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Reino Protista
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• Origem da célula eucariótica
• Características gerais do Reino Protista
• Diversidade
• Termos
• Morfologia e fisiologia
• Principais Filos
• Filogenia
Tópicos desta aula
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• Eubacteria• Archaea
• Fungi
• Protista• Plantae• Animalia (= Metazoa)
Eukaryota (= Eukarya)
3 Domínios - 6 Reinos
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Origem da célula eucariótica
Nível de O2
Tempo
Formação da Terra
Vida multicelular
Primeiros
eucariotos
Primeiros
procariotos
Acúmulo de O2
4,6 a 3,8 ba2,7 ba 2 a 1,4 ba
600 ma
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•Os primeiros seres vivos eram bactérias anaeróbicas heterotróficas, depois surgiram as bactérias autotróficas (cianobactérias)
•Quando o O2 começou a se acumular na atmosfera, o que aconteceu com os organismos anaeróbicos?
•Uns tornaram-se extintos, outros habitaram lugares onde não havia O2 e continuaram sendo anaeróbicos e outros adquiriram a capacidade de usar O2 por si mesmo ou aprisionando células aeróbicas no seu interior
•Simbiose: hospedeiro fornece abrigo e simbionte respiração ou alimento – origem da mitocôndria e do cloroplasto
Origem da célula eucariótica
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•Evidências:Mitocôndria e cloroplastos lembram bactérias - têm mais ou menos o mesmo tamanho e forma e também contém DNA
•Origem da membrana nuclear: invaginação domesossomo procarionte
Origem da célula eucariótica
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Origem da célula eucariótica
•Os primeiros eucariotos eram unicelulares autotróficos, alguns perderam a habilidade de fazer fotossíntese e tornaram-se heterotróficos, alimentando-se de eucariotos autotróficos e procariotos
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Reino Protista: características gerais
• Eucariontes
• Maioria unicelular
• Maioria solitários
• Apresentam mobilidade
• Maioria microscópica (2 a 200 µm = 0,002 a 0,2 mm), mas alguns (foraminíferos, dinoflagelados) são maiores que os menores animais
• Marinhos, água doce, terrestres e simbiontes
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Diversidade
• Brusca & Brusca (2007) –80 mil espécies
• Hickmann et al. (2004) – 64 mil
• Ruppert et al. (2005) – 215 mil
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Termos
• Protophyta (algas) - organismos eucariontes, primariamente unicelulares e autotróficos –estudados pelos botânicos
• Protozoa(grego: proto = primeiro e zoon = animal) – termo utilizado por quase 200 anos:– 1818 - nome Protozoa - subgrupo de Zoophyta
(protistas, esponjas, cnidários e outros)– 1839 – descobrimento da célula– 1845 – Protozoa apenas para organismos animais
unicelulares– 1866 – Reino Protista
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Termos: Protozoa
• Maior parte do séc. XX – classificação baseada principalmente no tipo de locomoção: Mastigophora (flagelos), Ciliophora (cílios), Sarcodina (pseudópodes) e Sporozoa (sem estruturas locomotoras óbvias)
• Atualmente a classificação de Protista está em fase de reestruturação– define um grupo não natural de organismos eucariontes,
primariamenteunicelulares e heterotróficos –estudados pelos zoólogos
– filos com espécies autotróficas também são considerados pelos botânicos e recebem outros nomes
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Aspectos Morfo-fisiológicos
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Nutrição
• Autotróficos, heterotróficos ou ambos
• Autotróficos – possuem cloroplastos e fazem fotossíntese
• Heterotróficos– Saprotróficos e holozóicos
– Saprotróficos– absorvem matéria orgânica dissolvida por difusão, transporte por mediação ou endocitose (pinocitose)
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Mais O2
MenosO2
DIFUSÃOQuantidade de soluto (ex. O2)
Soluto (O2)
Membrana plasmática permeável ao soluto
Exterior Interior da célula
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Exemplo de transporte por mediação
Membrana plasmática
proteína
lipídios
alimento
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Exemplos de endocitose
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Nutrição
• Heterotróficos– Holozóicos– alimentos sólidos (partículas
grandes ou presas inteiras) por endocitose(fagocitose)
• Citóstoma (= “boca celular”)
• Vacúolo digestivo
• Citofaringe
• Citoprocto (= “ânus celular”)
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Respiração
• Maioria aeróbica
• Sem nenhuma estrutura especializada para esta função: oxigênio entra e gás carbônico sai por difusão
• Alguns anaeróbicos obrigatórios ou facultativos
