun- ção. O maior é imóvel (feminino) e o menor é flagelado (masculino); b) Isogâmicos: quando os gametas envolvidos são iguais em forma e em função; c) Anisogâmicos: quando os gametas são iguais, mas diferem no tama- nho. Por convenção, o gameta menor é considerado masculino.Figura 52 – Desenho esquemático a) oogamia; b) anisogamia; c) isogamia. Fonte: www.preparatoriaabierta.com.mx/biologia-2/bio... Podemos ainda classificar os ciclos de vida em: l Heteromórficos: quando as gerações haploides e diploides são morfologi- camente diferentes; l Isomórficos: quando as gerações haploides e diploides são morfologica- mente iguais. 89Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas c) Classificação Estudos relacionados à estrutura molecular e à reprodução de algas verdes resultaram em um arranjo sistemático com diversas classes. Discutiremos aqui três delas: Chlorophyceae, Ulvophyceae e Charophyceae. Classe Chlorophyceae Inclui algas unicelulares flageladas e não flageladas, colônias móveis e imó- veis, filamentosas e laminares, que habitam ambientes aquáticos dulcícolas e marinhos. Trataremos aqui de alguns gêneros importantes, representativos dos diversos tipos de organização existente. A mitose realizada por estas algas abrange um modo único de citoci- nese, que envolve um ficoplasto (Figura 53), sistema de microtúbulos que se desenvolve paralelamente ao plano de divisão da célula. Figura 53 – Divisão celular em duas classes do filo Chlorophyta; formação de ficoplas- to e fragmoplasto. Fonte: Raven et al. (2007). l Chlamydomonas O gênero Chlamydomonas é representado por uma alga verde comum em água doce. Ela é unicelular, possui dois flagelos iguais e é muito utilizada como modelo de estudos moleculares dos genes que regulam a fotossíntese e de outros processos celulares. 90 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Em Clamydomonas (Figura 54), observa-se um cloroplasto que contém um estigma fotossensível e um pirenoide envolvido por amido. O protoplasto encontra-se envolvido por uma membrana plasmática, que, por sua vez, é envolvida por parede celular glicoproteica que não apresenta celulose em sua constituição. Observa-se também a presença de vacúolos contráteis relacio- nados à eliminação do excesso de água na célula. Chlamydomonas pode se reproduzir assexuada e sexuadamente (Figura 55). No primeiro caso, o núcleo haploide se divide por mitose para produzir até 16 células - filhas dentro da célula parenteral. Cada célula, então, produz uma parede em volta de si e desenvolve flagelos. A secreção enzimática quebra a parede da célula parenteral, e as células-filhas podem sair. Frequentemente, algumas células-filhas completamente formadas permanecem no interior. A reprodução sexuada envolve a fusão de indivíduos que pertencem a diferentes tipos parentais. A deficiência de nitrogênio induz à formação de gametas a partir de células vegetativas, os quais formam agregados. Uma vez próximos, os gametas formam pares, inicialmente, por suas membranas flagelares e, posteriormente, pelo tubo de conjugação, um filamento proto- plasmático muito delicado. Assim que essa conexão é formada, os flagelos impulsionam os game- tas parcialmente fundidos para a água. Os protoplastos dos dois gametas fun- dem-se completamente (plasmogamia), seguindo-se a fusão de seus núcleos (cariogamia), que formam o zigoto. Em seguida, os quatro flagelos encurtam- se e, finalmente, desaparecem, formando-se uma parede celular grossa ao redor do zigoto diploide, que passará por um período de dormência. A meio- se só ocorrerá no final do período de dormência, resultando na formação de quatro células haploides, cada uma das quais desenvolve dois flagelos e uma parede celular. Essas novas células podem agora dividir-se assexuadamente ou cruzar com uma célula de outra linhagem para produzir um novo zigoto. 91Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 54 – Desenho esquemático de Chlamydomonas, exemplo de alga verde uni- celular, móvel. Fonte: www.jochemnet.de/fiu/bot4404/BOT4404_28.html Figura 55 – Esquema do ciclo de vida de Chlamydomonas reinhardtii. Fases assexuada e sexuada. Fonte: www.fisicanet.com.ar/biologia/informacion_gen... 92 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. l Volvox Como exemplo de alga verde colonial móvel, falaremos do gênero Volvox devido a sua espetecular organização colo- nial em forma de esfera oca, composta por uma camada que varia de 500 a 60.000 células vegetativas biflageladas, cuja função é a realização da fotossíntese. Compõem a colônia também, um pequeno número de células reproduti- vas. Essas células reprodutoras realizam mitoses sucessi- vas formando esferas jovens que se formam no interior da colônia-mãe, a qual irá se dissolver, liberando as colônias jovens. Cada colônia é composta por numerosas células flageladas de Chlamydomonas, lembram-se dela? Todas ligadas são por uma matriz gelatinosa, unidas, às vezes, por prolongamentos citoplasmáticos. Na colônia, as células nadam de maneira articulada, e o conjunto funciona ordenadamente dividindo funções. Por causa disso, mui- tos autores consideram esse arranjo um importante avanço evolutivo, uma vez que, pela primeira vez, observa-se, entre os protistas, uma rudimentar especialização celular, que pode representar uma transição entre os seres unicelulares e pluricelulares. Volvox é bastante utilizado para analisar o salto evolucionário (Figura 56) de organismos unicelulares para organismos multi- celulares com divisão de tarefas. Reprodução A reprodução sexual é sempre oogâmica, sincronizada dentro da população de colônias por uma molécula indutora da sexualidade. Essa molécula é pro- duzida por um esferoide que se torna sexual por um outro mecanismo ainda pouco conhecido. Uma colônia masculina de Volvox pode produzir indutor suficiente para induzir a reprodução sexual de mais de meio bilhão de outras colônias. Durante o processo, as células reprodutivas especializadas sofrem diversas mitoses para formar esferoides juvenis com muitas células, os quais eclodem do esferoide parental pela liberação de uma enzima que dissolve a matriz transparente. Para compreender melhor a beleza dessas algas, assista aos vídeos: A dança dos Volvox http://www.youtube.com/watch?v=w8O4OolGcPg http://www.youtube.com/watch?v=-V7LTyJuAy4&feature=related Volvox Blues http://www.youtube.com/watch?v=BJkqDDghwNY&feature=related Figura 56 – Volvox contendo colônias - filhas em seu interior. Fontes http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artdec03/vol- vox.html 93Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas l Chlorococum Como exemplo de alga verde unicelular imóvel, o gênero Chlorococum é normal- mente encontrado entre a microbiota do solos. Essas algas reproduzem-se as- sexuadamente por zoósporos biflagelados. Sexuadamente, produzem gametas flagelados que se unem para formar o zigoto, o qual sofrerá meiose. l Hydrodictyon Chlorophyceae possui espécies coloniais não móveis, representadas aqui por Hydrodictyon, comumente conhecida como rede d´água. Morfologicamente, esses organismos são conjuntos de células cilíndricas que se organizam for- mando um tubo oco e reticulado. Reproduzem-se através de zoósporos bifla- gelados, que, quando liberados, voltam a se agrupar em arranjos geométricos regulares dentro da colônia-mãe. Os zoósporos perdem seus flagelos. Essas minicolônias são liberadas pela colônia parental e formam grandes redes em função do aumento do número de células. O modo de reprodução favorece o crescimento dessas algas, que podem provocar florações consideráveis em ambientes aquáticos, como tanques, lagos e riachos. Para conhecer melhor a morfologia dessas algas, acesse protist.i.hosei. ac.jp/.../index.html. l Oedogonium Este é um gênero filamentoso não ramificado, geralmente fixo ao substrato por um apressório32, capaz de produzir intensas florações aquáticas em am- bientes de água doce, como canais e pequenos lagos, podendo ser encon- trado raramente em águas salobras. A reprodução assexuada acontecepor meio de zoósporos33, aplanósporos34 e acinetos35. A reprodução sexuada é oogâmica. O zigoto resultante sofre meiose e produz quatro células que se fixam ao substrato, e, por meio de mitoses sucessivas, desenvolvem novos filamentos. É característica particular desse gênero a presença de cicatrizes ao longo do filamento, resultantes da reprodução. Classe Ulvophyceae Esse grupo compreende algas predominantemente marinhas com alguns re- presentantes de água doce, que provavelmente migraram do ambiente mari- nho no passado. Seus representantes podem apresentar hábito filamentoso, laminar, macroscópico ou multinucleado. As células móveis possuem simetria radial com flagelos apicais. Podem possuir vários flagelos. São as únicas al- gas verdes que apresentam alternância de gerações com meiose espórica ou uma fase diploide dominante, envolvendo meiose gamética. 32Apressório: porção basal de uma alga pluricelular, cuja função é prendê-la ao substrato. 33Zoósporo: esporo móvel, flagelado. 34Aplanósporo: esporo imóvel. 35Acineto: esporo assexuado imóvel, com parede celular espessa, que possibilita a dormência em condições adversas. 94 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. l Ulva Popularmente conhecida como alface-do-mar, é muito comum encontrá-la na praia distribuída sobre as rochas em períodos de maré baixa (Figura 57). Essas algas são talos delicados, achatados, brilhantes, formados por ape- nas duas camadas de células, que podem assumir dimensões excepcionais. Cada célula do talo possui um núcleo e um cloroplasto (Figura 58). Figura 57 – Ulva lactuca em substrato marinho durante maré baixa. Fonte: com- mons.wikimedia.org/wiki/File:Ulva_lactuca.jpeg Figura 58 – Talo de Ulva ao microscó- pio ótico, aumento1000 MC. Fonte: botit.botany.wisc.edu/.../Ulva_1000x_ MC_.html Observe o ciclo reprodutivo dessas algas na Figura 59. Figura 59 – Reprodução de Ulva lactuca; ciclo de vida isomórfico e isogâmico. Fonte: www.sobiologia.com.br/.../bioprotista3.php l Cladophora Algas filamentosas com células grandes, multinucleadas e septadas distri- buem-se em ambientes salgados e de água doce. Seus filamentos são ema- 95Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas ranhados e densos, livres e flutuantes, ou fixos a rochas e a vegetações. Esses filamentos alongam-se, ramificando-se próximo das extremidades. As células contêm muitos núcleos e um único cloroplasto reticulado periférico com muitos pirenóides (Figura 60). Figura 60 – Exemplos de indivíduos submersos. Cladophora sp. em maré baixa. Fila- mentos e seus cloroplastos reticulados. Fonte: www2.uca.es/.../PAGES/fcladophora.htm l Codium Uma alga verde bastante característica devido a sua textura esponjosa (Figura 61) e a sua coloração verde-oliva. Esses organismos marinhos são possuem filamentos cenocíticos36 densamente entrelaçados, e algumas espécies podem se reproduzir desordenadamente, provocando desequilíbrio ao meio ambiente. Figura 61 – Foto de Codium sp. no fundo do mar. Fonte: www.horta.uac.pt/.../Codium_decorticatum.htm 36Cenocítico: termo utilizado para descrever estruturas celulares multinucleadas, uma vez que os núcleos não são separados por septos. 96 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. • Halimeda Entre as algas sifonáceas ou cenocíticas, temos ainda o gênero Halimeda sp. (Figuras 62 e 63), que possui células com paredes celulares calcificadas, com importante função na formação das areias brancas, resultantes da de- composição de algas mortas. São algas esbranquiçadas durante a noite, pois, nesse período, crescem bastante, produzindo substâncias que as protegem da herbivoria. Durante o dia, assumem a cor esverdeada devido à migração de cloroplastos das partes inferiores para porções superiores do talo, realizan- do fotossíntese. Figura 62 – Um indivíduo de Halimeda kanaloana e seg- mentos calcificados distribu- ídos no substrato. Fonte: oceanexplorer.noaa. gov/.../media/halimeda.html Figura 63 – Substrato de Halimeda; comercia- lizado em lojas especializadas em produtos para aquários. Fonte: http://www.rsdiscus.com.br/lojaproduto-102848- 3539-halimeda_kg Classe Charophyceae Essa classe é representada por gêneros unicelulares, coloniais, filamentosos e parenquimatosos e inclui membros que se assemelham às briófitas e às plantas vasculares. O parentesco entre carófitas e plantas é evidenciado pela presença de similaridades estruturais, bioquímicas e genéticas, entre as quais podemos listar: l Células flageladas assimétricas; l Invólucro nuclear que se desintegra durante a mitose; l Fragmoplasto durante a citocinese; l Presença de fitocromo. l Spirogyra37 Esta é uma alga filamentosa, não ramificada, flutuante, bastante interessan- te, que recebeu esse nome em função de suas células possuírem cloroplas- 37Spirogyra Story [Jorge Ben Jor] Espirogiro é Spirogyra É um bichinho bonito e verdinho que dá na água É um bichinho bonito e verdinho que dá na água Que Plâncton é esse? Que Plâncton é esse? 2X É o Espirogiro é o Spirogyra | Espirogiro é Spirogyra É um bichinho bonito e verdinho que dá na água É um bichinho bonito e verdinho que dá na água Você sabe o que é um Plâncton? Plâncton é uma alga De água doce ou de água salgada Mas Espirogiro é doce, doce, doce, doce, doce De água doce... Mas Espirogiro é doce, doce, doce, doce, doce De água doce... Espirogiro... É o encontro amoroso do zigoto masculino com o gameta feminino Formam novas células um fio vegetal Brilhoso e esverdeado igual à cor da esperança Igual a cor da esperança Espirogiro... Disponível em: http://www.youtube.com/ watch?v=IW_9nnRI40E 97Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas tos espiralados, os quais contêm vários pirenoides dentro das células uninu- cleadas. Comuns em água doce, seus filamentos encontram-se envolvidos por mucilagem. Para visualizar os cloroplastos espiralados de Spirogyra, assista ao vídeo disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=skWl_ u4QzkA&feature=related l Reprodução Spirogyra se reproduz (Figura 64) tanto assexuadamente, pela divisão celu- lar e pela fragmentação dos filamentos, como sexuadamente, quando dois filamentos se unem por meio de um tubo de conjugação. Inicialmente, dois filamentos haploides próximos projetam tubos de conjugação. Através dessas estruturas, ocorre a transferência de material de um filamento para o outro. Nesse momento, a fecundação ocorre e, como consequência, forma-se um zigoto, o qual desenvolve parede celular espessa e resistente, de esporopole- nina, o zigósporo. Ao germinar, o zigósporo sofre meiose como acontece em todas as Charophyceae. Figura 64 – Reprodução em Spirogyra. Fonte: kentsimmons.uwinnipeg.ca/.../16lab05/lb1pg7.htm Ordens Coleochaetales e Charales Compreendem os dois gêneros que mais se assemelham às plantas devido a particularidades relacionadas à divisão celular e à reprodução sexuada. Apre- sentam fragmoplasto semelhante ao das plantas vasculares, oogâmicas, e o seus anterozoides são idênticos aos encontrados nas briófitas. Acredita-se que o ancestral das plantas deve ter sido uma espécie muito semelhante aos membros vivos de Coleochaetales e Charales. 98 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. l Coleochaete Alga verde típica de água doce que apresenta células vegetativas uninucleadas contendo grandes cloroplas- tos que possuem apenas um pirenóide (Figura 65). Es- sas estruturas são muito semelhantes às encontradas em antóceros. Reproduzem-se assexuadamente por zo- ósporos, e, com relação à reprodução sexuada, são oo- gâmicas. O zigoto produzido permanece ligado à plan- ta-mãe, imerso no talo, e, em algumas espécies, essa comunicação parece estar relacionadaao transporte de nutrientes entre o gametófito e o esporófito, conforme se observa em todas as plantas. l Chara Este gênero encontra-se bem representado no registro fóssil, devido à presença de carbonato de cálcio nas paredes celulares. Apresenta crescimento apical, sen- do seu talo dividido em regiões distintas. Suas espécies possuem ramos, que partem da região nodal. Os antero- zoides são produzidos em estruturas bastante comple- xas, bem diferentes das encontradas em outras algas. A oosfera também se encontra protegida por estruturas semelhantes aos gametângios femininos produzidos em briófitas e pteridófitas. Na reprodução sexuada, os anterozoides nadam até a oosfera e promovem a fecun- dação, que resulta na produção de um zigoto dormente. Acredita-se que Chara (Figura 66) é o parente vivo mais próximo das primeiras plantas que habitaram a Terra. 