4 aula chloro2013-final - edisciplinas.usp.br · outras algas verdes-células flageladas...
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Linhagem Verde
Departamento de Botrânica - IBUSP
Baudalf, 2008: árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
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Origem e evolução dos eucariotos
Chromalveolados
Excavados
Unicontes
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(3)(2)
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linhagem filogenética monofilética
• ultra-estrutura do cloroplasto• pigmentos fotossintetizantes (clorofila a e b, carotenóides)• reserva (amido dentro dos cloroplastos) • parede celular (celulose)• gametas biflagelados
Características comuns da linhagem:
Viridiplantae ou Chlorobionta
1. “Algas verdes”2. “Briófitas”3. Licófitas4. Monilófitas5. Plantas com sementes E
mb
rió
fita
s
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Algas Verdes
- eucarióticas
- pigmentos
- clorofila a e b,
- xantofilas (luteína)
- carotenos (beta-caroteno)
- reserva: amido (dentro do cloroplasto).
- parede: celulose
- flagelos: em alguma fase do ciclo.
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Ocorrência
-90% água doce (maioria plactônicas)
-marinhas (bentônicas: principalmente tropicais
e sub-tropicais)
-terrestres (ex. Trentepohlia)
-gelo (ex. Chlamydomonas)
-saprófitas (sem pigmentos)
-associações simbióticas: com fungos (líquens)
Algas verdes
Chlamydomonas nivalis
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SUUTARI. M. et al. Molecular evidence for a diverse green algal community growing in the hair of sloths and a specific association withTrichophilus welckeri (Chlorophyta, Ulvophyceae). BMC Evolutionary
Biology. publicado on-line em 30 mai. 2010. BMC Evolutionary Biology.
Algas verdesOcorrência
- associações simbióticas:
protozoários, celenterados (hidra), moluscos, mamíferos, etc.
Elysia chlorotica
Spotted salamanderembryos have anunexpectedly close relationship with a single-celled alga (Oophilaamblystomatis,
Chlorococcales) online 30
July 2010 | Nature -
doi:10.1038/news.2010.384
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Diversidade de formas
-A maior entre as algas
Talo cenocíticoTalo colonial
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Organização celular:
- parede - fibrilas de celulose embebidas em uma matriz de hemicelulose.
-variações: CaCO3.
Algas Verdes
Halimeda
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Cloroplasto - forma variável
- Um a muitos cloroplastos por célula. Invólucro de duas membranas.
- Bandas de 2-6 tilacóides, algumas têm grana.
- pirenóide (1 ou + por cloroplasto ou ausente)
Organização celular
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Organização celular
- Flagelo: na fase reprodutiva, vegetativa ou em ambas: 2 iguais (múltiplos)
- Inserção anterior ou lateral- lisos ou plumosos.
- Estigma no cloroplasto, ocorre na maioria das células flageladas
Algas Verdes
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Reprodução:
vegetativa espórica gaméticadivisão celular zoósporos isogamiafragmentação aplanósporos anisogamia
oogamiaplanogametasaplanogametas
Algas Verdes
Histórico de vida:
-haplobionte diplonte (meiose gamética). Ex.: Caulerpa, Codium.
-haplobionte haplonte (meiose zigótica). Ex.: Zygnema, Spirogyra.
-diplobionte (meiose espórica)
diplobionte isomórfico. Ex.: Ulva, Chaetomorpha.diplobionte heteromórfico. Ex.: Derbesia (2n) e Halicystis (n).
ISOGAMIA ANISOGAMIA OOGAMIA
HETEROGAMIA
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Haplobionte haplonte
R!
Zigoto (2n)
Plasmogamia
Talo (n)
Ex. Spirogyra (alga verde)
(meiose zigótica)
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Haplobionte diplonte
Ex. Codium (alga verde)
R!Gametângios
Gameta
Gameta
Zigoto(2n)
Talo (2n)(meiose gamética) Lee 2008
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Diplobionte isomórficoEx.: Ulva
(alga verde)
(meiose espórica) Raven et al. 2007
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Ancoramento dos flagelos
- raízes microtubulares (duas bandas de microtúbulos, uma menor) - I
- raízes fibrosas - quatro bandas de microtúbulos - II
Algas Verdes
I II
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TIPOS DE ORIENTAÇÃO DOS MICROTÚBULOS DURANTE A CITOCINESE
Ficoplasto
- Colapso do aparato do fuso depois da mitose.- Microtúbulos orientados na mesma direção do
plano da divisão celular.
