introdução às algas
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Introdução as algas, conteúdo da disciplina de Biologia e Sistemática de Fungos, Algas e Briófitas.TRANSCRIPT
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üUNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA üCENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA üDEPARTAMENTO DE SISTEMÁTICA E ECOLOGIA
BIOLOGIA E SISTEMÁTICA FUNGOS, ALGAS, BRIÓFITAS
Profa. ELIETE LIMA DE PAULA ZÁRATE
2014
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INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS ALGAS
Características gerais, habitat e distribuição
Morfologia do talo, reprodução Classificação
Aspectos gerais de importância
Chroococcus sp
Colpomenia sp Galaxaura sp Acetabularia sp
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CARACTERIZAÇÃO
ü O termo ALGA não tem nenhum significado taxonômico, é utilizado para denominar um grupo artificial de organismos de várias linhas evolutivas que possuem algumas características em comum.
ü Este termo inclui organismos procariotos (cianobactérias) e eucariotos (demais algas unicelulares, coloniais e multicelulares) classificados em diferentes domínios, reinos e divisões (filos).
ü A FICOLOGIA (do grego phycos = algas) é a ciência que estuda as algas e os estudiosos em algas são chamados ficólogos.
ü Nesta disciplina estudaremos os grupos de algas que tenham representantes macroscópicos (exclusivamente ou mesmo minoritariamente), ou seja, cianofíceas, feofíceas, rodofíceas e clorofíceas, além de uma abordagem de microalgas como dinoflagelados e diatomáceas, principalmente pela sua importância ecológica e suas relações com outras algas.
Amelia Iaeca Kanagawa
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Filamentos ~ a raízes formando ou não um disco de fixação apressório
CARACTERÍSTICAS GERAIS São fotoautotróficas, com O 2 como produto da fotossíntese Apresentam clorofila a além de outros pigmentos acessórios Células geralmente com parede celular São talófitas, avasculares: corpo sem organização em sistemas de
tecidos – sem órgãos vegetativos que possam ser chamados de raiz, caule e folha embora algumas algas possuam estruturas que se assemelham (~) a “folhas”, “caules” e “raízes”.
Eixo cilíndrico ~ a caule
Lâminas ~ folhas
Caulerpa (alga verde): Sargassum (alga parda):
Amelia Iaeca Kanagawa
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CARACTERÍSTICAS GERAIS O talo das algas pode ser unicelular, colonial, multicelular filamentoso e multicelular parenquimatoso.
Além desses, algas verdes podem ter talos cenocíticos. As definições e exemplos desses diferentes tipos morfológicos de algas serão dados dentro do estudo de cada grupo taxonômico.
Tipos morfológicos de talos: T. unicelular da euglenofícea Phacus (Fig.a); T. colonial da cianofícea Gloeocapsa (Fig. b); T. filamentoso da rodofícea Antithamnion (Fig. c); T. parenquimatoso da feofícea Dictyopteris (Fig. d); T. cenocítico da clorofícea Valonia (Fig. e)
a b c d
e Amelia Iaeca Kanagawa
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NUTRIÇÃO:
autotróficas obrigatórias – A grande maioria das microalgas e todas as macroalgas só sobrevivem em condições adequadas à fotossíntese.
autotróficas facultativas – possuem capacidade de fotossíntese mas podem se comportar como heterótrofos quando as condições forem desfavoráveis à fotossíntese – poucas algas unicelulares.
heterotróficas obrigatórias – organismos incolores que perderam a capacidade de fotossíntese e vivem em ambientes ricos em matéria orgânica – pequeno grupo de algas unicelulares como euglenofíceas.
Amelia Iaeca Kanagawa
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TAMANHO: As Algas podem variar quanto ao seu tamanho desde algas unicelulares com alguns micrômetros (cianofíceas unicelulares com 1 1,5 µm), epífitas de alguns mm de altura, passando por...
Aphanothece cianobactéria colonial formado por vários indivíduos unicelulares pequenos (escala = 20 µm
Rodófita com talo unisseriado epifitando outra rodófita com talo multisseriado
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TAMANHO: ..algas com variação de alguns cm a cerca de 30 cm (como a grande maioria de nossas algas) a...
Padina sp – alga parda com uns 12 cm e talo levemente calcificado. Foto: GMiranda Algas verdes e vermelhas de 10 – 15 cm.
Algas da Praia de Cabo Branco, PB
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... a algas pardas de dezenas de metros de comprimento (60m). Acima dois pesquisadores segurando a parte apical de uma alga gigante “kelp”.