2.6. Filo Rhodophyta Os representantes desse filo são popularmente conhecidos como algas ver- melhas38 devido a sua coloração característica. A maior parte das espécies é marinha, bentônica, de águas quentes e tropicais. Essas algas39 crescem, normalmente, agarradas a rochas ou a outras algas, mas podem também apresentar hábito flutuante. São encontradas desde a região equatorial até as regiões polares, po- dendo ocorrer em profundidades de aproximadamente 260 m em regiões de águas transparentes. As rodófitas (Figura 67), em geral, são pluricelulares, de morfologia fi- lamentosa, mas há algumas formas unicelulares coloniais. Entre as rodófitas Figura 66 – Gênero Chara; Gametângios: ante- rídio em baixo (masculino) e oogônio em cima (feminino). Fonte: commons.wikimedia.org/wiki/ File:Chara_sp_repr... Figura 65 – Coleochaete crescendo sobre uma folha de Elodea. Fonte: www.una.edu/faculty/pgdavison/algae.htm 99Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas multicelulares, predominam as formas filamentosas que, às vezes, assumem formas complexas, pseudoparenqui- matosas. Quanto ao tamanho, variam de espécies micros- cópicas até espécies com alguns metros de comprimento. Algumas dessas espécies vivem associadas a reci- fes de coral contribuindo efetivamente para a manutenção do sistema, através da produção de carbonato de cálcio. Outras possuem importância econômica e são am- plamente utilizadas na indústria alimentícia e farmacêuti- ca. Porphyra sp., por exemplo, é um gênero rico nas vita- minas A e B, sendo muito utilizado no preparo de alimentos típicos da Ásia, como o sushi. Outros gêneros podem ser utilizados por sua riqueza em proteínas, vitaminas, mine- rais e oligoelementos, e, muitas vezes, podem apresentar mais proteínas que as carnes de origem animal. Portanto, poderiam ser mais consumidas pelas populações ociden- tais, como fonte de nutrientes importantes. a) Características gerais l O talo encontra-se constituído por células eucarióticas, as quais podem es- tar interligadas por meio de ligações citoplasmáticas; l A parede celular é constituída por uma parte interna rígida, formada por mi- crofibrilas de celulose (na maioria das algas vermelhas), e outra externa, mucilaginosa, formada por polímeros, como o ágar e a carragenanas; l Algumas espécies apresentam depósitos de carbonato de cálcio na parede, o que confere rigidez ao talo; l Os cloroplastos ocorrem em número variável, geralmente ovais ou discoi- des, mas, em alguns casos, podem ser estrelados; l Apresentam os seguintes pigmentos: i Clorofila a; ii Carotenoides: principalmente β-caroteno; xantofilas - zeaxantina, luteina, etc; iii Ficobilinas: ficocianinas e ficoeritrinas, sendo estas últimas as responsá- veis pela coloração vermelha das algas vermelhas; Esses pigmentos possibilitam a sobrevivência em elevadas profundida- des, pois absorvem o comprimento de onda que penetra mais fundo nos oceanos: a luz azul. l Os pirenoides estão presentes apenas em alguns representantes; l A principal substância de reserva é o amido das florídeas, que se encontra 38As algas vermelhas são encontradas em locais muito profundos dentro do mar. Por que será que apenas as algas vermelhas conseguem sobreviver nessas condições? 39As algas são matérias-primas para a produção de cápsulas, supositórios, anticoagulantes, filmes, xampus, sabonetes, cremes, gelatina, geleias, iogurtes, tintas. Figura 67 – Alga vermelha (Rhodophyta) do gênero Gigartina. Fonte:http://www.biologados.com.br/botanica/taxonomia_ vegetal/divisao_rodophyta.htm 100 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. armazenado no citoplasma, e não nos cloroplastos, e que possui proprieda- des químicas intermediárias entre o glicogênio e o amido; l As algas vermelhas não produzem flagelos em nenhum momento, o que determina a existência de ciclos reprodutivos particulares entre os demais filos de algas. Algumas espécies perdem parte dos seus pigmentos e crescem como parasitas de outras algas vermelhas, outras produzem terpenoides tóxicos, que inibem a herbivoria, e muitas destas substâncias têm sido estudadas como agentes antitumorais para a produção de medicamentos contra o câncer. b) Reprodução Entre as algas vermelhas, podemos encontrar diferentes tipos de reprodução, que variam entre as formas vegetativa, espórica ou gamética. As características particulares da reprodução, nessas algas, compre- endem importante critério taxonômico para a identificação dos grupos inseridos no filo Rhodophyta. Algumas espécies apresentam ciclo de vida com três fases distintas, enquanto outras realizam sua reprodução em duas fases apenas. Muitas rodofíceas podem se reproduzir assexuadamen- te pela produção de esporos imóveis, monósporos (Figura 68), os quais são liberados no ambiente aquático, e, sob condições favoráveis, fixam-se a substratos, sofrem mitoses sucessivas, originando novos indivíduos semelhantes à planta-mãe. Ainda assexuadamente, podem se reproduzir pela fragmentação do talo, que origina novos indivíduos. A reprodução sexuada pode acontecer por meio de ci- clos de vida mais simplificados, em que há a alternância de ge- rações, representada por um esporófito (organismo produtor de esporos) e um gametófito (indivíduo produtor de gametas). Nesse caso, o espermatângio produz espermácios (gametas masculinos imóveis), que são levados pela água até o carpogônio (gameta feminino). O carpogônio pos- sui uma estrutura alongada especializada para receber os espermácios, facilitando, assim, a fusão dos gametas e a produção de um zigoto. Esse zigoto irá produzir alguns car- pósporos diploides liberados na água logo em seguida pela planta-mãe. Aqueles que conseguem sobreviver germinam um esporófito, responsável pela produção de esporos haploi- Figura 68 – Audouinella sp. com mo- nosporângios produtores de monós- poros. Fonte: http://vis-pc.plantbio.ohiou.edu/algaei- mage/pages/Audouinella.html 101Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas des, os quais irão se fixar no substrato e germinar novos gametófitos, comple- tando-se, assim, o ciclo de vida. Outras espécies desenvolveram uma fase a mais no seu ciclo reprodu- tivo, aumentando o número e a diversidade genética da progênie resultante da fecundação. Tal fato representa um avanço evolutivo para essas algas, que não possuem células reprodutivas móveis, responsáveis pelo deslocamento em busca da fecundação. Algas vermelhas, como Gracilaria sp., gênero bastante comum no nosso litoral, apresentam esse tipo de ciclo reprodutivo com fases gametofítica, carposporofítica e tetrasporofítica. Vejamos como isso acontece: O tetrasporófito e o gametófito possuem a mesma forma (isomórficos) e são independentes um do outro. Já o carposporófito desenvolve-se sobre o gametófito feminino. Os gametófitos masculinos produzem numerosos es- permácios, os quais são levados de acordo com as correntesmarinhas até os gametófitos femininos. Os gametófitos femininos produzem carpogônios que apresentam uma estrutura longa denominada de tricógine, local onde o espermácio vai ficar aderido, para, em seguida, acontecer a fecundação. Como resultado da fe- cundação, desenvolve-se, sobre o gametófito feminino, o carposporófito, que irá produzir, por mitose, inúmeros carpósporos (esporos diploides). Esses es- poros são liberados e, ao germinar, produzem novos indivíduos, denominados tetrasporófitos, que irão produzir, por meiose, quatro esporos haploides, deno- minados tetrásporos. Cada tetrásporo irá produzir novos gametófitos masculi- nos e femininos, que irão produzir, por sua vez, gametângios, os quais irão dar continuidade ao ciclo reprodutivo dessas algas. A linhagem das algas vermelhas foi reconhecida desde o início como um grupo independente e monofilético, uma vez que seus representantes não produ- zem formas flageladas e que possuem pigmentos semelhantes aos encontrados nas cianobactérias. Estudos moleculares demonstram independência das algas vermelhas, colocando-as como uma das principais linhagens entre os eucariotos. 2.7. Filo Phaeophyta As algas marrons ou pardas são seres multicelulares, quase totalmente mari- nhos, ainda que alguns poucos gêneros sejam de água doce. Apesar de haver somente cerca de 1.500 espécies, as algas pardas dominam as águas frias, podendo sobreviver em águas profundas, chegando a 220 metros de profun- didade. Não existem, nesse grupo, formas unicelulares, a não ser gametas e esporos produzidos para sua reprodução. Aqui também se encontram as maiores e as mais complexas entre todas as algas. Gêneros como Laminaria sp. (Figura 69) possuem células alongadas, es- pecializadas na condução de nutrientes. Nesse caso, os talos se dividem em 102 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. regiões denominadas apressório, estipe e lâmina, com uma região meristemáti- ca localizada entre a lâmina e o estipe. A translocação lateral de produtos fotos- sintéticos de células mais exteriores para células mais internas ocorre em algas castanhas de me- nor espessura. O manitol é o principal carboidrato translocado junto com os aminoácidos. ◄Figura 69 – Morfologia do talo em La- minaria ochroleuca: lâmina, estipe, apressório (rizoides). Fonte: www.uniovi.es/.../Herbario%20virtual.htm Um dos produtos mais importantes produ- zidos pelas algas pardas é um material intercelu- lar mucilaginoso, chamado alginato. Essa subs- tância é emulsificante e estabilizador de alguns alimentos e tintas, funcionando também como revestimento de papel. O alginato, juntamente com a celulose, nas paredes celulares, fornece a flexibilidade e a força que permitem a resistên- cia ao “stress” mecânico provocado pelas ondas do mar, além de impedir o ressecamento das al- gas40 durante as marés baixas. a) Características gerais O talo pode ser: l Filamentoso: encontrado nas formas mais simples; unisseriado ereto, ra- mificado ou não; l Pseudoparenquimatoso: composto por filamentos justapostos, unidos por mucilagem, em uma massa amorfa ou formando crostas; l Parenquimatoso: composto por células originárias de vários planos, com- pondo tecidos; cilíndrico ou achatado, em forma de fita ou lâmina. l A parede celular é formada por uma camada externa de celulose e outra interna composta principalmente por ácido algínico. Alguns gêneros, como Padina, podem apresentar depósitos de carbonato de cálcio na parede de suas células; l Observam-se muitos cloroplastos por célula, considerados critério para a clas- sificação do grupo. As formas variam: estreladas, cilíndricas ou lenticulares; l Os pigmentos são: clorofila a, clorofila c, carotenos e fucoxantina. As células das algas pardas contêm vários plastídios que são bioquímica e estrutural- 40Macrocystis pirifera é a maior dentre as algas marinhas, podendo atingir 60 metros em mares do Hemisfério Norte. Já no Brasil, não são encontradas espécies com essas dimensões. As maiores, que podem atingir 4 metros, pertencem ao gênero Laminaria e foram observadas ao longo da costa do Espírito Santo. 103Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas mente parecidos com os plastídios das crisofíceas e diatomáceas, com as quais elas têm, muito provavelmente, uma origem comum; l Pirenoides observados apenas em ordens primitivas; l Os principais produtos de reserva são laminarina e manitol, que ocorrem no citoplasma; l Flagelos somente aparecem nas células germinativas, geralmente em nú- mero de dois: um é longo e plumoso, e o outro é curto e simples. b) Reprodução Assim como em Rodhophyta, as algas pardas realizam reprodução ve- getativa, espórica e gamética, mas, ao contrário das algas vermelhas, seus gametas podem ser isogâmicos, anisogâmicos e oogâmicos. Aqui se utiliza uma denominação especial para as células reprodutivas: 1. Órgãos pluriloculares: podem ocorrer tanto no gametófito (gametângios que produzem gametas) quanto no esporófito (esporângios que produ- zem esporos). 2. Órgãos uniloculares: observados apenas no esporófito, são formados por uma célula grande e esférica, onde ocorre a meiose, que resulta na produção de esporos haploides. Em Laminaria, esporângios uniloculares se desenvolvem na superfície das lâminas maduras, que produzem zoósporos potencialmente capazes de produzir gametófitos masculinos ou femininos. Cada anterídio presente no ga- metófito masculino somente é capaz de liberar um único anterozoide, e cada oogônio contém apenas uma oosfera. Uma vez fertilizada, a oosfera perma- nece fixa ao gametófito feminino e se desenvolve num novo esporófito. Geral- mente, os gametas masculinos são atraídos pelos gametas femininos por meio de compostos orgânicos, processo conhecido como quimiotaxia (Figura 70). 104 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 70 – Ciclo de vida de Laminaria sp. Fonte:http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/16cm05/1116/16protists_files/image032.jpg Texto complementar Texto 1: Maré vermelha - Baía de Todos os Santos sofre poluição crônica Lilian Machado “A Maré Vermelha veio para mostrar que a Baía de Todos os Santos pede socorro”. A afirmação é da bióloga e coordenadora do Projeto Mamíferos Marinhos (Mama), Maria do Socorro Reis, citando, como uma das causas para a poluição crônica, a questão do sistema de esgotos jogados na Baía. O fenômeno que surgiu na Baía há cerca de dois meses, além de gerar a mortan- dade de mais de 50 toneladas de peixes, desencadeou um processo de pobreza nos municípios afetados. Pescadores e comerciantes, até hoje, reclamam de prejuízos. Enquanto isso, a atividade permanece paralisada até o dia 29 para a recomposição e 105Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas o reflorestamento da fauna marinha. As localidades de Salinas da Margarida, Saubara, Cabuçu, Bom Jesus dos Pobres e Itapume foram algumas das mais atingidas. De acordo com a bióloga, a Baía, que tem uma grande importância histórica para o estado e que possui, em sua área, um grande fluxo turístico, vem sofrendo, há muitos anos, um problema crônico de poluição. Além disso, colaboraram o grande período de estiagem entre dezembro e março e o fato de a área não ter muita renovação de água. As temperaturas estiveram bastante elevadas e não houve diluição da água”, explicou, ressaltando a questão do sistema de esgoto que desemboca na Baía como um dos pontos que ajudam na poluição. Fenômenos como o aquecimento global e o El Ninõ também podem ter ajudado na proliferação das algas que desencadeia a maré vermelha. A maré vermelha, como ficou explicado no laudo do CRA, é gerada pelas condições climáticas estáveis e pelo aumento de nutrientes na água. Socorro, que além de bióloga é mestre em Desenvol- vimento Regional e MeioAmbiente, sugere a formação de grupos de trabalho e de comissões para apurar a situação e todas as atividades realizadas na Baía de Todos os Santos, como a passagem constante de navios e os projetos da Petrobras, como o Manati, que tem tubulações em alguns pontos da Baía. No entanto, Socorro não acredita na versão relatada pela ambientalista Telma Lo- bão, de que o vazamento de um gasoduto do projeto Manati teria sido a grande causa da mortandade dos peixes. Segundo ela, a Petrobras seria incompetente em permitir que algo grave como um derramamento de gás acontecesse. “Eles costumam fazer monitoramento diário e saberiam o que fazer para reverter o quadro diante de uma situação como essa”, enfatiza. A bióloga destaca que participou das reuniões feitas pelo CRA e que o laudo técnico apresentado tem credibilidade. “A maré vermelha aconteceu em Porto Seguro em 2004 quando houve a morte de peixes e muitas pes- soas passaram mal”, cita o fenômeno gerado pelas algas que, em altas densidades, produzem grande quantidade de matéria orgânica, causando a obstrução das brân- quias dos peixes e levando-os à morte por asfixia. Já a nova maré vermelha identificada pelo CRA é provocada por algas que perten- cem ao gênero Gyrodinium e que não traz danos à vida dos peixes. O órgão já anun- ciou a liberação do consumo, porém pescadores continuam reclamando das baixas vendas de peixes em todo o litoral baiano. Fonte: Jornal Tribuna da Bahia (03/05/2007) Disponível em: www.seagri.ba.gov.br/noticias.asp?qact=view... Para saber mais acesse também: www.pmf.sc.gov.br/.../mare_vermelha_relatorio.php Texto 2: Células solares de diatomáceas Cientistas da Universidade do Oregon, nos Estados Unidos, criaram células solares or- gânicas, nas quais os fótons ficam se debatendo no interior da cápsula que os aprisio- na, evitando que eles escapem para o exterior sem gerar eletricidade. Esse bate-bate aumenta significativamente a taxa de geração de energia das células solares. As novas células solares orgânicas são do tipo DSC (”Dye-sensitized Solar Cells” - células solares sensibilizadas por corante). Os pesquisadores descobriram como usar organismos marinhos unicelulares para gerar eletricidade a partir da luz solar de uma forma muito mais simples e eficiente do que as tradicionais células solares fotovoltaicas, construídos com o mesmo silício usado para fazer os chips de computador. O novo sistema é baseado em diatomáceas vivas, postas sobre uma superfície de vidro transparente. Depois que o material orgânico vivo é retirado, restam os mi- núsculos esqueletos das diatomáceas, que passam a funcionar como um molde. Um agente biológico é, então, utilizado para precipitar uma solução de titânio, criando 106 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. nanopartículas de dióxido de titânio no interior dos esqueletos das diatomáceas, que passam a formar uma finíssima película semicondutora, que é a base de uma célula solar DSC. Fonte: http://entrononentro.haaan.com/clulas-solares-de-diatomceas/ Texto 3: Cultivo de algas Procurando inspiração na natureza, tirando proveito de soluções que consumiram mi- lhões de anos de evolução, o biomimetismo busca o desenvolvimento de produtos ar- tificiais ou sintéticos que imitem os produtos naturais. Contudo, o processo pode ser ainda mais simples se for possível simplesmente duplicar os organismos e “colher” o material de interesse, material iridescente. É justamente isso que estão fazendo os pesquisadores da Universidade de Oxford, na Inglaterra. Eles descobriram como reproduzir, em laboratório, a alga diatomácea, que apre- senta um fenômeno ótico chamado iridescência. Presente também nas asas das bor- boletas e até em bolhas de sabão, esse fenômeno poderá ser explorado comercial- mente em tintas, cosméticos e em hologramas para a identificação de produtos. A iridescência da diatomácea, que é um organismo unicelular, vem de sua concha de sílica, que apresenta cores vívidas que se alteram dependendo do ângulo no qual ela é vista. O efeito é causado por uma rede complexa de minúsculos furos na concha, que interferem com as ondas de luz e causam a variação de cores. A técnica de cultivo da diatomácea é escalável, podendo ser ampliado para ope- rações em escala industrial. Isso permitirá que as diatomáceas sejam produzidas em massa, colhidas e processadas, podendo ser utilizadas para criar efeitos de alteração de cores em tecidos, cosméticos e tintas. Elas poderão também ser incorporadas em plásticos, formando hologramas. Já existem produtos assim no mercado, mas eles são feitos por meio de um processo industrial sob alta pressão, que cria minúsculos refletores. O cultivo das diatomáceas deverá ser muito mais barato, já que um único organismo desses gera até 100 milhões de descendentes em um único mês. Fonte: http://pt.shvoong.com/humanities/1710996-cultivo-algas/ Texto 4: Cientistas britânicos descobrem ‘algas dançarinas’ Cientistas na Universidade de Cambridge, na Grã-Bretanha, descobriram que algas de água doce podem formar grupos estáveis que dançam em volta uns dos outros e são mantidos juntos apenas pelo fluxo de fluidos que eles criam. Os pesquisadores analisaram um organismo multicelular chamado Volvox, forma- do por cerca de mil células colocadas na superfície de uma matriz esférica de cerca de apenas meio milímetro de diâmetro. Cada uma das células da superfície tem dois apêndices, parecidos com fios de cabelo, conhecidos como flagelos. Ao agitarem es- tes apêndices, a colônia toda é impulsionada em meio ao fluido e, simultaneamente, faz com que elas girem em volta de um eixo. Os cientistas descobriram que as colônias que nadam perto de uma superfície po- dem formar dois tipos de “estados de ligação”: a “valsa”, na qual duas colônias orbi- tam em volta uma da outra como um planeta em volta do sol. E o “minueto”, no qual as colônias oscilam para frente e para trás, como se houvesse um elástico ligando-as. “Estes resultados impressionantes e inesperados nos lembram não apenas da graça e da beleza da vida, mas também dos fenômenos extraordinários que podem ocorrer a partir de ingredientes simples”, afirmou Raymond Goldstein, professor da disciplina relativa a sistemas físicos complexos, no Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica, que liderou o estudo. 107Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Segundo pesquisadores, o maior entendimento da capacidade dos organismos de se movimentarem sozinhos e do comportamento coletivo desses organismos pode ajudar a esclarecer as mais importantes fases de evolução em direção à maior com- plexidade biológica. Além disso, dizem especialistas, os apêndices do Volvox, os flagelos desses or- ganismos, são quase idênticos aos cílios dos humanos, cuja ação coordenada tem importância central em muitos processos do desenvolvimento embrionário, de repro- dução e do sistema respiratório. A pesquisa foi feita em conjunto com o Departamento de Bioengenharia e Robó- tica da Universidade Tohoku, em Sendai, no Japão, e foi publicada na revista especia- lizada Physical Review Letters. Fonte:http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2009/04/090421_algasdancarinasfn.shtml Texto 5: O projeto de algas no Trairi O Projeto desenvolvido em Trairi comemora avanços e reflete sobre os desafios de consolidação produtiva e organizativa. A discussão em torno do cultivo e da comercialização de algas marinhas, junta- mente com um possível beneficiamento futuro, surgiu através de debates realizados com as comunidades de Flecheiras e Guajiru. Antes, a extração desta espécie marinha nas comunidades pesqueiras de Trairi era feita de forma extrativista, não representa- va ganhos reais para as famílias e estava destruindo o banco natural de algas. As pessoas que trabalhavam na coleta de algas recebiam a quantia de R$ 0,30 (trinta centavosde real) por quilo de alga seca, adquiridas por atravessadores de uma empresa de extração de Agar-Agar situada fora dos limites do estado do Ceará. Diante dessa problemática, o Instituto Terramar soma esforços, desde 1997, com entidades como a ADCF – Associação do Desenvolvimento Comunitário de Flecheiras –, a APAFG – Associação dos Produtores e Produtoras de Algas de Flecheiras e Guajiru – e o IDER – Instituto de Energias Renováveis –, além de outras instituições. A perspectiva é superar as dificuldades encontradas para a produção de algas e conseguir a autossus- tentabilidade da atividade produtiva, como também avançar em técnicas mais elabora- das de produção, ampliando a venda dos produtos derivados das algas. Os impactos obtidos com o desenvolvimento do projeto já são sentidos pelas co- munidades. O primeiro deles aparece na perspectiva econômica, pois o valor de ven- da do quilo de algas subiu consideravelmente e, hoje, é vendido por cerca de R$ 7,00 (sete reais). O aumento do preço é consequência da melhoria do processo produtivo que acaba por gerar, como produto final, uma alga mais limpa e de maior qualida- de que aquela retirada dos bancos naturais. Além disso, as produtoras e produtores não são mais submetidos às exigências de atravessadores e trabalham num regime associativista de produção, em que eles mesmos criam as regras e buscam melhores condições de trabalho e de remuneração. Outro impacto positivo se refere à preservação dos bancos de algas, pois a má ex- ploração estava tornando inviável, do ponto de vista socioambiental, a colheita de algas como alternativa de renda para as populações tradicionais. O cunho ambiental dessa atividade é importante, visto que o cultivo, além de produzir algas, proporciona um ambiente propício para o desenvolvimento de uma rica fauna aquática em volta dele, citando, como exemplo, formas juvenis de lagosta se desenvolvendo em grande quan- tidade. Segundo Dárlio Teixeira, engenheiro de pesca e assessor do Terramar, espécies que antes estavam desaparecidas do local voltaram a aparecer porque as algas fazem parte da cadeia alimentar marinha, e o aumento da quantidade de algas tem, como consequência natural, a volta de espécies, como camarão, lagosta e sirigado. 108 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. O projeto tem como caráter fundamental a inserção feminina no processo pro- dutivo, o que aponta perspectivas de igualdade de gênero, pois, na atividade de pro- dução de algas e de produtos derivados, as mulheres assumem lugar de destaque e representam a maioria. O projeto beneficia, atualmente, 11 famílias que produzem cerca de 5 mil quilos de algas úmidas por ciclo (60 dias). A maior parte dessa produção é direcionada para São Paulo e atende empresas do ramo farmacêutico e cosmético. Outra parte da pro- dução fica na comunidade, que desenvolve produtos derivados de algas, como sabo- netes, xampus, e gêneros alimentícios, como pizzas, geleias, iogurtes, doces, bolinhos e panquecas. Fonte: http://www.terramar.org.br/oktiva.net/1320/nota/18050 Texto 6: Testado primeiro avião comercial a algas Pedro Durães A solução para a produção de biocombustíveis sem comprometer a segurança ali- mentar mundial pode passar pelas algas. Vistas como a mais importante fonte de combustível para o futuro, foram elas recentemente, testadas pela primeira vez, num avião comercial de dois motores. Passavam poucos minutos do meio-dia, quando o Boeing 737-800 da Continental Airlines decolou da pista do Aeroporto Intercontinental George Bush, Houston. Ao longo dos cerca de noventa minutos que se seguiram, o aparelho sobrevoou o Golfo do México a uma altitude de 11,6 quilômetros. Até aqui, nada de novo. Exceção feita ao fato de os dois motores do Boeing carregarem uma mistura de combustível con- vencional com biocombustíveis produzidos à base de algas. Esse foi o primeiro teste em todo o mundo a utilizar uma mistura de biocombustível numa aeronave comercial de dois motores. De acordo com um porta-voz da companhia, o voo correu até mes- mo melhor do que era esperado. �As observações iniciais apontam para o fato de não haver quaisquer diferenças em termos de performance da aeronave�. Em declarações ao jornal Houston Chronicle, o piloto de testes Rich Jankowski informou que �o de- sempenho do avião foi perfeito� e que �não ocorreram problemas�. A alga é considerada uma das mais importantes e promissoras formas de produ- zir biocombustíveis sem comprometer a segurança alimentar mundial. Diferente de outros métodos de produção de biocombustíveis, a alga não compete com outros alimentos pelo espaço das melhores terras de cultivo e produz cerca de trinta vezes mais combustível do que outras plantações utilizadas para esse fim, como é o caso do milho. A mistura utilizada no teste realizado pela Continental Airlines consistia na utili- zação de dois óleos, o da alga e outro da planta de jatrofa, uma planta que se desen- volve com facilidade em solos mais pobres. �O desafio será produzir o biocombustível de uma forma eficiente nas quantidades de que necessitamos�, sublinhou o diretor- executivo da companhia aérea, Larry Kellner, acrescentando que não foi necessária qualquer modificação na aeronave ou nos motores para utilizar essa mistura de com- bustível. Os responsáveis da companhia reconhecem, no entanto, que a utilização numa percentagem significativa de biocombustíveis em voos comerciais pode ainda demorar vários anos, talvez uma década. Biocombustíveis para cima, emissões CO2 para baixo Apesar dos desafios e das dificuldades ainda por ultrapassar, a verdade é que este tipo de testes é um passo em frente para alcançar soluções que possam trazer bene- 109Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas fícios ambientais e contribuir para uma redução da emissão de gases relacionados ao efeito estufa, que vem aumentando com o crescente número de viagens aéreas. A indústria da aviação é responsável por dois por cento das emissões totais de CO2 em todo o mundo, números que a International Air Transport Association (IATA) pretende reduzir. Para que isso ocorra, estabeleceu, como objetivo, que os seus membros uti- lizem, nos aviões comerciais, pelo menos 10% de combustíveis alternativos até 2017. Espera-se que até 2012 esse valor possa já chegar aos três a cinco por cento e que alcance os 20% em 2020. “O único entrave, neste momento, é não haver infraestru- turas para produzir nas quantidades necessárias”, aponta Jennifer Holmgren, gerente do setor de energias renováveis e químicas na UOP, uma unidade da Honeywell Inter- national especializada em biocombustíveis. O teste com o Boeing 737-800 da Continental Airlines foi realizado numa base de 50-50, ou seja, um dos motores foi completamente abastecido com a mistura de bio- combustíveis enquanto o outro foi abastecido com combustível tradicional. Os dois pilotos permaneceram uma hora e meia no ar, levando a cabo várias manobras de voo normais e não normais, entre elas, desligar o motor e voltar a ligá-lo em pleno voo, bem como operações de aceleração e de desaceleração repentinas, enquanto um engenheiro a bordo registrava a informação obtida. De acordo com o porta-voz da companhia aérea, David Messing, �eles (os pilotos) notaram uma ligeira diferença em algumas das leituras que indicavam que a resposta energética do biocombustível era mais elevada do que a do combustível normal. Es- sencialmente, eles estavam recebendo mais força a partir do motor movido a biocom- bustível e com menos quantidade, do que a partir do motor normal�. Os testes com biocombustíveis em aviões começaram há cerca de um ano quan- do uma aeronave 747 da Virgin Atlantic Airways, controlada pelo bilionário Richard Branson, voou de Londres a Amsterdã com uma parte de combustível produzido com uma mistura de óleo de coco e de babaçu. Em Dezembropassado, a maior companhia aérea do mundo, a Air New Zealand, testou um Boeing 747-400 com uma mistura 50-50 de óleo de jatrofa e combustível normal, mas apenas num dos quatro motores da aeronave. Fonte:http://www.africatodayonline.com/pt/noticia/3739/testado-primeiro-aviao-comercial-a-algas/ 3. Protistas heterotróficos 3.1. Filo Oomycota Com aproximadamente 700 espécies, este gru- po compreende seres heterotróficos, cujas pa- redes celulares são compostas por celulose ou por substâncias semelhantes. Seus represen- tantes são unicelulares ou filamentosos rami- ficados e cenocíticos (Figura 71). Nesse caso, lembram os fungos e, por essa razão, durante muito tempo, foram classificados como tal. Podem se reproduzir assexuadamente, pela produção de zoósporos, e sexuadamente, por meio de gametas oogâmicos. Para tanto, Figura 71 – Estruturas reprodutivas: 1 - anterídio, 2 - oogô- nio, 3 - oosferas, 4 - hifas, 5 - anterozoides de um oomiceto. Fonte: biodidac.bio.uottawa.ca/Thumbnails/showimage... 110 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. são produzidas muitas oosferas em estruturas denominadas oogônios e vá- rios núcleos masculinos nos anterídios. Quando ocorre a fecundação desses gametas, forma-se um oósporo, que representa uma estrutura de resistência às condições adversas, que irá se desenvolver em novas hifas. Como a maioria das espécies desse filo é aquática, os oomicetos são co- mumente conhecidos como fungos aquáticos, mas muitos sobrevivem à custa de plantas e animais mortos e de outros são parasitas, causando doenças em alguns animais, como os peixes. 3.2. Filo Mixomycota Os mixomicetos compreendem cerca de 700 espécies que parecem ser com- pletamente independentes filogeneticamente de fungos ou de outros grupos. Esses seres são massas finas de protoplasma, desprovidas de parede celular, que deslizam como uma massa ameboide em forma de leque (Figura 72). São, assim, denominados plasmódios e passam a vida a englobar e digerir bactérias, leveduras, esporos e fungos, bem como partículas sólidas resultan- tes da decomposição de matéria orgânica. Os mixomicetos permanecem sob a forma de plas- módios enquanto houver disponibilidade de alimentos no ambiente, mas, se essa condição se modifica, o plasmódio atravessa longas distâncias até se instalar em determina- dos substratos, quando cessam o movimento e começam o processo de modificação de sua estrutura. Inicialmente, o plasmódio multinucleado se divide e se transforma em vários montículos. Esse processo é controlado por reações metabólicas internas. Nesse grupo, a reprodução sexuada consiste basi- camente de três fases distintas que podem ser iniciadas com a produção de esporângio bastante ornamentados e muito resistentes quando maduros (C), que, sob con- dições ideais, rompem-se, liberando protoplastos. Esses protoplastos (E e F) podem ser móveis ou não. Eles são responsáveis pela fusão gamética dos núcleos celulares, processo conhecido como cariogamia (G e H). Da carioga- mia resulta um zigoto 2n, que representa a fase diploide do ciclo e que vai se desenvolver, novamente, em uma massa plasmodial, também diploide. Aqui, pode ocorrer a formação de estruturas encistadas, denominadas esclerócios (B), que podem ser encontradas em madeira queimada e que representam importante estratégia de sobrevivência para o grupo em condi- ções de pouca umidade. Finalmente, o plasmódio (A) produz novos esporân- gios (C), os quais irão sofrer mitoses seguidas de meiose para a formação de Figura 72 – Estágio plasmodial de Physarum plycephalum. Fonte: www.aphotofungi.com/page29.html 111Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas esporos haploides (D), os quais irão germinar células ameboides ou flageladas, completan- do o ciclo reprodutivo (Figura 73). 3.3. Filo Dictyosteliomycota Aqui, temos seres muito relacionados às ame- bas, encontrados comumente em ambientes ricos em húmus, vivendo livremente. As mixa- mebas, como são conhecidas, alimentam-se de bactérias por fagocitose, possuem parede celular de celulose e centríolos. Quando há alimento disponível, reproduzem-se por di- visão binária, até que passam a agrupar-se em massas móveis quando o suprimento de nutrientes se torna escasso. Essas massas coloniais, denominadas plasmódios, são formadas por células independentes entre si, apenas unidas por mucilagem, que migram em busca de locais apro- priados para a produção de esporos onde não existam bactérias. A colônia se forma por quimiotaxia, e algumas células tornam-se res- ponsáveis pela formação de esporângios que irão produzir esporos. Os espo- ros liberados produzem novas mixamebas, que reiniciam o ciclo. Para compreender melhor a reprodução nesse grupo, assista ao vídeo disponível em http://www.youtube.com/watch?v=VWGA7kIeE0Q&NR=1 Síntese da Capítulo Os protistas são seres eucarióticos que não se enquadram como vegetais, fungos ou animais. Esta unidade apresenta os aspectos relacionados ao rei- no Protista, que compreende seres heterotróficos, como mixomicetos e oo- micetos; autotróficos, representados pelos filos Rhodophyta, Phaeophyta e Chlorophyta; além de organismos unicelulares ou coloniais, que ora fazem fo- tossíntese, ora absorvem seus nutrientes do meio, denominados mixotróficos. Cada um desses grupos compreende uma infinidade de espécies, do- tadas de características particulares, muitas vezes, únicas, como é o caso das algas vermelhas, que não produzem gametas móveis, ou dos dinoflagela- dos, com suas carapaças internas à membrana celular. Entre os protistas, não há padrões reprodutivos, e, portanto, existem ciclos muito diversificados, que podem variar quanto ao número de fases, à Figura 73 – Ciclo de vida típico de um mixomiceto. Fonte: cas.bellarmine.edu/.../multicellular_text.htm 112 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. forma dos gametas ou dos gametófitos e esporófitos. Além disso, são inúme- ros os aspectos ecológicos, econômicos e evolutivos, bem como é imensa a diversidade de espécies. O reino protista é, portanto, interessantíssimo, cheio de surpresas e mistérios. Atividades de avaliação 1. Quais os critérios utilizados para incluir determinados grupos de organis- mos dentro do Reino Protista? 