• Bioindicadores: sucessão de espécies ao longo de modificações de alimento e oxigênio ligadas a degradação
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Osmorregulação
• Transporte de água e íons
• Membrana plasmática (MP) e complexo vacuolar contrátil
• Complexo vacuolar contrátil = vacúolo contrátil (grande vesícula esférica) + espongioma(vesículas ao redor do vacúolo)
• Espongioma coleta fluido do citoplasma e transfere para o vacúolo que se contrai e expele o fluido para o exterior do indivíduo através de um poro
• Principalmente em espécies de água doce
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Vacúolo contrátil (VC) e espongioma (E)
VC
VC
E
E
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Mais NaCl
MenosNaCl
OSMOSEQuantidade de soluto (ex. NaCl)
H2O
Membrana impermeável ao soluto, mas permeável à água
Água doce
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Sustentação e proteção
• Apenas MP (ex. amebas nuas) – permite grande flexibilidade e plasticidade na forma
• Formas celulares mais ou menos constantes
– “reforço” com citoesqueleto (microfilamentos, microtúbulos ou alvéolos) logo abaixo da MP (MP + citoesqueleto = película)
– cobertura mais ou menos completa, interna ou externa (teca, testa, lórica, concha), secretada pela célula ou pelo acúmulo de partículas do ambiente
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Citoesqueleto• Sistema de túbulos e filamentos - suporte, mantém
a forma e permite movimentos• Composto de
– Microfilamentos– estruturas protéicas finas e lineares –suporte e contração muscular
– Microtúbulos- pouco maiores - proteína tubulina -movimento dos cromossomos durante a divisão celular, movimento de cílios e flagelos e das organelas
– Alvéolos: vesículas vazias ou com secreções
Sustentação e proteção
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Película com microfilamentose microtúbulos
Película com alvéolos
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Tecas
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Sustentação e proteção
Extrussomos• Organelas envoltas por membranas com substâncias
químicas• Eliminação da substância por estímulos • Tricocistos– haste em forma de “farpa” – defesa mecânica
contra predadores – ex. Paramecium• Toxicisto– haste com uma base bulbosa contendo
substância tóxica – defesa e predação – ex. Dileptus• Mucocistos– descarregam filamentos mucosos – cistos
protetores e captura de presas – ex. Didinium• Haptocistos– funciona como um arpão – capturar a presa –
ex.Acineta
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Organelas locomotoras
• Flagelos, cílios e pseudópodos
• Flagelos e cílios diferem no comprimento (flagelo é maior) e no número (geralmente cílios são mais numerosos), mas estruturalmente são idênticos
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Organelas locomotoras
• Flagelos– Movimento: ondas passam da base para o ápice (como
um chicote) e movimentam o indivíduo para a direção oposta
– Algumas espécies apresentam pelos laterais (=mastigonemas) nos flagelos
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Organelas locomotoras
• Cílios– Geralmente em fileiras – cinetias
– Simples ou múltiplos (cirros e membranelas)
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Organelas locomotoras
• Cílios– Movimentos mais ágeis que flagelos: ondas
metacronais – distúrbio da água causado por um cílio estimula o batimento do cílio seguinte – alguns podem reverter o sentido do batimento
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Organelas locomotoras
• Pseudópodos: Movimento
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Sensibilidade
• Tato – reações locomotoras
• Luz – fotossintetizantes tem taxia positiva; muitos flagelados tem estigmas na região anterior
• Substâncias químicas – diferenciam itens alimentares e não alimentares
• Calor
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Reprodução
• Assexuada ou assexuada + sexuada
• Assexuada – divisão do organismo em 2 ou mais células filhas por mitose – clones
• Fissão binária, múltipla e brotamento
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Reprodução
• Sexuada– Gamontes: indivíduos que produzem gametas
– Gametas: isogametas ou anisogametas
– Meiose
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Rep. assexuada –mitosePode também ser diplóide 2N
Rep. sexuada -meiose
Ciclo dominante haplóide
Ciclo dominante diplóide Ciclo co-dominante
haplóide-diplóide
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Reprodução
• Encistamento– protista secreta uma substância ao redor de si e fica inativo – períodos desfavoráveis
• Dispersão– tanto na forma imóvel (cisto) quanto na móvel – correntes de água, vento, presos a animais
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Filos: entre 11 e 45!