Macrocystis
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OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO: As microalgas e algumas algas filamentosas podem ser encontradas em praticamente todos os tipos de ambientes, desde a areia do deserto, fontes termais, neves e em ambientes subaéreos – nos solos (edáficas),rochas (epilíticas), animais (epizóicas) e sobre plantas (epífitas).
Detalhes do talo de Trentepohlia com pouco (Fig.b) e muito βcaroteno (Fig.a e c).
Trentepohlia alga verde filamentosa cresce sobre a árvore e a usa só como suporte.
a
b
c
βcaroteno é um pigmento acessório da fotossíntese que funciona como um fotoprotetor e evita a fotooxidação das clorofilas e é produzido em maior quantidade em locais mais iluminados.
EPÍFITAS
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OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO: ENDOZÓICAS – Microalgas unicelulares e cloroplastos de macroalgas vivem dentro de protozoários, celenterados e moluscos. Esses organismos vivem em simbiose: as algas ou seus cloroplastos fornecem compostos orgânicos ao animal enquanto os animais fornecem proteção e abrigo às algas.
Zooxantelas (dinoflagelados) dentro de corais
Chlorella (clorófitas unicelulares) dentro de Paramecium
Elisia crispata lesma marinha com cloroplastos de Penicillus (clorófita macroscópica) após o animal ingerir o talo da alga. Aqui os cloroplastos continuam sua atividade fotossintética mesmo fora do talo.
Foto: M.Kanagawa
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OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO:
ENDÓFITAS cianofíceas vivem em simbiose nos talos de Anthoceros (briófita), folhas de Azolla (pteridófita), raízes de Cycadaceae (gimnosperma) e nos rizomas de Gunnera (angiosperma): as cianofíceas fixam nitrogênio livre e fornece os compostos nitrogenados para a planta.
Corte transversal da raiz de uma cicadaceae com cianobactérias:
Zona de crescimento das algas azuis (cianofíceas)
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OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO: As algas são organismos predominantemente aquáticos e podem ser encontradas em:
– água doce, água salobra, água do mar e água hipersalina As algas aquáticas podem ser:
PLANCTÔNICAS algas geralmente unicelulares ou coloniais que vivem suspensas na massa d`água dentro da zona fótica (faixa da água onde há luminosidade suficiente para a fotossíntese:
Floração (alta concentração) da cianofícea Microcystis sp em água doce poluída (Fig. a) e detalhe das algas ao microscópio (Fig. b)
a
b
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Algas epilíticas de água doce:
Enteromorpha (alga verde macroscópica) crescendo sobre rochas no Açude da Várzea, PB. Fotos, A: GMiranda, B: AIKanagawa
BENTÔNICAS – As algas microscópicas e macroscópicas que vivem fixas a substratos. De acordo com o substrato as algas podem ser: epilíticas (rochas ou pedras), epizóicas (animais), epifíticas (plantas ou outras algas ), epipélicas (areia ou lodo).
OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO:
A B
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Talos da alga parda Sargassum sp crescendo soltas e formando uma balsa flutuante no Mar de Sargasso
Algas epífitas: talos de alga parda filamentosa crescendo sobre folhas de fanerógama marinha
OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO
Algas epilíticas: talos de alga parda crescendo fixos a rocha
ALGAS MARINHAS:
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ü Os substratos onde as algas e demais organismos marinhos bentônicos vivem fixos podem estar localizados em diferentes níveis em relação ao nível das marés:
1 ZONA SUPRALITORAL região do litoral acima do nível das marés mais altas.
Os organismos desta zona ficam submetidos a ação dos borrifos das ondas do mar, ao sol e ao vento.
Com a evaporação essa água do mar pode ficar com a salinidade bem elevada (hipersalina) e com a chuva os organismos ficam submetidos a uma salinidade baixa.
Em relação às algas, somente algumas espécies de cianofíceas (Lyngbya) conseguem sobreviver nestas condições tão adversas.
OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO
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2 ZONA ENTREMARÉS ou MEDIOLITORAL: região litorânea compreendida entre os níveis das marés mais altas e mais baixas.
Os organismos marinhos bentônicos estão ora submersos na água do mar (na maré alta) ora descobertos e expostos ao sol, ao vento, à chuva (na maré baixa).
As algas adaptadas a esta região devem suportar variações diárias de salinidade, luminosidade, temperatura.
OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO
Zona entremarés durante a maré baixa. O substrato é formado por arenito ferruginoso (Praia do Cabo Branco, João Pessoa, PB). Foto: GMiranda
Zona entremarés num costão rochoso durante a maré baixa (substrato homogêneo e inclinado)
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3 ZONA INFRALITORAL região litorânea abaixo do nível das marés mais baixas.
As algas desta zona vivem permanentemente submersas e fixas a substratos que estejam dentro da zona fótica.
A faixa onde há algas bentônicas é muito menor do que aquela ocupada pelo fitoplâncton que pode se distribuir por toda a superfície dos oceanos onde haja luz, CO 2 e nutrientes minerais.
OCORRÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO
Macroalgas do infralitoral (foto subaquático – Picãozinho, PB: GMiranda)
Superfície da água
Algas vermelhas
Algas verdes
Algas pardas
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MORFOLOGIA DAS ALGAS – TIPOS DE TALO
TALO UNICELULAR cada talo é formado por uma única célula que pode ser:
IMÓVEL: célula sem mobilidade (ausência de flagelos) MÓVEL: talo flagelado: geralmente com 2 flagelos
TALO COLONIAL – vários indivíduos crescem unidos COLÔNIA CENOBIAL: número de indivíduos e forma da colônia definidos; móvel ou imóvel
COLÔNIA TETRASPÓRICA: número de indivíduos e forma da colônia indefinidos
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TALO UNICELULAR IMÓVEL
Micrasteria
diatomácea
Netrium
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Algas verdes:
Netrium, Micrasteria e Cosmarium
Diatomácea com ornamentação na parede celular (carapaça) de sílica
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TALO UNICELULAR FLAGELADO
Ceratium dinoflagelado
Gonyaulaux dinoflagelado
Chlamydomonas
euglenofícea
clorofícea
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Dinoflagelados: com carapaças formadas por placas de celulose. 2 flagelos: um preso no sulco transversal e o outro fixo por um ponto no sulco longitudinal.
Chlamydomonas (clorofícea) e Phacus (euglenofícea) possuem células nuas, isto é, sem parede celular e geralmente com 2 flagelos apicais
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TALO COLONIAL (TETRASPÓRICA E CENOBIAL)
Nostoc
Gloeocapsa Cianofíceas: colônias tetraspóricas Nostoc e Gloeocapsa
Clorofíceas:
colônias cenobiais Scenedesmus e Pediastrum
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TALO MULTICELULAR – talo formado por várias células:
FILAMENTOSO unisseriado – formado por uma fileira (= série) de células; bisseriado – por duas fileiras; multisseriado – por várias fileiras de células.
talo polissifônico – filamento multisseriado em que há uma fileira central (axial) rodeada por várias fileiras de células pericentrais.
PARENQUIMATOSO talo laminar ou não: uniestratificado – formado por uma camada (= estrato) de células; biestratificado – por duas camadas; multiestratificado – por várias camadas.
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TALO FILAMENTOSO
unisseriado
Stigeoclonium clorofícea com talo unisseriado e ramificado
Zygnema clorofícea com talo unisseriado simples, sem ramificação
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2 cloroplastos estrelados
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TALO FILAMENTOSO multisseriado polissifônico
RODOFÍCEAS COM TALO MULTISSERIADO POLISSIFÔNICO
Polysiphonia
Neosiphonia talo polissifônico que cresce prostrado e se fixa ao substrato através de filamentos rizoidais. Alga da PB. Foto LAFLucena
Células pericentrais
filamentos rizoidais
Células axiais
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TALO PARENQUIMATOSO biestratificado
Ulva
Corte transversal do talo. Fonte: www.algaebase.org
Aspecto geral do talo foliáceo
Vista superficial do talo: células com 1 cloroplasto com 12 pirenóides
Ulva (alfacedomar)
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pirenoides
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TALO PARENQUIMATOSO multiestratificado
Macrocystis: aspecto geral das algas gigantes (A) e detalhe do talo mostrando vesículas flutuadoras (vf) na base das lâminas (B)
Laminaria: corte transversal do talo multiestratificado mostrando as várias camadas de células (C) .
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A
B
C
vf
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TALO CENOCÍTICO – o talo cresce através de sucessivas divisões dos núcleos e demais organelas sem que ocorra a divisão celular, isto é, não há formação de septos.
UNIAXIAL O contorno do talo é dado pela parede celular da única célula que compõe o talo.