2. As Euglenas são seres unicelulares particulares, estudadas, ao mesmo tempo, por botânicos e zoólogos. Descrevendo suas estruturas e suas respectivas funções, explique por que a classificação desses organismos como seres autotróficos ou heterotróficos é ainda controversa. 3. Alguns animais e microrganismos conseguem emitir feixes luminosos através de um fenômeno conhecido como bioluminescência. Pesquise como acontece essa reação e qual sua importância ecológica. 4. Os dinoflagelados são seres muito característicos, encontrados em ambien- tes aquáticos marinhos ou de água doce. Algumas de suas espécies são responsáveis pelo fenômeno conhecido como Maré Vermelha. Após ler so- bre o assunto, identifique as condições ambientais propícias para que a maré vermelha aconteça e discorra sobre suas consequências ambientais. 5. “As diatomáceas são células que moram em casas de vidro”. Justifique essa afirmativa. 6. Em algas verdes, podemos identificar diferentes processos de divisão ce- lular, que se constituem como caráter taxonômico importante dentro do grupo. Nesse contexto, diferencie ficoplastos e fragmoplastos. 7. Dentre as macroalgas, as algas vermelhas são únicas que não produzem células móveis em nenhum momento de seu ciclo reprodutivo. Diante do ex- posto, como é possível ocorrer fecundação se os gametas são aflagelados? 8. Explique como acontece o transporte de substâncias em algas pardas, que podem atingir 60 metros de comprimento. 9. Elabore um quadro comparativo (pigmento, reserva,organização celular, cloroplasto, parede celular, habitat, importância ecológica, importância econômica, flagelos, relações ecológicas) que mostre, de maneira resu- mida, as características específicas de cada filo. 113Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 10. Cite exemplos de empresas que utilizam as algas comercialmente. Des- cubra também como esses organismos podem ser aproveitados do ponto de vista ecológico. 11. Pesquise sobre as características e evidências do gênero atual Coleo- chaete e da ordem Charales que os colocam próximos aos ancestrais das plantas. 12. Muitos protistas desenvolvem estratégias de sobrevivência para tolerar situações ambientais adversas. Descreva como reagem os mixomicetos e as mixamebas à escassez de alimentos. 13. Enumere, em uma tabela, informações sobre: morfologia, ecologia e filo- genia de criptófitas, haptófitas e crisofíceas. 14. As figuras a seguir representam esquematicamente os ciclos reproduti- vos de algas marinhas (RAVEN et al., 2007). Identifique as estruturas dos quadros em branco, os gêneros e os seus respectivos filos. Observando as duas situações, você é capaz de classificá-los quanto à forma dos ga- metas e à alternância de gerações? Agora elabore um título para as duas figuras analisadas. Figura 1 114 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 2 @ http://www.youtube.com/watch?v=dt9feEFexTw www.uniovi.es/.../Herbario%20virtual.htm http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/ trabalhos_pos2003/const_microorg/protistas.htm http://www.cientic.com/tema_protista.html 115Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas http://www.portalbrasil.net/educacao_seresvivos_protistas.htm http://pt.wikibooks.org/wiki/Biologia:_Biodiversidade-V%C3%ADrus, _bact%C3%A9rias,_protistas_e_fungos http://www.uefs.br/disciplinas/bio245/index1.htm http://www.bch.umontreal.ca/protists/gallery.html http://protist.i.hosei.ac.jp/Protist_menuE.html http://www.zephyrus.co.uk/protistkingdom.html http://www.ucmp.berkeley.edu/alllife/eukaryotasy.html http://protist.i.hosei.ac.jp/pdb/Images/Subjects/Phagocytosis/ kihara/01.html http://home.manhattan.edu/~frances.cardillo/plants/protoc/ euglenph.html http://www.thallobionta.szm.sk/algae/dino.htm http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-84041999000200001 &script=sci_arttext Referências BICUDO, C. E. M.; MENEZES, M. Gêneros de algas de águas continentais do Brasil. São Carlos: RiMa, 2005. 508 p. FRANCESCHINI, I. M.; BURLIGA, A. L.;REVIERS, B.; PRADO, J. F.; RÉZIG, S. H. Algas: uma abordagem filogenética, taxonômica e ecológica. Porto Ale- gre: Artmed, 2010. 332 p. OLIVEIRA, E. C. Introdução à biologia vegetal. 2. ed. São Paulo: Edusp, 2003. 266 p. PAULA, E. J.; PLASTINO, E. M.; OLIVEIRA, E. C.; BERCHEZ, F.; CHOW, F.; OLIVEIRA, M. C. Introdução à biologia das criptógamas. São Paulo: Insti- tuto de Biociências da Universidade de São Paulo, 2007. 194 p. RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. Tradução Jane Elizabeth Kraus et al. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. 830 p. REVIERS, B. Biologia e filogenia das algas. Porto Alegre: Artmed, 2006. 280 p. CapítuloCapítulo 4 Briófitas 119Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Objetivos l Demonstrar a relação evolutiva existente entre algas verdes e briófitas. l Apresentar características que distinguem briófitas e das demais plan- tas terrestres. l Identificar características exclusivas das briófitas. l Compreender aspectos gerais relacionados à morfologia e à reprodução. l Diferenciar os diferentes filos existentes de briófitas. 1. Reino Plantae O Reino Plantae compreende vegetais representados pelas bri- ófitas (Figura 74), pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. Todos os organismos pertencentes a esse grupo são plurice- lulares, constituídos por células eucarióticas possuidoras de vacúolos, envolvidas por paredes celulares de celulose, que realizam sua nutrição através de fotossíntese. As características próprias dos representantes classi- ficados como plantas são resultado do processo evolutivo e determinaram o domínio do ambiente terrestre pelos vegetais, por meio do desenvolvimento de órgãos especializados para a fotossíntese, a fixação e a sustentação. A organização estrutural das plantas pode atingir níveis de complexidade diferenciados, observados nos diversos gru- pos inseridos nesse reino. Assim, temos aqui espécies que se reproduzem principalmente por meio de esporos, como briófitas e pteridófitas, ou que pro- duzem flores como órgãos reprodutivos importantes. A reprodução assume uma padronização em relação ao que acontece entre os protistas, pois se observa a ocorrência de ciclos oogâmicos, com al- ternância de gerações gametofítica e esporofítica, que resultam na produção de um embrião, inicialmente ligado à planta-mãe. Devido a essa característica comum, todas as plantas são denominadas embriófitas41. 41Embriófitas são plantas que desenvolvem embriões durante o processo de reprodução. São embriófitas: briófitas, pteridófitas, gimnospermas, angiospermas. Figura 74 – Musgos e liquens recobrindo ro- chas nuas. Fonte: www.infoescola.com/biologia/briofitas-bryophyta/ 120 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. 1.1. Colonização do meio terrestre Em função de diversas evidências, como as características bioquí- micas e metabólicas compartilhadas, acredita-se que as plantas terrestres tenham se desenvolvido a partir de algas verdes aquá- ticas. Como exemplo, podemos citar a presença de carotenoides, clorofilas a e b, celulose como componente da parede celular, além de amido como substância de reserva, características comuns às algas verdes e às plantas terrestres. Como consequência do processo evolutivo e para sobreviver às novas condições impostas pelo ambiente terrestre, uma das adapta- ções mais importantes observadas em todas as plantas é a presença de uma camada cerosa, denominada cutícula, essencial contra a eva- poração e o dessecamento dos tecidos vegetais. Porém, ao imperme- abilizar o vegetal, a cutícula dificulta a realização de trocas gasosas, essenciais à fotossíntese e à respiração e, como resposta, surgem adaptações como poros, câmaras aeríferas ou estômatos, que permi- tem as trocas gasosas sem haver a perda excessiva de água. Outra adaptação fundamental está relacionada à absorção de água e de nutrientes pelos vegetais terrestres, que, nesse novo contexto, devem retirar esses elementos do solo. Para isso, as plantas possuem raízes que desempenham as funções de fixação e de absorção de nutrientes ou rizoides (presentes nas briófitas), relacionados apenas à fixação. Adaptações relacionadas à condução de água e de sais minerais foram resolvidas com o aparecimento da lignina42, que se constitui em um exemplo interessante da evolução bioquímica relacionada aos grupos vegetais. Outro aspecto importante referente à colonização do ambiente terrestre diz respeito à reprodução. Nas plantas, os órgãos sexuais multicelulares, ou gametângios, apresen- tam, pela primeira vez, uma camada de células estéreis protetora dos gametas nas briófitas e nas pteridófitas, substituídos, posteriormente, nas gi- mnospermas e nas angiospermas, por estruturas mais complexas. Nesse contexto, algumas plantas terrestres dependem da água para fecundação, uma vez que o gameta masculino tem que nadar até o gameta feminino. Ao longo do processo evolutivo, gimnos- permas e angiospermas desenvolveram indepen- dência em relação à água, através da produção de tubos polínicos. 42A lignina é uma substância que se deposita nas células vegetais do xilema, relacionadas aos processos de condução e de sustentação da planta. Figura 75 – Seção longitudinalde um arquegonióforo, mostrando arquegô- nios circundados por células estéreis (paráfises). Fonte: Raven et al. (2007). Figura 76 – Seção longitudinal de um anteridióforo, mos- trando anterídios e suas paráfises. Fonte: simbiotica.org/briofita.htm 121Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Nas plantas, a reprodução acontece por meio da alternância de gera- ções bem definidas, representadas por uma geração gametofítica, ou produ- tora de gametas, e outra esporofítica, ou produtora de esporos resultantes de meiose. A partir de agora também, todos os gametas são oogâmicos. Briófitas e plantas vasculares compartilham características comuns que as distinguem das algas verdes, como a presença de gametângios-masculinos: anterídios (Figura 75) – e femininos-arquegônios (Figura 76), que, pela primeira vez, possuem uma camada protetora de células estéreis; a retenção do embrião dentro do gametófito feminino; a presença de esporófito diploide pluricelular, resultante da fecundação; os esporângios multicelulares, formados por tecido esporógeno envolvido por células protetoras estéreis; os esporos com parede de esporopolenina43; os tecidos resultantes de um meristema apical. 2. Características gerais das briófitas As briófitas são consideradas criptógamas e formam extensos tapetes verdes em lugares sombreados e úmidos. Com isso, protegem o solo contra a ero- são, reduzindo, nas encostas, os riscos de deslizamentos. Há ainda briófitas epífitas, que se desenvolvem nos troncos e nos galhos de árvores. Todo o grupo é destituído de flores, de frutos e de sementes. Apesar de muitas semelhanças compartilhadas com algas verdes e com plantas vasculares, as briófitas são úni- cas no reino vegetal, pois não possuem vasos condutores lignificados (xilema e floema). A condução da seiva nas bri- ófitas é realizada célula a célula, sendo esse transporte bas- tante lento, o que limita o tamanho das briófitas. Sua reprodução compreende ciclos de vida hetero- mórficos, em que a fase gametofítica é dominante, diferen- temente do que acontece em todas as demais plantas. Isso significa que, quando observamos essas plantas no am- biente, estamos diante de gametófitos de vida livre (Figura 77). Ao contrário, os esporófitos são menores, dependentes nutricionalmente do gametófito e vivem pouco tempo, so- mente o necessário para produzir e dispersar os esporos em condições adequadas. Algumas espécies possuem gametófitos compostos por rizoides, filídios e caulídios (gametófitos folhosos), enquanto outras são talos prostrados nas quais não se distinguem essas estruturas (gametófitos talosos). Os esporófitos nunca são ramificados e apresentam diferentes graus de complexidade. Na maioria das briófitas, os esporófitos são estruturados 43Esporopolenina é uma substância presente na parede dos esporos e nos grãos de pólen, muito resistente à decomposição. A esporopolenina foi uma importante molécula na conquista do ambiente terrestre pelas plantas. Para as briófitas, representam a possibilidade de tolerar a exposição ao ambiente e ao ataque por microrganismos, garantindo a sobrevivência de seus descendentes. Figura 77 – Gametófito folhoso/musgo. Fonte: sandrobiologo.blogspot.com/2008_05_01_archive... 122 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. em pé, seta e cápsula (Figura 78). O pé permanece ligado à planta- mãe, promovendo a absorção de substâncias nutritivas e de água. O esporângio terminal, ou cápsula, se encontra sustentado pela seta e possui um envoltório externo protetor. No seu interior, encontram-se os esporos originados por meiose, a partir do tecido esporógeno. Como dito, o esporófito é a fase passageira do ciclo reprodutivo das briófitas e é dependente do gametófito, pois as células do esporó- fito não realizam fotossíntese, necessitando, portanto, retirar seus nu- trientes do gametófito, que é autótrofo. As briófitas ocorrem principalmente em ambientes terrestres úmidos, mas algumas espécies desenvolveram adaptações que per- mitem a ocupação dos mais variados tipos de ambientes, que podem ser aquáticos, terrestres, muito quentes ou muito frios (regiões polares). Não existem registros de briófitas nos ambientes marinhos, embora al- gumas espécies possam habitar regiões costeiras. Além da reprodução gamética e espórica, as briófitas são capazes de se reproduzir vegetativamente por: l Fragmentação - desenvolvimento de fragmentos do talo em outro indivíduo; l Gemas ou propágulos - estruturas diferenciadas produzidas em conceptá- culos, que são capazes de produzir novos indivíduos. Em resumo, todas as briófitas possuem: l Clorofila a e b; l Amido como substância de reserva; l Parede celular de celulose; l Cutícula; l Esporófito parcial ou completamente dependente do gametófito; l Reprodução oogâmica; l Ciclo de vida heteromórfico, diplobionte; l Caulídio, filídio e rizoide; l Esporófito não ramificado, com um único esporângio terminal; l Gametângios e esporângios envolvidos por camada de células estéreis; l Fecundação em presença de água; l Gametas masculinos flagelados; l Estômatos ou poros; l Geração gametofítica dominante; l Duas gerações durante parte do ciclo de vida. Figura 78 – Aspecto geral de um musgo; gametófito e esporófito. Fonte: www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/ reino-plan... 123Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 3. Classificação das briófitas A maioria dos autores dividem as briófitas em três grupos principais. Alguns de- les consideram a existência de três classes (Hepaticae, Anthocerotae e Musci), enquanto outros sugerem a existência de três filos, organizados segundo as características filogenéticas observadas no Quadro 8. Quadro 8 RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS DOS FILOS DE BRIÓFITAS FILO Hepatophyta Anthocerophyta Bryophyta Gametófitos Estrutura Talosos ou folhosos Talosos Folhosos Simetria Dorsiventral ou radial Dorsiventral Radial Rizóides Unicelulares Unicelulares Pluricelulares Cloroplastos por célula Vários Um Vários Protonema Reduzido Ausente Presente Anterídios e arquegônios Superficiais Imersos Superficiais Esporófitos Estrutura Pequeno e aclorofilado Grande e clorofilado Grande e clorofilado Crescimento Definido Contínuo Definido Seta Presente Ausente Presente Forma da cápsula Simples Alongada Diferenciada em opérculo e peristômio Maturação dos esporos Simultânea Gradual Simultânea Dispersão dos esporos Elatérios Pseudoelatérios Dentes do peristômio Columela Ausente Presente Presente Deiscência Longitudinal ou irregular Longitudinal Transversal Estômatos Ausente Presente Presente Fonte: Brito e Porto (2000). 3.1. Filo Hepatophyta As hepáticas são plantas características, encontradas em ambientes úmidos, cujos gametófitos podem ser folhosos ou talosos, constituindo um grupo de apro- ximadamente 6.000 espécies. Entre as hepáticas, estão incluídas as briófitas mais simples que conhecemos, e seus representantes podem possuir gametó- fito taloso, com simetria dorsiventral, havendo também representantes folhosos. 124 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. a) Hepáticas talosas São plantas organizadas em talos diferenciados em uma porção superior ou dorsal (fina e rica em clorofila) e outra inferior ou ventral (incolor e mais es- pessa) (Figura 79). Figura 79 – Seção transversal do gametófito de Marchantia sp., mostrando as cama- das superior e inferior, cloroplastos, escamas, rizoides, poros e câmaras aeríferas. Fonte: www.revistaciencias.com/publicaciones/EpZyFuF... Os gametófitos são responsáveis pela formação dos gametas, que po- dem se apresentar imersos no talo, como em Riccia e em Ricciocarpus, e, dessa forma os esporófitos resultantes da fecundação se desenvolverão den- trodo gametófito feminino (Figura 80 A e B). (A) (B) Figura 80 A - Corte de Ricciocarpus sp., mostrando seus esporófitos imersos; B – Ga- metófito de Ricciocarpus sp. Fonte: kentsimmons.uwinnipeg.ca/2152/lb7pg3.htm No caso de Marchantia sp., gênero bastante representativo entre as he- páticas talosas, os gametângios são produzidos em estruturas elevadas, de- nominadas gametóforos ou gametangióforos. Como resultado, os esporófitos são também elevados em relação ao gametófito (Figura 81). 125Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 81 – Arquegonióforos44; Corte mostrando os arquegônios em Marchantia sp. Fonte: kentsimmons.uwinnipeg.ca/2152/lb7pg3.htm Os esporófitos das hepáticas talosas constituem-se em um pé, uma seta curta e uma cápsula (Figura 82). Quando maduro, o esporângio contém esporos em seu interior que dividem o espaço com elatérios, estruturas sensíveis a mudanças de umidade e res- ponsáveis pela dispersão desses esporos. Hepáticas são capazes de se reproduzir assexuadamente por fragmentação ou pela formação de gemas (Figura 83). Para que possamos compreender o processo reprodutivo característico das hepáticas, tomaremos, como exemplo, o ciclo de vida de Marchantia sp. Podemos começar a explicar o ciclo reprodutivo a partir da liberação de esporos originários do esporófito, os quais germinam e produzem gametófitos femininos e masculinos. Os gametófitos masculinos produzem anteridióforos45, que irão sustentar anterídios cheios de anterozoides flagelados. Já os gametófitos femininos produzirão arquegoni- óforos portadores de arquegônios em sua base, os quais têm, como função, proteger a oosfera. Quando gotas de água caem sobre os gametóforos, anterozoides são transportados até as estruturas femininas. Nesse momento, os anterozoides chegam aos canais do colo dos arquegônios e nadam até suas oosferas, promoven- do a fecundação, que irá resultar em um zigoto que sofre- rá mitoses sucessivas e formará um esporófito jovem. Esse esporófito irá amadurecer, sofrer meiose e produzir esporos que serão novamente liberados com a ajuda dos elatérios, reiniciando o ciclo desses vegetais (Figura 84). 44Arquegonióforos são ga- metóforos femininos relacio- nados aos gametas femini- nos (arquegônios). 45Anteridióforos são gametó- foros que produzem e sus- tentam gametas masculinos (anterídios). Figura 82 – Esporófito de Marchantia sp. Fonte: kentsimmons.uwinnipeg.ca/2152/lb7pg3.htm Figura 83 – Corte transversal do talo com con- ceptáculo e seus propágulos. Fonte: kentsimmons.uwinnipeg.ca/2152/lb7pg3.htm 126 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 84 – Ciclo reprodutivo de Marchantia sp. Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/Marchantia_cyclus.png b) Hepáticas folhosas As hepáticas folhosas diferem das talosas, pois seus representantes apresen- tam arranjo corporal diferenciado (em filídios, caulídio e rizoide) se comparada aos observados nos musgos (Figura 85). Aqui também se observa a produção de um perianto, que é responsável pela proteção do arquegônio e do esporó- fito durante seu desenvolvimento. 127Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 85 – Gametófito e esporófito de uma hepática folhosa: Chiloscyphus polyanthos. Fonte: chestofbooks.com/reference/Encyclopedia-Brita... 3.2. Filo Anthocerophyta Os antóceros fazem parte de um pequeno filo de aproximadamente 300 espé- cies, distribuídas em 4 gêneros, entre os quais Anthoceros é o mais represen- tativo e abundante no Brasil. O filo Anthocerophyta é representado por plantas talosas, fixas ao subs- trato por rizoides unicelulares. Nessas plantas, anterídios e arquegônios se encontram imersos no tecido vegetativo. São facilmente reconhecidos pela sua coloração verde-escuro e por sua forma de pequenas rosetas. Suas célu- las possuem apenas um cloroplasto e apresentam pirenoides. É também importante salientar a existência de cavidades cheias da mu- cilagem no gametófito, no qual sobrevivem cianobactérias do gênero Nostoc ou Anabaena, responsáveis pelos tons azulados, características de antóceros. Os esporófitos são muito particulares e se constituem em estruturas alongadas e clorofiladas, as quais são possuidoras de células meristemáticas em sua base (Figura 86) que são responsáveis pelo crescimento indefinido e pela liberação constante de esporos. Além disso, possuem, em seu interior, uma columela, ao redor da qual estão dispostos esporos em diversos estágios de desenvolvimento, associados a pseudoelatérios, que facilitam sua disper- são através da abertura de fendas longitudinais (Figura 87). 128 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Figura 86 – Desenho de um antócero. Fonte: biodidac.bio.uottawa.ca/thumbnails/ filedet.ht... Figura 87 – Corte esquemático mos- trando a anatomia do esporófito de um antócero. Fonte: biodidac.bio.uottawa.ca/thumbnails/ catquery.h... 3.3. Filo Bryophyta Os representantes desse filo são gametófitos folhosos, normalmente eretos, fixos ao substrato por rizoides pluricelulares. Eles possuem vários cloroplastos por célula e desenvolvem protonema. Anterídios e arquegônios são superfi- ciais, localizados na porção terminal dos ramos, protegidos por filídios. Essas plantas variam em tamanho, algumas espécies podem ultrapassar 30 cm de comprimento, e podem habitar os mais diversos ambientes. Entre os musgos, o esporófito é bem visível, clorofilado, apresenta cápsu- la envolta por tecido multiestratificado, e, em seu interior, estão os esporos dis- postos ao redor de uma columela. A dispersão dos esporos acontece através da abertura do opérculo, auxiliada por movimentos higroscópicos do peristômio46. Aqui se encontram as briófitas popularmente conhecidas como mus- gos, que possuem características bem diferenciadas em relação às demais, com aproximadamente 14.000 espécies conhecidas, distribuídas em três classes principais: Sphagnidae, Andreaeidae e Bryidae. a) Sphagnidae Essa classe é representada principalmente pelo gênero Sphagnum, de mor- fologia e de anatomia bastante particulares, cujas espécies encontram-se dis- tribuídas por todo o planeta. Sphagnum é reconhecido por sua capacidade de absorção e de retenção de líquidos, sendo utilizado na horticultura pela propriedade de aumentar a acidez do solo, ou como biorremediadores. 46Peristômio é o conjunto de dentes dispostos ao redor da abertura da cápsula do esporófito, sensível a mudanças de umidade do ambiente e, por isso, responsáveis pela dispersão dos esporos. 129Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Os depósitos de Sphagnum47, conhecidos como turfeiras (Figura 88), são compostos por um material orgânico que é bastante utilizado como com- bustível, além de ser empregado na destilação do uísque escocês, para con- ferir seu aroma característico. Os gametófitos maduros não apresentam rizoides e têm coloração ver- de-clara, devido à presença de células mortas, capazes de armazenar água, em meio a células clorofiladas (Figura 89 e 90). Os esporófitos não possuem peristômio, sua seta é curta (pseudopódio) e o protonema é muito pequeno e simplificado, características bastante dife- rentes das observadas nos musgos verdadeiros (Figura 91). Figura 88 – Turfeira de Sphagnum - Ilha das Flo- res, Açores. Fonte: www.ambienteinsular.uac.pt/artigos1.htm Figura 89 – Imagem do gametófito de Sphagnum sp. Fonte: www.botany.ubc.ca/.../index.htm Figura 90 – Anatomia do filídio, com as células vivas verdes em meio a células mortas. Fonte: www1.fccj.org/dbyres/plants.htm Figura 91 – Esporófito de Sphagnum sp. Fonte: www.botany.ubc.ca/.../Sphagnum_sporophyte.html 47Devido a sua elevada capacidade de absorção, Sphagnum pode ser utilizado como biorremediador emderramamentos de petróleo. 130 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. b) Andreaeidae Compreende plantas de coloração marrom, verde escura ou avermelhada, que ocorrem sobre rochas graníticas, que, por esse motivo, são conhecidas como musgos-de-granito. Seus gametófitos também não possuem rizoides, e o protonema é pouco comum (Figura 92). Os esporófitos (Figura 93) possuem cápsulas com fendas transversais, que, ao secar, liberam os esporos por grandes distâncias, mecanismo não observado em nenhum outro musgo. Figura 92 – Imagem de Andreaea rothii, espécie de musgo de granito. Fonte: www.una.edu/faculty/pgdavison/Andreaeidae.htm Figura 93 – Esporófito de Andre- aeidae com suas fendas abertas para liberação de esporos. Fonte: www.botany.ubc.ca/bryophyte/LAB6b.htm c). Bryidae As plantas consideradas nessa classe são conhecidas como musgos verdadeiros (Figura 94) e se constituem em gametófitos folhosos eretos ou pendentes, os quais se de- senvolvem a partir de protonemas característicos. O tamanho dos indivíduos pode variar bastante, mas todos apresentam rizoides pluricelulares, filídios e caulídio, que, muitas vezes, pode apresentar certo grau de espe- cialização, revelado pela presença de células conhecidas como hidroides e leptoides, que promovem a condução de água e de substâncias orgânicas, respectivamente. Figura 94 – Morfologia típica de um musgo ver- dadeiro representada pela espécie Polytrichum formosum. Fonte: www.meemelink.com/prints%20pages/prints.musci.htm 131Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Reprodução A reprodução se dá por meio da alternância de gerações (Figura 95), da se- guinte maneira: 1. Os esporos são liberados de uma cápsula que se abre quando o opérculo cai e germinam uma estrutura filamentosa verde, o protonema; 2. O protonema desenvolve gemas que originam novos gametófitos folhosos; 3. Nos ramos dos gametófitos masculinos, são produzidos anterídios; en- quanto nas plantas femininas, desenvolvem-se arquegônios; 4. Quando gotas de água atingem os ramos sexualmente maduros, antero- zoides são transferidos aos ramos femininos e nadam até a oosfera para que aconteça a fecundação; 5. O zigoto produzido se desenvolve e se transforma em um esporófito, com- posto por cápsula, seta e pé, dependente nutricionalmente da planta mãe; 6. O esporófito produz esporos por meiose, que após liberados, germinam novos protonemas. Figura 95 – Ciclo de vida de um musgo verdadeiro. Fonte:http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/5biologia/1ciclobrio.jpg Síntese da Capítulo As plantas terrestres parecem ser derivadas de algas verdes ancestrais devi- do a uma série de características morfológicas e bioquímicas compartilhadas entre esses dois grupos. Na verdade, acredita-se que as primeiras plantas ter- 132 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. restres devem ter sido muito semelhantes às briófitas que habitam atualmente o nosso planeta, porém o registro fóssil é muito escasso para esses vegetais que não possuem lignina em sua constituição. As briófitas são pequenas e não possuem sistema condutor como o que ocorre em plantas vasculares, e, além disso, a fase dominante do ciclo repro- dutivo é a gametofítica. Essas características fazem com que essas plantas sejam únicas entre as demais. Diferentemente do que se observa nas algas, briófitas produzem estruturas reprodutivas que protegem seus gametas, denominadas anterídios e arquegô- nios. Seus embriões realizam sua nutrição a partir da planta-mãe, e seus esporos são revestidos por uma substância resistente denominada esporopolenina. Entre as briófitas, distinguem-se três grupos. As plantas mais simples de todas estão inseridas no filo Hepatophyta. O filo Antocerophyta é o menor em número de espécies, e o filo Bryophyta compreende o maior número de representantes, entre os quais se encontram os musgos verdadeiros. As briófitas encontram-se geograficamente bem distribuídas e apresen- tam importância ecológica relacionada aos depósitos de turfa que ocorrem em várias regiões do planeta. Atividades de avaliação 1. Enumere as características compartilhadas entre briófitas e: l Algas verdes l Plantas vasculares 2. Se alguém lhe perguntasse como identificar uma briófita, qual seria sua resposta técnica? 3. Através da listagem das características morfológicas principais, diferencie: l Hepáticas talosas e antóceros l Hepáticas folhosas e musgos 4. Esquematize o ciclo reprodutivo de hepáticas, antóceros e musgos. Ago- ra, identifique as semelhanças existentes e liste as particularidades dos ciclos de vida de cada grupo. 5. Qual a relação existente entre os antóceros e o gênero Nostoc sp.? 6. Elabore uma tabela que contenha as principais características das Clas- ses Sphagnidae, Andreaeidae e Bryidae. 133Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 7. Existem turfas nas regiões tropicais? Em caso afirmativo, realize uma pes- quisa e liste algumas turfeiras existentes no mundo. Feito isso, discorra acerca da sua importância ecológica. 8. Se os musgos verdadeiros, pertencentes à Classe Bryidae, possuem célu- las especializadas na condução de água e de substâncias orgânicas, por que são considerados vegetais avasculares? 9. “Os musgos compreendem somente plantas eretas, não existindo formas epífitas.” Essa afirmativa é verdadeira ou falsa? Justifique sua resposta. 10. Construa um minidicionário definindo os termos abaixo: l Elatério l Perístoma l Protonema l Conceptáculo l Matrotrofia l Placenta l Esporopolenina l Arquegônios l Anteridióforos 11. Pesquise um artigo científico sobre a utilização das briófitas como bio- indicadores. Após realizar a leitura do texto escolhido, faça uma análise crítica, anotando os pontos fracos e fortes identificados. 12. Associe as colunas a seguir relacionando hepáticas, musgos e antóceros às briófitas às suas características particulares: BRIÓFITAS CARACTERÍSTICAS ( 1 ) Hepáticas ( 2 ) Antóceros ( 3 ) Musgos ( ) Apresentam gametófitos folhosos e talosos ( ) Somente gametófitos folhosos ( ) Presença de conceptáculos ( ) Somente gametófitos talosos ( ) Esporófitos não possuem estômatos ( ) Filo mais representativo das briófitas ( ) Engloba o gênero Polytrichum ( ) Podem estabelecer relações de simbiose com cianobactérias do gênero Nostoc. 134 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Texto complementar Texto 1: Como é a fabricação de whisky O whisky é produzido em 4 etapas: maltagem, mahing, fermentação e destilação. Dizem os especialistas em bebidas que o bom whisky não dá dor de cabeça, aquela dorzinha no outro dia que chamam de ressaca. A boa bebida é feita seguindo rigo- rosamente os padrões de qualidade e as etapas pré-estabelecidas, usando a melhor matéria-prima. Na produção do whisky escocês, quando feito a partir da cevada maltada, as suas sementes são germinadas para que as enzimas possam preparar o amido presente para a sua conversão em açúcar. Depois, as sementes são enxutas para que a germi- nação se interrompa. Antes da germinação, a cevada é misturada e peneirada para re- mover os corpos estranhos. Posteriormente, é submersa em tanques especiais duran- te dois ou três dias e espalhada numa ampla área para que se dê início à germinação. Esta demora varia de 8 a 12 dias, dependendo da região, e pode ser interrompi- da quando as sementes germinadas alcançam o tamanho de uma polegada. O mal- te verde é posteriormente seco em estufas ou com fornos aquecidos com turfa (os chamados kilns) de forma célere. A qualidade e as características do whisky escocês dependem da turfa utilizada, uma vez que ela concede ao whisky um sabor especial. A históriacompleta e os modelos de alambiques estão no site Copper-alembic.com. Fonte: www.arteblog.net/.../como-e-a-fabricacao-de-whisky/ Texto 2: Descongelamento da turfa Ártica aumenta a emissão de óxido nitroso, N2O O óxido nitroso, N2O, conhecido como gás do riso e utilizado, em alguns países, como anestésico, é um poderoso gás com efeito estufa. O descongelamento do Ártico está aumentando a sua emissão. Até recentemente, a maior parte das emissões de N2O era originada das flores- tas tropicais e da agricultura intensiva, mas a sua quantidade atmosférica não era suficiente para agregar valor ao aquecimento global. Mas isto pode estar mudando. Pesquisadores da University of Kuopio, Finlândia, mediram a sua emissão a partir da turfa na Rússia. Estes solos ocupam 20% de toda área do Ártico e já eram considera- dos sensíveis para o aquecimento global, pelo seu potencial de emissão de metano. De acordo com a pesquisa “Large N2O emissions from cryoturbated peat soil in tundra”, publicada na revista Nature Geoscience, durante o período sem neve, foi identificado que a emissão da turfa foi de 1.2 gramas/m2 de N2O, equivalente à emis- são por m2 das florestas tropicais em um ano. O N2O é pouco representativo entre os gases estufa, comparado com o CO2 e com o metano, mas é muito mais persistente. Em termos de potencial de aquecimento, o metano, um gás estufa 20 vezes mais potente que o CO2, persiste na atmosfera por 10 anos, enquanto que o óxido nitroso persiste por 110 anos. Em termos comparativos de potencial de aquecimento, o óxido nitroso é um gás estufa 310 vezes mais potente que o CO2. O aquecimento global, que está degelando o permafrost e, com isto, aumentando a emissão de metano, também está aumentando a emissão de N2O, pelo desconge- lamento da turfa. 135Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Estes são perigosos indicativos do que os cientistas chamam de “processo de reali- mentação do aquecimento”. Isto é, o aquecimento está contribuindo para que surjam novos fatores de emissão de estoques de gases estufa, que, por sua vez, aceleram o aquecimento global. Pesquisa anterior já havia destacado o risco do descongelamen- to das turfeiras árticas. Fonte: www.ecodebate.com.br/.../descongelamento-da-turfa-artica-aumenta-a-emissao-de-oxido- nitroso-n2o/ Texto 3: Até turfa brasileira interessa aos estrangeiros Em nota publicada no blog Mundo Agro da Exame, Fabiane Stefano comenta o in- teresse de investidores estrangeiros pela nossa turfa. Confesso que nem sabia que existia turfa no Brasil, apenas em países frios. Segue, abaixo, a nota completa: Fome de turfa O apetite dos fundos estrangeiros pelo agronegócio brasileiro parece não ter limites. Não são apenas as usinas de cana-de-açúcar que chamam a atenção dos investidores de fora do país. Essa turma de endinheirados está à procura de empreendimentos em infraestrutura, serviços e tecnologia para o setor agro. Recentemente, conversei com o consultor em agronegócios Marcos Françóia, que me contou sobre o interesse de um fundo estrangeiro em investir um dinheirão em um negócio com turfa. �Turfa? Não seria trufa de chocolate?�– pensei. Não! Descobri que a turfa é um composto vegetal, rico em ácidos orgânicos. Na natureza, a turfa é uma espécie de solo fossilizado que, em última instância, transformar-se-ia em petróleo daqui a 10 milhões de anos. Na agricultura, o composto orgânico é usado como condicionador de solo, produto que aumenta a eficiência da aplicação de fertilizantes e de defensivos. Consequentemente, ele gera uma economia de cerca de 15% com insumos agríco- las, além de vantagens ambientais, como a ausência de resíduos no solo. Ainda pouco conhecido no Brasil (na Europa é bem mais comum), o produto tem despertado a co- biça dos investidores por dois motivos: as altas margens de lucros das empresas que processam a turfa e as grandes reservas brasileiras do composto, que ficam principal- mente no Rio Grande do Sul, Santa Catarina e São Paulo. Já há investidores, por exem- plo, interessados em comprar terras que tenham turfa no subsolo. Parece promissor... Fonte: agribizz.blogspot.com/.../at-turfa-brasileira-interessa-aos.html @ http://www.unisanta.br/briofitas/capa.htm http://www.perspective.com/nature/plantae/bryophytes.html http://www.briolat.org/briofitas/index.htm http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=1250 136 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Referências BALBACH, M.; BLISS, L. C. A laboratory manual for botany. 7. ed. Orlando: Saunders College Publishing, 1991. 413 p. BOLD, H. C. O reino vegetal. Tradução por Antonio Lamberti. São Paulo: Edgard Blucher, 1988. 189 p. BRITO, A. E. R. M.; PORTO, K. C. Guia de estudos de briófitas: briófitas do Ceará. Fortaleza: EUFC, 2000. 68 p. LUGHADHA, E. N. Mudanças recentes e propostas na nomenclatura botâni- ca: implicações para a botânica sistemática no Brasil. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 22, n. 2 (suplemento), p. 231-235, out. 1999. OLIVEIRA, E. C. Introdução à biologia vegetal. 2. ed. São Paulo: Edusp, 2003. 266 p. PAULA, E. J. de; PLASTINO, E. M.; BERCHEZ, F. A. S.; OLIVEIRA, M. C.; Morfologia e taxonomia de criptógamas. São Paulo: USP, 1999. v. 4, 49 p. (Apostila). RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. Tradução Jane Elizabeth Kraus et al. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. 830 p. SCHULTZ, A. Introdução à botânica sistemática. 6. ed. Porto Alegre: Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1990. v. 1, 294 p. SMITH, G. M. Botânica criptogâmica: briófitos e pteridófitos. Tradução Car- los das Neves Tavares. 4. ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 1987. v. 2, 387 p. CapítuloCapítulo 5 Pteridófitas 139Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Objetivos l Apresentar características que distinguem pteridófitas das demais plan- tas terrestres. l Identificar características particulares dos diversos grupos de pteridófitas. l Compreender aspectos gerais relacionados à morfologia e à reprodução nas plantas vasculares sem sementes. l Diferenciar os diferentes filos de pteridófitas. l Compreender os aspectos econômicos e ecológicos relacionados ao grupo. 1. Pteridófitas x Briófitas Você já deve ter visto diversas samambaias cultivadas em cestas ou mesmo nos jardins de muitas casas, sempre utilizadas devido ao seu valor ornamental, pois se constituem em elementos interessantes para a composição da paisagem. Essas plantas são criptógamas, conhecidas como pteridófitas (Figura 96), e compreendem características particulares que as diferenciam das brió- fitas, como a presença de tecidos vasculares com células lignificadas; a alter- nância de gerações, em que o esporófito representa a fase dominante do ciclo de vida; e o gametófito reduzido, cuja permanência no ambiente é efêmera. Figura 96 – Exemplos de esporófitos que ocorrem em pteridófitas. Fonte: www.brasilescola.com/biologia/pteridofitas.htm 140 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. As pteridófitas compartilham algumas características ancestrais com as algas verdes, como a presença de clorofila a e b, pigmentos acessórios do grupo dos carotenoides; amido; celulose presente na parede de suas células; e gametas flagelados. Porém, apesar dessas semelhanças, apresentam uma organização corporal muito mais complexa quando comparadas às algas ou às briófitas. A origem dessas plantas tem sido bastante discutida, mas o certo é que o aparecimento de um sistema condutor eficiente possibilitou a coloniza- ção do ambiente terrestre de forma mais ampla, uma vez que o problema da distribuição de água e de alimento nessas plantas estava solucionado. Além disso, a presença de lignina nos tecidos vegetais possibilitou que as plantas crescessemum pouco mais, sem tombar, pois, ao conferir rigidez aos tecidos dos esporófitos, acabaram por garantir sua sustentação. Além da capacidade de atingir maior porte em relação às briófitas, as pte- ridófitas foram capazes de produzir esporófitos ramificados (Figura 97) e, des- sa forma, conseguiram ampliar o número de esporos viáveis para a dispersão dessas plantas, o que justifica sua maior representatividade no meio ambiente. Figura 97 – Imagem de uma pteridófita com agrupamentos de esporângios localiza- dos na face inferior da folha. Fonte: grupo1biologia.zip.net/ Da mesma forma que as briófitas e ao contrário das espermatófitas48, as pte- ridófitas não produzem flores nem sementes, e toda a sua reprodução está relacio- nada à produção de esporos, que se agrupam em estruturas especiais, bem como de gametas, protegidos por anterídios e arquegônios bastante característicos. Os vegetais que pertencem a esse grupo também são dependentes da água para sua reprodução, e, na maioria das vezes, ocorrem em ambientes úmidos e sombreados, mas isso não significa que não possam ser encontra- das em regiões mais quentes como o semiárido nordestino. Na caatinga, por exemplo, ocorre muito frequentemente a espécie Selaginella convoluta. 48O termo espermatófita se refere às plantas que produzem sementes, representadas atualmente pelas gimnospermas e pelas angiospermas. Hoje se sabe que existiram samambaias com sementes que dominaram as florestas do Paleozoico. 141Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 2. Organização das plantas vasculares Embora existisse grande diversidade de formas vivas sobrevivendo nos am- bientes aquáticos, o ambiente terrestre permaneceu inabitado durante milhões de anos, pois, somente quando algu- mas plantas desenvolveram estruturas adequadas a essa nova realidade, elas foram capazes de permanecer no am- biente terrestre. Estudos revelam que a conquista do meio terrestre está for- temente associada à relação existente entre fungos e plantas. Os primeiros fósseis de plantas vasculares datam do Período Devo- niano (Era Paleozoica), mas existem evidências de plantas vasculares em um período anterior (Siluriano), repre- sentadas por esporos ou por partes de tecidos fossilizados. Na verdade, as primeiras plantas (Figura 98) eram bastante diferentes das atuais, pois os seus esporófitos eram eixos verdes e ramificados, não diferenciados em folhas ou em raízes. Ao longo do processo evolutivo, diversas adaptações foram surgindo e as plantas final- mente assumiram a organização corporal observada entre as espécies vege- tais vascularizadas, que possuem raízes, caules e folhas, como órgãos distintos com funções específicas. Nesses vegetais, as raízes são responsáveis pela fixação e pela absorção de nutrientes e formam o sistema radicular. Caule, ramos e folhas compreen- dem o sistema caulinar cujos padrões de ramificação intensificam a captação da energia luminosa pelas plantas (Figura 99). Se existem os sistemas radicular e caulinar, há também um sistema condutor que interliga todas as par- tes da planta e que realiza o transporte de água, de nu- trientes e de matéria orgânica, representado pelo xilema e pelo floema. Porém esses vasos não poderiam ficar soltos no interior da planta e, por isso, encontram-se in- Figura 98 – Organização de uma plan- ta vascular. Fonte: lena.borralho.googlepages.com/fotossin- tese2.htm Figura 99 – Corte transversal de raiz em cres- cimento primário. Fonte: http://www.cb.ufrn.br/atlasvirtual/Imagens/Raiz%20 prim%E1ria.png 142 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. seridos em meio a um sistema fundamental, constituído de células de preenchi- mento, denominado córtex. Entre as plantas vasculares, existem diversos tipos de cilindro vascular que podem ser protostélicos (quando possuem a parte central sólida preen- chida por xilema) ou sifonostélicos e eustélicos (quando possuem o cilindro central preenchido por parênquima medular). O grau de lignificação dos te- cidos do caule é pequeno. O primeiro tipo pode ser encontrado em caules de plantas sem sementes extintas, enquanto que a maioria das pteridófitas apresenta organização do caule do tipo sifonostélica. As folhas também podem ser classificadas quanto ao padrão de dis- tribuição dos vasos. Em algumas folhas, os feixes vasculares, que saem do caule e se transformam em nervura foliar, não apresentam lacunas no cilin- dro vascular e são denominadas microfilos49. Em outros casos, observam-se folhas cujos feixes vasculares que formam a nervura foliar encontram-se as- sociadas a lacunas preenchidas por parênquima. Nesse caso, as folhas são denominadas megáfilos50. Com relação à produção de esporos, a maioria das pteridófitas é ho- mosporada51, enquanto que as plantas com sementes são heterosporadas52. Durante muito tempo, as criptógamas vasculares foram consideradas por muitos autores, como pertencentes a uma única divisão (Pteridophyta) mas, que devido à diversidade de características morfológicas, anatômicas e reprodutivas existentes entre as plantas consideradas como pteridófitas, en- contram-se divididas em três filos extintos – Rhyniophyta, Zosterophyllophyta e Trimerophyta – e dois atuais – Lycopodiophyta e Pterophyta. 3. Filos Extintos 3.1. Filo Rhyniophyta Esse grupo compreende as primeiras plantas vasculares conhecidas, datadas do Período Siluriano, que se extin- guiram no Devoniano. O registro fóssil revela que essas plantas eram homosporadas, organizadas em eixos dico- tômicos53, não diferenciados em raízes, caules ou folhas, e que sustentavam esporângios terminais. Como exemplo, e podemos citar o gênero Rhynia (Figura 100), que prova- velmente habitou ambientes brejosos e que era organiza- do em uma porção aérea ligada a um rizoma subterrâneo que possuía rizoides. 49Micrófilos são normalmente menores e não apresentam nervuras ramificadas, ocorrem principalmente em Licophyta. 50Megáfilos podem assumir tamanhos bem maiores e nervuras ramificadas. São folhas típicas de samambaias e de plantas com sementes. 51Plantas homosporadas São vegetais que produzem um só tipo de esporo que, ao germinar, irá dar origem a um gametófito bissexuado, capaz de produzir gametas femininos e masculinos. 52Plantas heterosporadas têm dois tipos de esporos, designados micrósporos, que são gametófitos masculinos produtores de anterozoides e megásporos, que são gametófitos femininos produtores de oosferas. 3.2. Filo Zosterophyllophyta Essas plantas habitaram a Terra durante o Período Devo- niano e, assim como as plantas consideradas anteriormen- te, não apresentavam folhas. Seus caules aéreos eram ramificados dicotomicamente, possuíam cutícula em toda sua extensão e estômatos localizados na porção superior. Essas plantas provavelmente habitavam ambientes lamo- sos e apresentavam ramos que se comportavam como raízes que cresciam para o interior do solo. Os esporân- gios, por sua vez, eram produzidos em ramos laterais, que produziam apenas um tipo de esporo. Como exemplo da descrição, temos o gênero Zosterophyllum sp. (Figura 101). 3.3. Filo Trimerophyta As plantas incluídas aqui eram as maiores e mais complexas plantas do Devoniano, e, embora fossem mais organizadas estruturalmente, ain- da não apresentavam folhas. Apresentavam um padrão de ramificação mais elaborado, já que um ramo principal se subdividia em ramos late- rais, que, por sua, vez também se ramificavam. Aqui também as plantas encontravam-se organizadas em ramos vegetativos em meio a ramos portadores de esporângios alongados. O sistema vascular era mais de- senvolvido que o presente nas demais plantas existentes e, dessa for- ma, podiam assumir maiores dimensões (Figura 102). 4.Filos atuais 4.1. Filo Lycopodiophyta As plantasconhecidas como licopodíneas ou licófitas possuem, como características principais, esporângios agrupados em estruturas deno- minadas estróbilos, que podem ser homosporadas ou heterosporadas; produzem gametófito cilíndrico clorofilado; e suas folhas são microfilos dispostos espiraladamente ao redor do caule. O filo inclui apenas cinco gêneros atuais, dentre os quais detalha- remos Lycopodium e Selaginella, amplamente distribuídos em ambien- tes temperados e tropicais. a) Lycopodium Gênero representado por plantas compostas por eixos alongados que partem de um rizoma associado a raízes. O caule dessas plantas é protostélico e ro- deado por microfilos dispostos em espiral, e seus esporângios podem se de- Figura 101 – Morfologia de Zosterophyllum sp. Fonte: www-esd.lbl.gov/.../BioGeoChem/Einfuhrung.htm 53Eixos dicotômicos são resultantes da divisão ou da bifurcação de um caule em dois ramos. Figura 100 – Rhynia sp. uma das mais simplifica- das plantas vasculares conhecidas. Fonte: comenius.susqu.edu/.../RHYNIOPHYTA.htm 143Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas 3.2. Filo Zosterophyllophyta Essas plantas habitaram a Terra durante o Período Devo- niano e, assim como as plantas consideradas anteriormen- te, não apresentavam folhas. Seus caules aéreos eram ramificados dicotomicamente, possuíam cutícula em toda sua extensão e estômatos localizados na porção superior. Essas plantas provavelmente habitavam ambientes lamo- sos e apresentavam ramos que se comportavam como raízes que cresciam para o interior do solo. Os esporân- gios, por sua vez, eram produzidos em ramos laterais, que produziam apenas um tipo de esporo. Como exemplo da descrição, temos o gênero Zosterophyllum sp. (Figura 101). 3.3. Filo Trimerophyta As plantas incluídas aqui eram as maiores e mais complexas plantas do Devoniano, e, embora fossem mais organizadas estruturalmente, ain- da não apresentavam folhas. Apresentavam um padrão de ramificação mais elaborado, já que um ramo principal se subdividia em ramos late- rais, que, por sua, vez também se ramificavam. Aqui também as plantas encontravam-se organizadas em ramos vegetativos em meio a ramos portadores de esporângios alongados. O sistema vascular era mais de- senvolvido que o presente nas demais plantas existentes e, dessa for- ma, podiam assumir maiores dimensões (Figura 102). 4.Filos atuais 4.1. Filo Lycopodiophyta As plantas conhecidas como licopodíneas ou licófitas possuem, como características principais, esporângios agrupados em estruturas deno- minadas estróbilos, que podem ser homosporadas ou heterosporadas; produzem gametófito cilíndrico clorofilado; e suas folhas são microfilos dispostos espiraladamente ao redor do caule. O filo inclui apenas cinco gêneros atuais, dentre os quais detalha- remos Lycopodium e Selaginella, amplamente distribuídos em ambien- tes temperados e tropicais. a) Lycopodium Gênero representado por plantas compostas por eixos alongados que partem de um rizoma associado a raízes. O caule dessas plantas é protostélico e ro- deado por microfilos dispostos em espiral, e seus esporângios podem se de- Figura 101 – Morfologia de Zosterophyllum sp. Fonte: www-esd.lbl.gov/.../BioGeoChem/Einfuhrung.htm 53Eixos dicotômicos são resultantes da divisão ou da bifurcação de um caule em dois ramos. Figura 102 – Representante do Filo Trimerophyta, plantas mais desen- volvidas que viveram no Período Devoniano. Fonte: comenius.susqu.edu/.../trimerophyto- phyta.htm 144 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. senvolver na base de folhas especializadas, denominadas esporófilos54, ou em ramos especiais, denominados estróbilos (Figura 103). A reprodução acontece quando esporos dão origem a gametó- fitos, que podem ser clorofilados bissexuados ou estruturas subterrâ- neas associadas a micorrizas. Arquegônios e anterídios podem levar até 15 anos para atingir sua maturidade. Nesse momento, os anterozoi- des nadam até a oosfera presente em outro gametófito, onde ocorre a fecundação. O zigoto produzido cresce no ventre do arquegônio e se transforma em um esporófito jovem que irá se tornar independente da planta-mãe. O tecido esporógeno do esporângio sofre meiose e produz esporos que irão dar continuidade ao processo reprodutivo (Figura 104). Este gênero é cosmopolita55 e compreende o maior número de espécies do filo. Algumas espécies são características de ambientes úmidos, enquanto outras podem sobreviver em regiões desérticas, tor- nando-se dormentes durante os períodos adversos. O tamanho dessas plantas é bastante variável, e algumas espé- cies epífitas podem atingir 20 metros, enquanto outras não chegam a ser maiores que alguns musgos. Os esporófitos de Selaginella (Figura 105) são herbáceos, com folhas (mi- crofilos) associadas a uma estrutura denominada lígula. Do caule prostrado par- tem raízes adventícias organizadas em tufos. Caule e raízes são protostélicos. Figura 104 – Ciclo reprodutivo de Licopodiophyta. Fonte:http://www.botany.hawaii.edu/faculty/webb/bot311/bot311-00/LycoRepro/LycopodiumLCycleBIODLab.jpg 54Esporófilos são folhas que protegem os esporos. 