• Euglenida – mil espécies
• Kinetoplastida – 600
• Ciliophora – 12 mil
• Apicomplexa – 5 mil
• Dinoflagellata – 4 mil
• Stramenopila – 9 mil
• Rhizopoda – 200
• Actinopoda – 4.240
•Granuloreticulosa – 40 mil
•Diplomonadida – 100
•Parabasilida – 300
•Choanoflagellata
•Chlorophyta
•Opalinida
•Microspora – 800
•Cryptomonada
•Ascetospora
Classificação segundo Brusca & Brusca 2007
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INTERVALO DE 15 MINUTOS
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Filo Euglenida
• Euglena
• Maioria água doce (comuns em locais ricos em matéria orgânica); algumas espécies marinhas e estuarinas
• Película com microfilamentos e microtúbulos
• Maioria não é colonial
• Ampla variedade de formas
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Filo Euglenida
• 2 flagelos se originam de uma invaginação na extremidade anterior – o reservatório – de comprimento desiguais (Euglena spp.) – ou de comprimento iguais mas diâmetros diferentes (Peranema
spp.) – o mais espesso usado para locomoção e o mais delgado para alimentação e fixação
• Citóstoma na base do reservatório (não envolto por película), seguido da citofaringe
• 1 vacúolo contrátil descarrega no reservatório • Reprodução assexuada por fissão binária longitudinal;
reprodução sexuada não confirmada
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Euglenasp.
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Filo Euglenida
• 2/3 das mil espécies são heterotróficas incolores (ex.Peranema) e 1/3 são autotróficas esverdeadas (ex. Euglena)
• Espécies fotossintetizantes armazenam reservas nutritivas na forma de paramilo sintetizado no cloroplasto e armazenado no citoplasma e possuem estigma –sensibilidade à luz
• Mesmo as fotossintetizantes precisam de certas vitaminas obtidas do ambiente; podem perder cloroplastos ou no escuro tornarem-se heterotróficas
• Heterotróficas – saprotróficas e holozóicas (bactérias e outros protistas)
• Peranema– órgão bastão (2 bastões rígidos) protraído para capturar e puxar a presa
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predador
presa
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Filo Euglenida
• Algumas espécies indicadoras de qualidade de água
• Algumas espécies extraem metais pesados da água
• Surtos tóxicos – morte de peixes no Japão
• Poucos parasitas – invertebrados e girinos
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Filo Kinetoplastida
• Mitocôndria única alongada –Cinetoplasto(região corada do DNA mitocondrial) – razão do nome do filo
• Película revestida de glicoproteínas que dificultam o reconhecimento pelo sistema imune do hospedeiro – a camada de glicoproteínas é mudada ciclicamente
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Filo Kinetoplastida
• Heterotróficos• Vida livre – ex.Bodo -alimentos sólidos –
fagocitose (citóstoma - citofaringe – vacúolo digestivo) – água marinha, salobra e doce e solo úmido
• Parasitas – ex. Trypanosoma eLeishmania -alimentos líquidos – pinocitose – endoparasitasintra e extracelulares do trato digestivo de invertebrados, floema de plantas e sangue de vertebrados
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Filo Kinetoplastida
• Somente 1 flagelo nos parasitas – muitas vezes este fica encostado na lateral da célula e sua membrana externa está ligada com a MP do corpo; quando o flagelo bate, a MP da célula é levantada em uma crista ondulante
• Bodonídeos têm 2 flagelos
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BodoTrypanosoma
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Filo Kinetoplastida
• Reprodução por fissão binária longitudinal; reprodução sexuada não foi observada
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Filo Kinetoplastida
Trypanosoma
• Vertebrados terrestres infectados por insetos hematófagos e aquáticos por sanguessugas
• Doença do sono (África – glândulas salivares da moscatsé-tsé) –T. brucei
• Doença de chagas (América Latina - fezes do barbeiro)– T. cruzi– Estima-se entre 12 e 14 milhões de infectados por ano na
América Latina– No Brasil: estima-se 2 a 3 milhões de infectados -30% dos
infectados morrem– Aumento e deformação do coração e sistema digestivo
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barbeiro
Triatoma infestans– Triatominae – Reduvidae –Heteroptera – Insecta – Arthropoda – Metazoa - Eukaryota
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No VertebradoSangue periférico – tripomastigota –invadem células (principalmente musculares) – amastigotas – divisão binária – ruptura da célula -tripomastigota
No Barbeiro•Intestino anterior – tripomastigota –epimastigota•Intestino posterior – fissão binária –tripomastigotas
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Filo Kinetoplastida