Fragmoplasto
-Telófase com fusos persistentes.
- Microtúbulos orientados perpendicularmente ao plano de divisão celular.
Centrípeta (estrangulamento)
Centrífuga (placa celular)
Algas Verdes
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Ribulose 1,5-difosfato (Rubisco)
fosfoglicolato
glicolato
O2
glioxilato
O2
H2O2
glicolato desidrogenaseglicolato oxidase (peroxissomos)
PEROXISSOMO - P
Fotorrespiração -processo que utiliza O2
(na luz).
METABOLISMO - DEGRADAÇÃO DO GLICOLATOAlgas Verdes
Muito Oxigênio:Departamento de Botrânica - IBUSP
Filogenia e evolução de algas verdes
Evidências ultra-estruturais, bioquímicas e moleculares
I. Prasinófitas (7 clados)
- não monofilético
II. Clorófitas (UTC) Ulvophyceae, TrebouxiophyceaeChlorophyceae.
III. Carofíceas (algas Streptófitas)
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Overview phylogeny of the green lineage (Leliaert 2012. Critical Reviews in Plant Sciences 31:1–46)
StreptófitasPrasinófitas + Clorófitas
ANCESTRALUnicelular flagelado (escamas)marinho
haplobionte haplontecélulas móveis com quatro raízes flagelaresCitocinese por estrangulamento
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-Marinhas (picoplâncton: 0,2-3,0 µm) e de água doce
- Formas unicelulares: flageladas ou não.
Pyranomonas Nephroselmis
I. Prasinófitas (unicelular ou colonial) Algas Verdes
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Ulvophyceae- Marinhas e Ambientes terrestres
- Diplobionte
- maioria das algas verdes
Leliaert et al. 2012. Critical Reviews in Plant Sciences 31:1–46
- Água doce e ambientes terrestres
- Haplobiote haplonte
Trebouxiophyceae
Chlorophyceae
- unicelulares e multicelulares
II. Clorófitas:
Agrupamento UTC
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Ulothrix
II. Clorófitas: Classe Ulvophyceae Algas Verdes
Trentepohlia
Acetabularia
Acetabularia
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Ulva (“Enteromorpha”)
“Enteromorpha”
II. Clorófitas: Classe Ulvophyceae Algas Verdes
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Cladophora
Chaetomorpha
II. Clorófitas: Classe Ulvophyceae
Valonia
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Caulerpa
II. Clorófitas: Classe Ulvophyceae
Codium
Algas Verdes
Bryopsis
Alimeda
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II. Clorófitas: Classe Trebouxiophyceae
Chlorella
Trebouxia
Algas Verdes
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Volvox
Scenedesmus Oedogonium
II. Clorófitas: Classe Chlorophyceae Algas Verdes
Dunaliella
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- Algumas vezes são referidas como Charophyta
- Água doce
- Formas unicelulares a multicelulares
- Compartilham muitas características com Embriófita
III. Carofíceas (algas Streptófitas)
Leliaert et al. 2012. Critical Reviews in Plant Sciences 31:1–46
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Zygnema sp.