55Dizemos que uma espécie é cosmopolita quando se encontra amplamente distribuída nas mais diversas regiões do planeta. Figura 103 – Lycopodium sp. com microfilos e estróbilos terminais. Fonte: comenius.susqu.edu/bi/.../LYCOPO- DOPHYTA/default.htm 145Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 105 – Imagem de Selaginella crescendo sobre um barranco. Fonte: www.nybg.org/.../pages/Selaginella_novae.htm Quanto à reprodução, as espécies pertencentes a esse gênero são hete- rosporadas, e, dessa forma, microsporângios e megasporângios (Figura 106), estruturas produtoras de esporos masculinos e femininos, respectivamente, en- contram-se organizados em estróbilos localizados nas extremidades dos ramos. ^ ^ Figura 106 – Seção de um estróbilo mostrando microsporângios e micrósporos; me- gasporângios e megásporos. Fonte: www.naturenotes.org/.../phylum_pteridophyta.htm Durante o ciclo de vida, micrósporos e megásporos localizados em um mesmo estróbilo são liberados. Cada micrósporo irá germinar um microgame- tófito, e cada megásporo dará origem a um megagametófito. Aqui se observa 146 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. uma particularidade, pois o gametófito feminino começa a se desenvolver pro- tegido pelo envoltório do esporo feminino. Os anterozoides produzidos nadam até o gametófito feminino, que contém arquegônios com suas oosferas, e pro- movem a fecundação. O embrião jovem formado permanece no interior do arquegônio e começa a se desenvolver até projetar para fora do megásporo suas primeiras folhas sustentadas por um caule que projeta também uma raiz. Pronto! Está formado um novo esperófito que irá crescer e se transformar em uma planta adulta, capaz de produzir novos micrósporos e megásporos, por meiose, em seus estróbilos localizados na ponta dos ramos de Selaginella. 4.2. Filo Pteridophyta Durante muito tempo, o filo Pteridophyta foi reconhecido como o grupo das samambaias verdadeiras, mas estudos moleculares recentes demonstraram que outras plantas encontram-se relacionadas evolutivamente às samam- baias e, portanto, foram inseridas, mesmo sob maiores investigações, dentro deste filo. É o caso das psilotófitas e das cavalinhas. a) As samambaias São plantas bem-sucedidas na competição pela sobrevivência e, por esse motivo, são muito bem representadas atualmente por plantas bastante valori- zadas comercialmente. Aqui devemos fazer algumas considerações sobre a origem dos espo- ros nessas plantas, pois tal característica representa importante ferramenta para a compreensão das relações evolutivas do grupo. Samambaias podem ser leptosporangiadasou eusporangiadas, e es- ses nomes complicados apenas dizem respeito ao desenvolvimento de espo- ros nessas plantas. Os eusporângios (Figura 107 A) se originam de um grupo de células localizadas na superfície inferior da folha, as quais sofrem divisões sucessivas e formam um esporângio curto. Já os leptosporângios, tipos mais frequentes, originam-se a partir de uma única célula, que se divide para produzir um pe- dicelo e uma cápsula ao final do processo. Após uma série de divisões que ocorrem durante um processo bastante complexo, forma-se um esporângio pedicelado, com uma cápsula cheia de esporos protegidos por um anel celu- lar denominado ânulo. Esse sistema funciona como uma catapulta que lança os esporos no ambiente de maneira bastante eficiente quando o estômio se rompe (Figura 107 B). 147Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas (A) (B) Figura 107 – Esquema de desenvolvimento de eusporângios e leptosporângios. Fonte: www.biologie.uni-hamburg.de/.../helechos.htm b) Classificação Ordem Psilotales Psilotum sp. (Figura 108) é um gênero que se assemelha morfologicamente às plantas primitivas. É considerado muito simples devido a seus esporófitos ramificados e por serem portadores de pequenas escamas. Apresentam uma porção subterrânea semelhante a raízes ou a rizomas56 associados a raízes adventícias delicadas. São plantas homosporadas e seus esporos são produ- zidos em agrupamentos laterais. Figura 108 – Esporófito de Psilotum sp. com suas escamas e esporângios laterais. Fonte: uk.wikipedia.org/wiki/Псилотові Ordem Equisetales Como representante da ordem Equisetales, o gênero Equisetum sp. é bem ca- racterístico por apresentar hábito articulado e textura áspera. As espécies perte- centes a esse gênero são bem distribuídas em ambientes úmidos ou alagados. 56Rizoma é um caule modificado em forma de raiz, rico em reservas energéticas para a planta. São levemente cilíndricos e apresentam crescimento horizontal, paralelo ao solo, superficial ou subterrâneo. Possuem gemas ao longo de sua extensão, de onde brotam os ramos e as raízes. 148 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. As cavalinhas, como são conhecidas, são plantas verticiladas, dota- das de folhas diminutas que saem de nós. Têm rizoma subterrâneo, do qual partem raízes adventícias. Essas plantas homosporadas possuem as regiões estriadas localizadas entre os nós, devido a depósitos de sílica nas células da epiderme. Seus esporos se encontram sustentados por estruturas em forma de guarda-chuva, denominadas esporangióforos (Figuras 109 e 110), inseri- dos em estróbilos terminais. Figura 109 – Espécie de Equisetum sp. com seus ramos férteis e vegetativos, rizoma e raízes. Fonte: cavehill.uwi.edu/FPAS/bcs/bl14apl/pter3.htm Figura 110 – Corte de um estróbilo de Equisetum mostrando esporangióforos, espo- rângios e esporos. Fonte: www.stolaf.edu/people/ceumb/bio252/bio252.html 149Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Os esporos se encontram envolvidos por elatérios (Figura 111), que, quando o ambiente fica seco, desenrolam-se auxiliando na sua dispersão (processo muito parecido com o que acontece nas hepáticas, lembra?) Figura 111 – Esporos de Equisetum enrolados por elatérios. Fonte: botit.botany.wisc.edu/.../Equisetum/Equisetum/ Ordem Ophioglossales As plantas incluídas nessa ordem são representadas por apenas três gêneros, com aproximadamente 80 espécies. Dois deles, Botrychium (Figura 112) e Ophioglossum57 (Figuras 113 e 114), são bastante comuns em regiões tropicais e temperadas. São consideradas as pteri- dófitas mais primitivas viventes nos dias atuais, caracterizadas por serem homos- poradas e eusporangiadas. Nos dois gêneros citados, desenvolve-se apenas uma folha a cada ano, que parte de um rizoma. Essas folhas são divididas em uma porção vegetativa e outra reprodu- tiva, sendo compostas em Botrychium e simples em Ophioglossum. Seus game- tófitos compreendem estruturas subterrâ- neas associadas a fungos. Essas plantas são muito diferentes quanto à morfologia externa e interna de seus esporófitos e gametófitos e, por isso, devem ter divergi- do cedo das demais pteridófitas. Figura 112 – Morfologia do esporófito de Botrychium sp. Fonte: www.commons.wikimedia.org/wiki/ File:Botrychium_lu... 57Por que a espécie Ophioglossum reticulatum apresenta o maior número de cromossomos encontrado na natureza (1.260 cromossomos) se seus esporófitos possuem morfologia extremamente simplificada? 150 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Ordem Filicales Encontram-se aqui todas as samambaias mais familiares, que compreendem cerca de 10.000 espécies. Habitam diversos ambientes, sendo mais comuns em regiões tropicais, porém podem ser encontradas em regiões temperadas graças aos rizomas suculentos que persistem durante o inverno. Todas as samambaias são vascularizadas e, portanto, possuem folhas e raízes verdadeiras. Na maioria das espécies, as folhas são macrofilos bas- tante vascularizados, e essas plantas assumem os maiores tamanhos entre as criptógamas vasculares. Nessas plantas, as folhas são denominadas frondes, as quais podem ser simples ou pinadas, com seus folíolos ligados entre si pela nervura central da folha (ráquis). Dizemos que a folha é pinatisecta quando as divisões chegam até a ráquis, enquanto que, se as divisões forem incompletas, a folha é denominada pinatifida. Folhas repetidamente subdivididas recebem a denominação de bi- pinadas, tripinadas etc., podendo ser classificadas, por exemplo, em bipinatifi- das ou bipinatisectas, em função do tipo de divisão apresentado. O padrão de nervação das folhas é bastante importante para a classificação taxonômica. As folhas jovens são enroladas e a face superior se desenrola mais ra- pidamente que a inferior, o que determina a formação de uma estrutura carac- Figura 113 – Ophioglossum sp. Fonte: www.alabamaplants.com/Ferns/Ophioglossum_crot... Figura 114 – Esporófito de Ophioglossum sp. Fonte: www.zum.de/stueber/lindman/ 151Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas terística denominada báculo. A esse tipo de desenvolvimento foliar chamamos vernação circinada. O caule dessas plantas se desenvolve principalmente embaixo do solo, mas podem existir caules aéreos em algumas espécies. Uma das características representativas é a organização dos es- porângios, que podem estar reunidos em soros, esporocarpos espigas ou sinângios. Nos soros ou esporocarpos, os esporângios encontram-se livres, protegidos ou não por uma camada de tecido protetor (indúsio) (Figura 115), enquanto que tanto nas espigas como nos sinângios, os esporângios estão fundidos dentro de tecido foliar. Figura 115 – Detalhe de um soro protegido por indúsio com esporângios em diferentes estágios de maturação. Fonte: www.asturnatura.com/articulos/helechos/helei.php A distribuição dos soros pode variar, podendo ocorrer na margem ou na face inferior dos folíolos, os quais podem estar envolvidos por uma camada protetora (indúsio) ou não, que também pode apresentar diversas formas (Figura 116). É chamado falso indúsio quando resulta do dobramento da margem da folha e sua abertura pode ser gradual ou completa. Os in- dúsios podem ser persistentes ou totalmente descartados após a maturação dos esporos. Nessas plantas, os esporângios apresentam uma estrutura diferenciada, denominada anel ou ânulo, sensível às mudanças de umidade e responsáveis pelo rompimento do estômio, que compreende uma camada de células de menor resistência, com essa finalidade (Figura 117). Figura 116 – Alguns tipos de indúsio. Fonte: www.biorede.pt/images.asp?id=3357 152 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B.E. Figura 117 – Esquema mostrando a liberação de esporos em leptosporângios. Fonte: estudante-de-biogeo-11.blogspot.com/2008/12/c... Nas samambaias, os gametófitos haploides são chamados protalos (Fi- gura 118) e se formam a partir do desenvolvimento dos esporos. Os protalos são estruturas clorofiladas, membranosas, em forma de coração (cordifor- mes), capazes de produzir gametas masculinos e femininos. Figura 118 – Morfologia de um protalo com seu esporófito jovem, resultante da fecundação. Fonte: www.asturnatura.com/articulos/helechos/helei.php O ciclo reprodutivo mostrado na Figura 119 pode ser explicado da se- guinte maneira: os esporângios localizados na face inferior das folhas, organi- zados em soros, rompem-se e liberam esporos que germinam uma estrutura verde e delicada, chamada protalo. O protalo produz anterídios e arquegônios, sempre em momentos diferentes, que irão produzir anterozoides e oosferas. Os anterozoides produzidos por um protalo nadam até a oosfera de outro e promovem a fecundação. 153Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas O zigoto formado sofre sucessivas mitoses e se transforma em um es- porófito dependente nutricionalmente do gametófito feminino. Uma vez de- senvolvidas as raízes, o caule e as folhas, o protalo se desintegra e o espo- rófito passa a viver de forma independente. O esporófito maduro é formado por um rizoma, associado a raízes e a frondes, além de possuir báculos58. Em determinado momento, o tecido esporógeno, localizado na face inferior das folhas, sofre meiose e produz esporos haploides, prontos para germinar novos protalos viáveis. Figura 119 – Ciclo de vida de uma samambaia verdadeira. Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/pteridofitas/imagens/piteridofitas-19.jpg 58Báculos são folhas jovens de samambaias, assim chama- das devido à semelhança com os cajados dos bispos, muito apreciados na preparação de diversos pratos da culinária. 154 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Saiba Mais Broto de samambaia com costelinha de porco Ingredientes 1 colher de sobremesa de corante 1 colher de banha de porco 400 gramas de broto de samambaia Tempero e cheiro verde a gosto 1 quilo de costelinha de porco 1 cebola 1 tomate 1 pimentão Modo de preparo Lavar o broto de samambaia. Ferver o broto de samambaia pelo menos 2 vezes, por 3 minutos, para tirar o amargo, escorrendo e reservando. Temperar a costelinha. Fritar a costelinha e refogar na banha de porco ou no óleo de soja junto com o tempero, o cheiro verde, a cebola, o tomate e o pimentão (cortados em pedacinhos). Cozinhar por 25 minutos. Juntar o broto de samambaia. Cobrir os ingredientes com água até a metade da panela, fervendo por mais 10 minutos. Servir com feijão batido, arroz, angu e uma boa cachaça de Minas Gerais. Fonte: www.livrodereceitas.net/mineira/mine1292.htm Ordens Marsileales e Salviniales Essas ordens compreendem as samam- baias aquáticas, que, ao contrário das de- mais samambaias, são heterosporadas. Marsilea sp. sobrevive em ambientes la- mosos ou flutuando sobre a água. Seus esporófitos possuem folhas bem caracte- rísticas e suas estruturas reprodutivas são esporocarpos resistentes (Figura 120). Azolla e Salvinia (Figura 121) são gê- neros pertencentes à Ordem Salviniales. São plantas pequenas que também produzem esporocarpos, porém bastante distintos da- queles encontrados em Marsilea sp.. Salvinia possui raízes flutuantes bem características, e Azolla (Figura 122) se encontra associada a cianobactérias, e, portanto, estão relacio- nadas à fixação do nitrogênio. Figura 120 – Desenho de Marsilea sp. evidenciando as folhas e os es- porocarpos típicos do gênero. Fonte: www.ehow.com/facts_5382493_fern frond.html 155Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Figura 121 – Salvinia minima com suas raízes flutuantes associadas a esporocarpos. Fonte: aquaplant.tamu.edu/.../common_salvinia.htm Figura 122 – Azolla sp. Fonte: www.birstall.co.uk/products/wnr117.html 4.3. Importância econômica Embora as pteridófitas atuais não representem plantas de grande valor econô- mico, seus representantes fósseis são muito importantes, pois participam da formação de reservas de carvão vegetal, muito utilizadas como fonte de ener- gia em usinas termoelétricas. Algumas espécies são utilizadas na alimentação, especialmente no Oriente, onde são consumidas folhas jovens e partes do rizoma desses vegetais. As frondes também são apreciadas na preparação de chás ou de bebidas alcoólicas. Existem também espécies que são utilizadas em certas regiões para fins medicinais, como no tratamento de verminoses, de reumatismos ou de úlceras. Como plantas ornamentais, seu valor é incontes- tável, e muitas pteridófitas podem ser utilizadas em ações para o controle da erosão do solo. Síntese da Capítulo As pteridófitas compreendem as primeiras plantas vasculares do ambiente terrestre e, dessa forma, foram os primeiros vegetais a desenvolver folhas, raízes e caules verdadeiros. Todas as plantas terrestres apresentam ciclos reprodutivos heteromórficos, com gerações diferenciadas em gametófitos e em esporófitos, e em gametas oogâmicos. No caso das pteridófitas, esses gametas estão protegidos por anterídios e arquegônios, que se desenvolvem em gametófitos efêmeros e delicados. 156 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Alguns gametófitos podem estar associados a fungos micorrízicos, enquanto outros são clorofilados e independentes nutricionalmente. Os esporófitos são muito variados e assumem algumas formas bastan- te características, como é o caso das cavalinhas, plantas silicosas, ou das psilotófitas, plantas muito simplificadas morfologicamente que lembram as plantas primitivas extintas. As samambaias verdadeiras constituem a ordem Filicales, que possui o maior número de espécies viventes nos dias atuais. Elas assumem importância econômica devido ao seu potencial ornamental. As samambaias são, em sua maioria, homosporadas, leptosporangiadas, organizadas em frondes (simples ou subdivididas), rizomas, raízes adventícias, esporângios (isolados ou agrega- dos) nus ou protegidos por indúsios e por folhas jovens que assumem a forma de cajado, chamada de báculos. Dentro dessa ordem, encontram-se ainda as samambaias aquáticas, representadas pelas ordens Marsileales e Salviniales. Atividades de avaliação 1. Identifique pelo menos três características que possibilitaram a sobrevivên- cia das plantas no ambiente terrestre. 2. Diferencie: a. Heterosporia e homosporia; b. Leptosporângios e eusporângios. 3. Esquematize os ciclos de vida de musgos e samambaias e compare suas características particulares. Ao final, liste as semelhanças e as dife- renças encontradas. 