• Leishmania – leishmaniose cutânea e visceral (baço, fígado, medula e
linfonodos)
– transmitida pelo mosquito palha ou birigui (Phlebotominae) para vertebrados
– No Brasil: L. braziliensis, L. gyanensis L. amazonensiseL. infantum(a última causa a visceral)
– cerca de 30 mil casos registrados no Brasil em 2004 (mais de 90% cutânea)
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Leishmaniose cutânea
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Leishmaniose visceral
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Leishmania
Mosquito palha ou birigui (Lutzomyia ouPhlebotomus)
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No Vertebrado:Amastigota intracelular -macrófagos – rompe e vai para o meio intercelular
No mosquito:Sistema digestivo -promastigota
invertebradovertebrado
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Filo Ciliophora
• Cílios – simples ou múltiplos
• Bentônicos e planctônicos na água doce, salobra e marinha, solo úmido, simbiontes (mutualistas com ruminantes, alguns parasitam peixes)
• Alvéolos; extrussomos; alguns secretam tecas externas
• Euplotes– usam cirros para “caminhar” sobre superfícies
• Espécies errantes (a maioria) ou sésseis (ex.Stentor–pedúnculo de fixação contém elementos contráteis chamados de mionemas compostos de espasmina que requer cálcio)
• Poucas espécies coloniais
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Filo Ciliophora
• 2 tipos de núcleos
– macronúcleo controla o funcionamento geral da célula, várias formas
– micronúcleo tem função reprodutiva
• Reprodução assexuada por fissão binária e brotamento
• Reprodução sexuada por conjugação – sem produção de gametas – há troca de micronúcleos
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Filo Ciliophora
• Poucos parasitas (peixes, mamíferos e invertebrados)
• Maioria de vida livre – alimentando-se de protistas ou invertebrados microscópicos, filamentos de algas, bactérias, detritos
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Em Didinium:• toxicistos• citofaringe éevertida para capturar presas grandes
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Filo Ciliophora
• Comedores de suspensão (ex.Stentor) – cílios orais especializados que criam correntes de água que levam partículas até o citóstoma
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• Acineta– sucção – adultos não apresentam cílios nas formas adultas e sim tentáculos com pontas dilatadas – haptocistos – tubo temporário no tentáculo –sugados pra dentro –vacúolos digestivos
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Filo Apicomplexa
• Todas parasitas – tratos digestivos e cavidades do corpo de invertebrados e vertebrados
• Complexo apicalprende o parasita na célula do hospedeiro e libera uma substância que faz com que a célula do hospedeiro se invagine e arraste o parasita pra dentro do citoplasma num vacúolo –presente apenas nos estágios móveis (esporozoítos e merozoítos)
• Plasmodium –malária - mosquitoAnopheles• Toxoplasma –toxoplasmose – carne crua de gado,
carneiro e porco e fezes de gatos
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Filo Apicomplexa
• Alvéolos• Sem cílios, flagelos ou pseudópodos• Alimentação por pinocitose e fagocitose• Reprodução assexuada por fissão binária e
múltipla • Reprodução sexuada por iso ou
anisogametas• Ciclo envolvendo 1 ou mais hospedeiros
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Filo Dinoflagellata
• Aquáticos – 90% planctônicos marinhos• Bioluminescência• Alguns formam colônias• Zooxantelas- dinoflagelados imóveis que vivem
dentro de hospedeiro invertebrado ou protista• Maré vermelha – muita espécies (ex. Gonyaulaxe
Gymnodinium) produzem toxinas (saxitoxina) que bloqueiam a bomba de sódio-potássio dos neurônios – acumulam-se na cadeia trófica
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Maré vermelha
Gymnodinium
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Filo Dinoflagellata
• 2 flagelos – giram quando se locomovem (grego,dinos = rodando) – sulco longitudinal –movimento para frente e sulco equatorial –movimento giratório
• Alvéolos podem ser preenchidos com celulose (tecados) ou vazios (nus)
• Autotróficos (metade das espécies), heterotróficos (incolores e sem cloroplastos) ou ambos
• Nas autotróficas a xantofila mascara a clorofila –cor parda
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Filo Rhizopoda
• Amebas
• Pseudópodos do tipo lobópodos (largos e arredondados) ou filópodos (estreitos) usados para locomoção e alimentação –pé em forma de raiz
• Ambiente aquático e solo úmido
• Nuas (ex.Amoeba) ou tecadas (ex. ArcellaeDifflugia)– Nas tecadas o material é secretado pela célula ou retirado
do ambiente
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Amoebaspp.