MULTIAXIAL – o talo é formado por um emaranhado causado pelo filamento cenocítico fino e longo que pode originar talos com diversas formas.
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TALO CENOCÍTICO uniaxial
Bryopsis: aspecto geral do talo cenocítico (A) e detalhes do talo sem septos na base da ramificação pinada (B – D): note os cloroplastos ocupando a região entre o eixo e o ramo.
Algas da PB. Fotos – A: MKanagawa; BD: JDarc
Amelia Iaeca Kanagawa
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TALO CENOCÍTICO uniaxial Caulerpa
A: C. prolifera, B: C. kempfii, C: C. mexicana, D: C. racemosa e E: C. sertularioides detalhe dos ramos pinados. Algas comuns no NE
Fotos B: MKanagawa; E: LAFLucena
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Amelia Iaeca Kanagawa
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TALO CENOCÍTICO multiaxial
Codium Detalhe do talo não calcificado de Codium (com utrículos e pelos
Esquema do talo mostrando região medular (filamentos cenocíticos incolores) e região cortical (utrículos verdes com cloroplastos)
Detalhe do gametângio saindo do utrículo
Codium: aspecto geral
Amelia Iaeca Kanagawa
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TALO CENOCÍTICO multiaxial
Penicillus talo calcificado com uma parte bulbosa enterrada no substrato, uma região cilíndrica (estipe) e um tufo de filamentos. (pincel de barba de Netuno)
Halimeda talo calcificado formado por artículos achatados e finos ou espessos e quase cilíndricos.
Talos com superfície calcificada
estipe
Amelia Iaeca Kanagawa
Algas comuns em todo litoral do NE
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MÉTODOS DE REPRODUÇÃO NAS ALGAS – CICLOS DE VIDA VARIÁVEL
EM CADA GRUPO
Assexual Divisão celular Fragmentação Formação de zoósporos Formação de aplanósporos Formação de hormogônio Formação de acineto
Sexual Anisogamia Isogamia Oogamia
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CLASSIFICA CLASSIFICAÇ ÇÃO DAS ALGAS ÃO DAS ALGAS
ü AS ALGAS FIGURAM ENTRE OS ORGANISMOS MAIS ANTIGOS DA TERRA – PRÉCAMBRIANO (ca. 3,5 BILHÕES DE ANOS);
üPROVÁVEIS RESPONSÁVEIS PELA PRODUÇÃO E ACÚMULO DE OXIGÊNIO NA ATM. PRIMITIVA;
üSÃO RECONHECIDAS COMO OS ORGANISMOS QUE DERAM ORIGEM A TODOS OS OUTROS VEGETAIS EXISTENTES;
üMAIOR DIVERSIDADE ENTRE OS ORGANISMOS (Procariontes e eucariontes)
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A A A L L L G G G A A A S S S http://www.ucmp.berkeley.edu/fungi/fungisy.html
CLASSIFICA CLASSIFICAÇ ÇÃO DAS ALGAS ÃO DAS ALGAS
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Raviers 2006 (Vários autores) 10 divisões: Apenas os grupos circulados abaixo serão vistos nesta disciplina
Cyanophyta – Reino Eubactéria (Prochlorophyta) – 1 classe
Glaucophyta – 1 classe
Rhodophyta – Cyanidiophyceae, Bangiophyceaea, Forideophyceae
Chlorophyta – Subreino Viridiplantae (Linhagem das Chlorophyta, Linhagem das Streptophyta)
Euglenozoa, Cryptophyta, Cercozoa – 1 classe
Haptophyta – 2 classes
Dinophyta – 4 classes
Ochrophyta – 13 classes (Chrysophyta, Bacillariophyta, Xanthophyta, Phaeophyta, etc...)
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A A A L L L G G G A A A S S S Raven et al 2007
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ASPECTOS GERAIS DE IMPORTÂNCIA DAS ALGAS ASPECTOS GERAIS DE IMPORTÂNCIA DAS ALGAS
þ PRODUÇÃO PRIMÁRIA
þ FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO
þ ALIMENTAÇÃO HUMANA
þ MEDICINAL
þ RAÇÃO
þ PRODUÇÃO DE FICOCOLÓIDES / SUBSTÂNCIAS
MUCILAGINOSAS – ÁGAR, CARRAGENANOS, ALGINATOS
þ FERTILIZANTES
þ POLUIÇÃO: INDICADORES, DELETÉRIOS
þ ESTUDOS DE BIOLOGIA CELULAR