2. Zygnematales : Zygnema, Spirogyra
3. Coleochaetales
Coleochaete
Chaetosphaeridium
4. Charales: Chara, Nitella
1. Klebsormidiales:
Micrasterias
SpirogyraKlebsormidium Stichococcus
III. Carofíceas
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Outras algas verdes
-células flageladas simétricas
-enzima glicolato desidrogenase
-flagelo com 4 grupos de microtúbulos (cruciados)
-ficoplastoFRAGMOPLASTOFICOPLASTO
Carofíceas e Embriófitas
-células flageladas assimétricas
-enzima glicolato oxidase
-flagelo associado a 1 banda grande e uma pequena de microtúbulos
-fragmoplasto
Características diferenciais entre Carofíceas e as demais algas verdes
-Fibrilas de celulose com diâmetro maior -Fibrilas de celulose com diâmetro menor
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- bioquímicos - ultraestruturais- dados moleculares
Origem das Embriófitas Ancestral - Carofíceas
Ocupação do ambiente terrestre
- Embrião matrotrófico - esporófito jovem, que nas fases iniciais depende do gametófito feminino – (nutrição e proteção)
- Zigotos com esporopolenina
- Reprodução oogâmica
- Crescimento apical
Características que ocorrem em algumas carofíceas atuais:
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Qual é o grupo irmão de Embriófitas?
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Coleochaetales: Coleochaete
Talo parenquimatoso
- Crescimento apical (marginal)
- Ciclo de vida haplobionte haplonte
- Zigoto com esporopolenina
- Zigoto protegido por células estéreis (células placentárias de transferência).
- Zigoto germina na planta mãe por meiose (4-32produtos haplóides)
- Atraso na meiose -desenvolvimento de um esporófito a partir do zigoto
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Charales : Chara
- Crescimento apical- Padrão vegetativo de nó e internó- Oosferas e anterídios protegidos por
células estéreis - Ciclo de vida haplobionte haplonte
- Zigoto com esporopolenina
Oogônio
Anterídio
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Qual é o grupo irmão de Embriófitas?
A consensus reconstruction of green algal relationships, based on molecular data (Leliaert 2012. Critical Reviews in Plant Sciences 31:1–46)
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IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DAS ALGAS VERDES
• Alimentação
• Suplementos alimentares: β- caroteno, anti-oxidantes
• Ração – alimentação de peixes em tanques (microalgas)
• Fertilizantes - algas de arribada
• Indicadores de poluição
• Combustível renovável (lipídios)•Caulerpa taxifolia
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Microalgas na alimentação humana
�Chlorella
�Dunaliella
�Haematococcus
Chlorella
Dunaliella
Haematococcus
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Cultivo de algas verdes para alimentação
Monostroma
Monostroma
HitoegusáDepartamento de Botrânica - IBUSP
Cultivo de algas verdes para alimentação
“Enteromorpha” - Cultivo no Japão
Aonori
http://ucjeps.berkeley.edu/guide/green31.html
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Maré verde – “Enteromorpha” sp. (China, 2011)
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Referências para aula práticaJOLY, A.B. 1957. Contribuição para o conhecimento flora ficológica da Baía de Santos e arredores. Bolm Fac. Filosofia, Ciências Univ. S. Paulo, ser. bot., 14: 1-196.
JOLY, A.B. 1965. Flora marinha do litoral norte do Estado de São Paulo e regiões circunvizinhas. Bolm Fac. Filosofia, Ciências Univ. S. Paulo, ser. bot., 21: 1-393.
JOLY, A.B. 1967. Gêneros de algas marinhas da costa atlântica latino-americana. Editora da Universidade de São Paulo, São Paulo. 461 p.
Graham, L.E., Graham, J.M. & L.W. Wilcox. 2009. Algae. 2nd ed. Pearson Benjamin Cummings. San Francisco, CA.
Bold, H.C. & Wynne, M.J. 1978 Introduction to the algae. Structure and reproduction. Prentice-Hall, Inc., New Jersey.
Lee, R.E. 2008. Phycology. 4th ed. Cambridge University Press, Cambridge.
Van den Hoek, C., D.G. Mann & H.M. Jahns. 1995. Algae. An introduction
to phycology. Cambridge University Press, Cambridge.
Joly, A.B. 1975. Botânica. Introdução à taxonomia vegetal. Edusp, São Paulo
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Prova teórico-prática – 10/09:
- Integral - 14h
- Noturno - 19h
Laboratório de Microscopia 2
Trazer material utilizado durante as aulas práticas (pinças, pincéis, estiletes, lâminas de barbear, lenços de papel, etc)
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