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Arcella
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Filo Rhizopoda
• Maioria de vida livre, alguns parasitas (principalmente artrópodos, anelídeos e vertebrados)
• Naegleria fowleri –água doce- meningite amebiana – fatal – amebas entram nas vias nasais e vão para o cérebro
• Entamoeba hystolytica –disenteria amebiana-através de contaminação fecal – liberam enzimas que corroem o revestimento do intestino
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Filo Rhizopoda
• Alimentação por pinocitose e fagocitose
• Sem citóstoma, citofaringe e citoprocto
• Fissão binária; reprodução sexuada não confirmada
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Filo Actinopoda
• Planctônicos marinhos ou bentônicos de água doce
• Maioria com forma esférica
• Pés raiados– axópodes – pseudópodos muito finos, rígidos e longos em forma de agulha sustentados por um centro interno de microtúbulos localizado na região central da célula– Captura de presas, flutuação e fixação
– Com vesículas bidirecionais
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Filo Actinopoda
• Maioria com uma teca interna orgânica ou silicosaperfurada– Axópodos emergem através dos poros e não são
recolhidos para dentro da teca como nas amebas e foraminíferos
– Também ocorrem outros tipos de pseudópodos
• A teca separa 2 regiões do protista: endoplasma e ectoplasma– Endoplasma contém o núcleo e outras organelas– Ectoplasma – mitocôndrias, muitos vacúolos
(alimentares e para flutuação), extrussomos e pode abrigar simbiontes fotossintéticos
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Filo Actinopoda
• Locomoção limitada
• Todos heterotróficos
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Filo Actinopoda
• Fissão binária, múltipla e brotamento
• Reprodução sexuada é rara, geralmente quando as condições ambientais não são favoráveis
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Filo Granuloreticulosa
• Filo mais diverso• Aquáticos, maioria marinhos e bentônicos• Teca sobre a MP com 1 ou várias câmaras (1
grupo não possui teca)– orgânicas– flexíveis, compostas de proteínas e
mucopolissacarídeos – calcárias - camada orgânica reforçada com calcita – aglutinadas- materiais retirados do ambiente
embebidos numa camada de mucopolissacarídeo secretada pela célula
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Filo Granuloreticulosa
• Pseudópodos do tiporeticulópodos emergem por 1 ou várias aberturas da teca, formando uma rede
• Heterotróficos por fagocitose
• Herbívoros, carnívoros e onívoros
• Reprodução assexuada (brotamento e fissão múltipla) e sexuadaReticulópodos: vesículasbidirecionais
secretam substância pegajosa que aprisiona as presas – aspecto granular
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Filo Granuloreticulosa
• Foraminíferos• Excelente registro fóssil - usados por geólogos e
paleontólogos– Ex. indicativo de temperaturas passadas: tecas
enroladas para a esquerda baixa temperatura e para a direita alta temperatura
• Maioria do giz, mármore e rocha calcária mundiais são compostos em grande parte por tecas de foraminíferos
• Antes de serem depositadas no fundo, as tecas servem de abrigo para vários pequenos invertebrados marinhos
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Filo Diplomonadida
• Um par de grandes núcleos• Normalmente 8 flagelos
• Sem mitocôndrias e Golgi
• Apenas membrana plasmática
• Fissão binária longitudinal, reprodução sexuada não conhecida
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Filo Diplomonadida
• Predominantemente simbionte do tubo digestivo de animais, normalmente não patogênico
• Giardia lamblia– diarréia e dor intestinal em humanos – formam cistos
• Hexamita salmonis(salmão e truta) e H. meleagridis(peru)
• Os poucos de vida livre encontrados em águas poluídas
• Heterotróficos - fagocitose de bactérias oupinocitose de nutrientes do hospedeiro
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Filo Parabasilida
• Mutualistas obrigatórios do sistema digestivo de insetos xilófagos e dos sistemas digestivo, respiratório e reprodutivo de vertebrados
• Trichonympha –intestino de cupins
• Trichomonas vaginalis –vagina e uretra da mulher e próstata, vesícula seminal e uretra do homem
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Filo Parabasilida
• Fibra parabasal – feixe de microtúbulos – ajuda na sustentação
• Apenas membrana plasmática
• Com flagelos – de 4 a milhares
• Sem mitocôndria, mas com Golgi
• Heterotróficos - pinocitose e fagocitose
• Fissão binária e reprodução sexuada
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Trichonympha
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Filo Choanoflagellata
• Marinhos e de água doce
• Grupo irmão dos animais– principais sinapomorfias: sequências de DNA e 1
flagelo circundado por colarinhotransparente em forma de cesta que atua como rede de captura de alimento
• Sésseis (podem ter pedúnculos) ou livre-natantes
• Solitários ou coloniais
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Filogenia
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Vídeo
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Bibliografia desta aula
• Brusca & Brusca, capítulo 5 • Ruppert et al, capítulos 2 e 3 • Rey, capítulos 10 a 30 – protistas de
importância médica
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Bibliografia para a próxima aula
• Barnes et al., cap. 2