4. Faça uma pesquisa e encontre artigos que falem sobre a diversidade de pte- ridófitas brasileiras. Escolha um deles e faça um resumo sobre o texto lido. 5. Imagine que você foi contratado para dar uma aula de campo sobre as pteridófitas da região para um grupo de crianças do Ensino Fundamental. Como você planejaria essa atividade? 6. O que a produção de arroz tem a ver com as samambaias do gênero Azolla? 7. Faça uma busca pela vizinhança e identifique samambaias cultivadas em cestas, ou mesmo que tenham crescido naturalmente sobre outras plantas. Retire um ramo contendo parte do rizoma com suas folhas, raízes (férteis de preferência) e báculos. Analise detalhadamente e faça um desenho es- quemático identificando todas as partes observadas. 8. Por que se diz que as fanerógamas são mais evoluídas que as criptógamas? 157Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Texto complementar Texto 1: Resolução SMA - 48, DE 21-9-2004 O Secretário de Estado do Meio Ambiente, considerando que: A conservação das espéciesem estado selvagem garante o acesso das futuras gera- ções aos recursos genéticos, e, assim, a importância da conservação "In situ" vem sendo gradativamente e melhor entendida e aceita, pois a ocorrência e a manu- tenção da variabilidade genética só são possíveis em estado natural; a diversidade vegetal representa uma fonte de recursos genéticos úteis para o desenvolvimento sustentável, na forma de madeira, de frutos, de forragem, de plantas ornamentais e de produtos de interesse alimentício, industrial e farmacológico; a perda da di- versidade biológica continua a ocorrer em todo o mundo, principalmente devido à destruição de habitas, efeitos de poluição e de introdução inadequada de plantas exóticas; o conhecimento da flora do Estado de São Paulo deverá contribuir para o planejamento ambiental e para a orientação dos processos de licenciamento am- biental, visando ao estabelecimento de políticas públicas, planos de manejo em unidades de conservação e para a expedição de laudos e licenças de desmatamen- to, sobretudo na elaboração de Termos de Ajustamento de Conduta (TACs), Rela- tórios de Avaliação Prévia (RAPs) e Estudos de Impacto Ambiental (EIAs); a lista foi elaborada conforme critérios da IUCN, modificados e adaptados para flora paulista e consolidada durante workshop realizado no Instituto de Botânica nos dias 13 e 14 de setembro de 2004; medidas urgentes devam ser tomadas para a preservação das espécies ameaçadas de extinção, conforme diretrizes estabelecidas durante a Convenção sobre a Diversidade Biológica e da Agenda 21, resolve: Artigo 1º - Publicar a lista oficial das espécies da flora do Estado de São Paulo ame- açadas de extinção, seguindo recomendação do Instituto de Botânica de São Paulo. Espécies da flora ameaçadas de extinção no estado de São Paulo (Pteridófitas) Presumivelmente Extinta (EX) GRAMMITIDACEAE Ceradenia glaziovii (Baker) Labiak ISOETACEAE Isoetes bradei Herter THELYPTERIDACEAE Thelypteris macrophylla (Kunze) C. V. Morton Em Perigo (EN) ASPLENIACEAE Asplenium ulbrichtii Rosenst. CYATHEACEAE Alsophila capensis (L.f.) J. Sm. ssp. polypodioides (Sw.) Conant DAVALLIACEAE Oleandra articulata (Sw.) C. Presl DICKSONIACEAE Culcita coniifolia (Hook.) Maxon HYMENOPHYLLACEAE Trichomanes ovale (E. Fourn.) Wess. Boer. PTERIDACEAE Cheilanthes goyazensis (Taub.) Domin 158 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Cheilanthes regnelliana Mett. SCHIZAEACEAE Anemia elegans (Gardner) C. Presl Anemia trichorhiza Gardner SELAGINELLACEAE Selaginella convoluta (Arn.) Spring Selaginella mendoncae Hieron. THELYPTERIDACEAE Thelypteris leprieurii (Hook.) R. M. Tryon var. glandifera A. R. Sm. Thelypteris multigemmifera Salino Vulnerável (VU) ASPLENIACEAE Asplenium austrobrasiliense (Christ) Maxon Asplenium bradeanum Handro Asplenium campos-portoi Brade Asplenium muellerianum Rosenst. Asplenium wacketii Rosenst. BLECHNACEAE Blechnum organense Brade Blechnum penna-marina (Poir.) Kuhn CYATHEACEAE Cyathea pungens (Willd.) Domin Cyathea glaziovii (Fée) Domin DENNSTAEDTIACEAE Blotiella lindeniana (Rosenst.) R. M.Tryon DICKSONIACEAE Dicksonia sellowiana Hook. DRYOPTERIDACEAE Polybotrya speciosa Schott GRAMMITIDACEAE Grammitis fluminensis Fée Lellingeria brasiliensis (Rosenst.) Labiak Lellingeria limula (Christ) A. R. Sm. & R. C. Moran Lellingeria suspensa (L.) A. R. Sm. & R. C. Moran Lellingeria tamandarei (Rosenst.) A. R. Sm. & R. C. Moran Melpomene peruviana (Desv.) A. R. Sm. & R. C. Moran Terpsichore chrysleri (Copel.) A. R. Sm. Terpsichore senilis (Fée) A. R. Sm. Terpsichore taxifolia(L.) A. R. Sm. Zygophlebia longipilosa (C. Chr.) L. E. Bishop HYMENOPHYLLACEAE Hymenophyllum fragile (Hedw.) C. V.Morton Hymenophyllum rufum Fée Trichomanes kapplerianum J. W. Sturm Trichomanes lucens Sw. LOMARIOPSIDACEAE Elaphoglossum amplissimum (Fée) Christ Elaphoglossum edwallii Rosenst. Elaphoglossum gardnerianum (Kunze ex Fée) T. Moore Elaphoglossum gayanum (Fée) T. Moore Elaphoglossum herminieri (Bory ex Fée) T. Moore 159Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Elaphoglossum hymenodiastrum (Fée) Brade Elaphoglossum iguapense Brade Elaphoglossum insigne (Fée) Brade Elaphoglossum itatiayense Rosenst. Elaphoglossum jamesoni (Hook. & Grev.) T. Moore Elaphoglossum langsdorffii (Hook. & Grev.) T. Moore Elaphoglossum longifolium (Jack.) J. Sm. Elaphoglossum macahense (Fée) Rosenst. Elaphoglossum organense Brade Elaphoglossum strictum (Raddi) T. Moore Elaphoglossum tamandarei Brade Elaphoglossum tectum (Humb. & Bonpl. ex. Willd.) T. Moore Elaphoglossum villosum (Sw.) J. Sm. Elaphoglossum wettsteinii Christ LYCOPODIACEAE Huperzia biformis (Hook.) Holub Huperzia christii (Silveira) Holub Huperzia hexasticha B. Ollg. & P. G. Windisch Huperzia mollicoma (Spring) Holub Huperzia nuda (Nessel) B. Ollg. & P. G. Windisch Huperzia sellowiana (Heter) B. Ollg. Huperzia taxifolia (Sw.) Trevis. Lycopodium jussiaei Poir. PLAGIOGYRIACEAE Plagiogyria fialhoi (Fée & Glaziou) Copel. PTERIDACEAE Adiantum mynssenae Prado Doryopteris rediviva Fée Eriosorus biardii (Fée) A. F. Tryon SELAGINELLACEAE Selaginella tenuissima Fée Selaginella valida Alston TECTARIACEAE Ctenitis anniesii (Rosenst.) Copel. Ctenitis eriocaulis (Fée.) Alston. Ctenitis fenestralis (C. Chr.) Copel. Megalastrum wacketii (C. Chr.) A. R. Sm. & R. C. Moran THELYPTERIDACEAE Thelypteris angustifolia (Willd.) Proctor Thelypteris araucariensis Ponce Thelypteris concinna (Willd.) Ching Thelypteris cutiataensis (Brade) Salino Thelypteris hatschbachii A. R. Sm. Thelypteris leprieurii (Hook.) R. M. Tryon var. leprieurii Thelypteris littoralis Salino VITTARIACEAE Anetium citrifolium (L.) Splitg. Polytaenium feei (W. Schaffn. ex Fée) Maxon Fonte: IMESP - Volume 114 - Número 179 - São Paulo, quarta-feira, 22 de setembro de 2004, dis- ponível em www.cetesb.sp.gov.br/licenciamentoo/legislacao/.../2004_Res_SMA_48.pdf 160 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Texto 2: A volta triunfal das samambaias Por: Doris Sochaczewski Até as plantas marcam moda. Nos anos 70, as samambaias de metro eram a sensação na decoração. Nos anos 80, as árvores da felicidade foram um sucesso. Bambu mosso e as fênix entraram com tudo nos anos 90 e, agora, no século XXI, estamos presen- ciando a volta de muitas espécies utilizadas nos anos 70. Claudia Diamant, arquiteta paisagista, explica-nos: "A yucca, assim como as dra- cenas, os pacovas, os crotons e os filodendros, foi uma planta muito utilizada nos anos 70. Hoje em dia, com a tendência vintage, elas também voltaram à moda. Essas espécies foram muito utilizadas em jardins. Hoje, por serem muito resistentes, por aguentarem meia-sombra e por requererem pouca manutenção, passaram a ser mui- to utilizadas em vasos, em ambientes internos e externos. A estilista Amália Spinardi fez uso de uma samambaia para compor a vitrine de sua loja de maiôs e de biquínis: �a ideia foi passar um clima que remete ao Guarujá dos anos 70/80, por isso usamos a planta para remeter ao estilo da época de balneário�. O Paisagista Rodrigo Oliveira também tem sugerido aos seus clientes plantas que foram utilizadas anos atrás, como Renda Francesa, Samambaia, Cyatheas, Angiopteris, Filodendros, Avencas etc."Agora temos que garimpar, nos viveiros mais antigos, plantas que estavam esquecidas e pedir aos produtores que voltem a fazer mudas". Algumas plantas simplesmente estão desaparecendo dos viveiros devido à falta de informação dos próprios produtores e dos paisagistas, mas, aos poucos, nossos fornecedores estão percebendo a importância de se cultivar plantas brasileiras, de manter as que já existem e de procurar introduzir novas espécies no mercado, assim como ocorre nos mais exi- gentes mercados do mundo, nos quais cada novidade é guardada a sete chaves, e todo ano há exposiçõesde raridades e de novidades. Outra estilista que usou uma planta esquecida pelo tempo foi Isabella Giobbi, que colocou dois vasos de croton, pouco utilizada ultimamente, mas que deu vida à cal- çada em frente à sua loja. "Tenho usado muito a espada de São Jorge (Sansiveria trifaciata var. Laurentii e var. Hahnii) em meus projetos”, conta a paisagista Renata Tilli. “Estas duas variedades de Sansiverias são muito resistentes e requerem pouca manutenção, sem esquecer do sincretismo da planta com nossas crenças” Como di- ria Lavoisier, �nada se cria, nada se perde, tudo se transforma�. Fonte: http://taste.uol.com.br/news/templates/noticia.asp?idNoticia=6025 Texto 3: Xaxim corre o risco de sumir do mapa Ela é uma das espécies vegetais mais antigas e é contemporânea dos dinossauros: trata-se da Dicksonia selowiana, conhecida como samambaiaçu, de cujo tronco se extrai o xaxim - a matéria-prima para a fabricação de vasos e de substratos. Planta típica da Mata Atlântica, a samambaiaçu está na lista oficial das espécies brasileiras ameaçadas de extinção (segundo o Ibama), em razão da sua intensa exploração co- mercial destinada à jardinagem e à floricultura. Para obter mais informações científicas e, ao mesmo tempo, maior controle sobre a extração e a comercialização da espécie, o Ibama formou, no ano 2000, o Grupo Técnico de Conservação de Pteridófitas, com a participação de especialistas do gover- no e das universidades federais de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul. A principal meta era estabelecer formas sustentáveis de exploração da espécie. Já no ano 2001, uma resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) passou a proibir a extração dessa espécie da mata. A área de maior ocorrência do xaxim na Mata 161Morfologia e Taxonomia de Cripitógamas Atlântica é a Floresta das Araucárias, nos estados do Sul do país, e é justamente lá que acontece a maior exploração da planta. Segundo a declaração de Jefferson Prado, pesquisador do Instituto de Botânica de São Paulo, publicada na Revista Natureza (junho/2002), a velocidade de crescimento da samambaiaçu varia, mas costuma ser muito lenta - geralmente ela cresce cerca de 5 a 8 cm por ano. Por essa medida, estima-se que para conseguir um vaso com 40 a 50 cm de diâmetro são extraídas da mata samambaiaçus com idade mínima de 50 anos. Hoje, existem, no mercado, produtos alternativos que substituem o xaxim, como vasos fabricados a partir da fibra do coco e também substratos, como palha de coco, ardósia e carvão. Ao optar por esses produtos, estamos ajudando a preservar a exis- tência da Dicksonia selowiana nas matas. Fonte: http://www.jardimdeflores.com.br/ECOLOGIA/A20xaxim.htm @ Sites http://www.dipbot.unict.it/sistematica_es/Pter_ind.html http://www.google.com/Top/Science/Biology/Flora_and_Fauna/Plantae/Pteri- dophyta/ http://www.anbg.gov.au/fern/index.html http://www.csdl.tamu.edu/FLORA/fsb/fsbfern1.htm http://www.perspective.com/nature/plantae/ferns.html http://www.nhm.ac.uk/hosted_sites/bps/ http://homepages.caverock.net.nz/~bj/fern/ http://scitec.uwichill.edu.bb/bcs/bl14apl/pter1.htm http://home.frognet.net/~jaknouse/ferns.htg/ferns.html http://mobot.mobot.org/Pick/Search/image/iix0.html http://www.hlasek.com/ccflorakapradorosty1an.html http://www.chlorischile.cl/cursoonline/guia1/helechos.htm http://www.meemelink.com/prints%20pages/prints.Pteridophyta.htm http://professores.unisanta.br/maramagenta/pteridofitas.asp http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e45/45.htm http://www.fcps.k12.va.us/StratfordLandingES/Ecology/mpages/pteridophyta.htm http://enciclopedia.tiosam.com/enciclopedia/enciclopediaasp?title=Pterid%C3 %B3fita http://www.ucmp.berkeley.edu/plants/plantaesy.html http:// www.esu.edu/.../Fern_labeled_sporophyte.html http://www.youtube.com/watch?v=psIdyUQDSIo 162 MEDEIROS, J. B. L. P., MENDES, M. R. S, BRITO, LUCENA. E. M .P. CHAVES, B. E. Referências BALBACH, M.; BLISS, L. C. A laboratory manual for botany. 7. ed. Orlando: Saunders College Publishing, 1991. 413 p. BOLD, H. C. O reino vegetal. Tradução por Antonio Lamberti. São Paulo: Edgard Blucher, 1988. 189 p. BRITO, A. E. R. M.; PORTO, K. C. Guia de estudos de briófitas: briófitas do Ceará. Fortaleza: EUFC, 2000. 68 p. LUGHADHA, E. N. Mudanças recentes e propostas na nomenclatura botâni- ca: implicações para a botânica sistemática no Brasil. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 22, n. 2 (suplemento), p. 231-235, out. 1999. OLIVEIRA, E. C. Introdução à biologia vegetal. 2. ed. São Paulo: Edusp, 2003. 266 p. PAULA, E. J. de; PLASTINO, E. M.; BERCHEZ, F. A. S.; OLIVEIRA, M. C.; Morfologia e taxonomia de criptógamas. São Paulo: USP, 1999. v. 4, 49 p. (Apostila). RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. Tradução Jane Elizabeth Kraus et al. 7. ed. 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É coordenadora de tutoria do Curso de Ciências Biológicas (modalidade à distância) da Universi- dade Estadual do Ceará/ Universidade Aberta do Brasil e coordenadora de es- tágios do Curso de Ciências Biológicas da Universidade Estadual do Ceará. Roselita Maria de Souza Mendes: Possui graduação em Agronomia (1985), pela Universidade Federal do Ceará, mestrado e doutorado em Agronomia/ Fitotecnia (1991 e 2003, respectivamente) pela Universidade Federal do Ce- ará. Atualmente, é professora titular da Universidade Estadual do Ceará, vice- coordenadora do curso de Ciências Biológicas da Universidade Estadual do Ceará, revisora de periódico da Revista Ciência Agronômica e revisora de periódico da Revista Caatinga (UFERSA. Impresso). Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em Botânica Aplicada. Atua, principalmente nos se- guintes temas: Vigna unguiculata, estresse hídrico, relação fonte-dreno. Eliseu Marlônio Pereira de Lucena: Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal do Ceará (1993), mestrado em Fitotecnia (Produção Vegetal) pela Universidade Federal de Viçosa (1995) e doutorado em Agro- nomia (Fitotecnia) pela Universidade Federal do Ceará (2006). Atualmente é professor adjunto da Universidade Estadual do Ceará. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em Fisiologia Vegetal, atuando principalmente nos seguintes temas: fruticultura, ecofisiologia, fisiologia de sementes e fisio- logia pós-colheita. Bruno Edson Chaves: Possui graduação em Ciências Biológicas pela Uni- versidade Estadual do Ceará nas modalidades licenciatura (2008) e Bacha- relado (2010) e mestrado em Botânica pela Universidade de Brasília (2012). Atualmente é professor assistente D da Universidade Estadual do Ceará pela Faculdade de Educação, Ciências e Letras de Iguatu. Também é professor de Botânica do curso de Ciências Biológicas (modalidade à distância) da Univer- sidade Estadual do Ceará. Tem experiência na área de botânica, com ênfase em Anatomia Vegetal, bem como na área de Ensinode Botânica. A não ser que indicado ao contrário a obra Morfologia e Taxonomia de Criptógamas, disponível em: http://educa- pes.capes.gov.br, está licenciada com uma licença Creative Commons Atribuição-Compartilha Igual 4.0 Inter- nacional (CC BY-SA 4.0). Mais informações em: <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.pt_BR. Qualquer parte ou a totalidade do conteúdo desta publicação pode ser reproduzida ou compartilhada. Obra sem fins lucrativos e com distribuição gratuita. O conteúdo do livro publicado é de inteira responsabilidade de seus autores, não representando a posição oficial da EdUECE. Fiel a sua missão de interiorizar o ensino superior no estado Ceará, a UECE, como uma instituição que participa do Sistema Universidade Aberta do Brasil, vem ampliando a oferta de cursos de graduação e pós-graduação na modalidade de educação a distância, e gerando experiências e possibili- dades inovadoras com uso das novas plataformas tecnológicas decorren- tes da popularização da internet, funcionamento do cinturão digital e massificação dos computadores pessoais. Comprometida com a formação de professores em todos os níveis e a qualificação dos servidores públicos para bem servir ao Estado, os cursos da UAB/UECE atendem aos padrões de qualidade estabelecidos pelos normativos legais do Governo Fede- ral e se articulam com as demandas de desenvolvi- mento das regiões do Ceará. M or fo lo gi a e Ta xo no m ia d e Cr ip tó ga m as Ciências Biológicas Ciências Biológicas Jeanne Barros Leal de Pontes Medeiros Roselita Maria de Souza Mendes Eliseu Marlônio Pereira de Lucena Morfologia e Taxonomia de Criptógamas U ni ve rs id ad e Es ta du al d o Ce ar á - U ni ve rs id ad e A be rt a do B ra si l ComputaçãoQuímica Física Matemática Pedagogia Artes Plásticas Ciências Biológicas Geografia Educação Física História 9 12 3