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Microrganismos Eucariontes

O domínio taxonômico dos eucariontes pode ser referido como: Eukarya, Eukariota, Eukaria, Eukaryota, também referenciado como eucariotas.[1] Este domínio abrange todos os seres vivos com células de características eucarióticas, assim sendo, com um núcleo celular contornado por uma membrana, dentro do qual há DNA compartimentado, ou seja, separado do citoplasma; e com vários organelos[2]. Este núcleo contém o material genético (DNA ou ADN) em sua maior parcela, enquanto uma parte menor está contida nas mitocôndrias.

Portanto, pode-se afirmar que os eucariotas são organismos vivos unicelulares ou pluricelulares constituídos por células dotadas de núcleo, diferenciando-o dos procariontes, os quais possuem células desprovidas de um núcleo bem definido.

Exemplos de microrganismos eucariontes [3] [4] [5]

Os microrganismos eucariontes possuem participação efetiva em inúmeras áreas da vida humana através de diferentes indivíduos. Alguns protozoários possuem características parasitárias, e podem atuar como patógenos para o ser humano e em outros animais vertebrados. Além de patógenos os protozoários podem atuar também como indicadores de qualidade d'água, já que a poluição da mesma é por exemplo muito prejudicial à manutenção de suas atividades. Já os fungos, como as leveduras, fazem parte de processos orgânicos para obtenção de produtos de consumo, como bebidas alcoólicas fermentadas. Algumas espécies de algas apresentam também além da sua relevância ecológica uma grande importância como matéria prima para a produção de espessantes ( substância que aumenta a viscosidade de um líquido sem substancialmente mudar suas outras propriedades) utilizados em cosméticos, e produção de meios-de-cultura de fungos e bactérias em laboratórios.

*Todo o domínio Eukariota é composto por 5 reinos, segundo o biólogo inglês Cavalier-Smith, os Reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Protista e Chromista[6]. Assim, como o objetivo deste artigo é abordar os microrganismos eucariontes, por tanto os reinos Animalia e Plantae, e organismos de maior porte não serão tratados.

Características Comuns

O grupo dos organismos eucariontes possui uma grande variedade de indivíduos, já que é composto por algas, plantas, animais, protozoários e fungos. Entretanto, apesar da grande diferença entre esses grupos existem características que são comuns a todos os organismos eucariontes. Em relação a célula procarionte, as células eucariontes possuem um tamanho bem maior e uma maior complexidade.

A característica que define o termo eucarioto, e portanto, compartilhada por todos os seres assim classificados é a presença de um núcleo organizado, diferentemente dos organismos procariontes que tem seu material genético espalhado pelo citoplasma. Na célula eucarionte o material genético é envolto por duas membranas próprias que juntas são conhecidas como envelope celular, a membrana interna que interage com o nucleoplasma e a membrana externa interage com o citoplasma; ambas as membranas são ligadas por poros que fazem o transporte de substâncias que entram e saem do núcleo. No centro do núcleo há o nucléolo, onde o RNA ribossomal (RNAr) é sintetizado, o RNAr atua no ciclo de montagem dos ribossomos.

[7]

Outras estruturas que estão presentes na maioria das células eucariotas são organelas responsáveis pelo metabolismo celular. A primeira é chamada de mitocôndria e está presente nas células eucariotas aeróbias, enquanto que os organismos eucariontes anaeróbios utilizam uma organela semelhante a mitocôndria, mas que está adaptada para o estilo de vida anaeróbio desses seres chamada de hidrogenossomo. Por fim, os cloroplastos estão presentes em eucariotos fototróficos, no qual são as organelas que contêm a clorofila responsável pela fotossíntese.

Existem outras organelas que estão presentes em uma grande quantidade de eucariotos, como o retículo endoplasmático rugoso, responsável pela produção de glicoproteínas; o retículo endoplasmático liso que atua na síntese de lipídeos; o aparelho de Golgi que modifica, secreta ou armazena os produtos do retículo endoplasmático; os lisossomos que participam na digestão celular, e por fim, algumas células eucariontes que utilizam flagelos e cílios para locomoção.

Existem três tipos de microrganismos eucariontes, sendo eles as algas unicelulares, fungos e protozoários.

Protozoários — Protozoa

Caracteristicas Gerais

Protozoários ou Protozoa são microorganismos pertencentes ao grupo dos Eucariontes que tem como característica, geralmente, por serem unicelulares e heterotróficos. O nome protozoário origina-se do grego protos que significa “primeiro” e zoon que significa “animal”, portanto, oriundo daí o significado literal de “primeiros animais”.

Pelo fato de não possuírem nível de organização tecidual como as plantas e os animais, os protozoários não passam pelo processo de formação dos folhetos embrionários, e aliado ao fato de pertencerem a um grupo poliefilético, ou seja, a não presença de ancestrais comuns em todos os indivíduos do grupo, não se encaixam no Reino Metazoa entre o qual em estudos anteriores se encontravam. (Brusca & Brusca, 2003).

Sendo assim, os protozoários estão classificados como pertencentes ao Reino Protista, grupo composto por seres vivos eucariontes, autótrofos ou heterotróficos e unicelulares ou pluricelulares que compreendem protozoários e algas.

Os protozoários são divididos, quanto à forma que se locomovem, nos seguintes filos:[8]

  • Sarcodina: Protozoários que se locomovem através de pseudópodos;
  • Mastigophora: Protozoários que se locomovem por meio de flagelos;
  • Ciliophora: Protozoários que se movimentam utilizando cílios;
  • Sporozoa: protozoários que não possuem estruturas locomotoras.

Apesar da maioria dos protozoários ser microscópico, existem alguns que podem ser vistos a olho nu como, por exemplo, o Spirostomum, uma espécie de ciliado que alcança 3mm de comprimento e, também, algumas espécies do gênero Globigerina.

Morfologia dos protozoários

A forma e tamanho desses organismos tem uma variação considerável, de acordo com sua fase evolutiva e o meio a que estejam adaptados, sendo suas células representantes de um organismo completo. Também consiste em ter o citoplasma separado do meio ambiente por um envelope especial, e em núcleo como todas as células eucarióticas, conforme sua fase evolutiva e meio a que estejam adaptados.

Citoplasma

O citoplasma, em grande parte dos protozoários, pode ser diferenciado em camadas externas e transparentes, chamados de ectoplasma, e camadas internas nos quais contém as organelas, chamadas de endoplasma. É composto de moléculas proteicas globulosas, sendo um material mais ou menos homogêneo, reunidas, formando uma moldura molecular tridimensional. O seu interior, é completo de varias estruturas que dão aos protozoários seu aspecto característico. Em uma parte dos protozoários, pigmentos se difundem no citoplasma. Suas tonalidades são variadas: azuis, verdes, róseas, castanhas e purpuras. O citoplasma pode se diferenciar em ectoplasma e endoplasma. Sendo o ectoplasma como um gel, e o endoplasma mais volumoso e fluído. A mudança de uma camada para outra é gradual, e as estruturas celulares se acham no endoplasma. Também existem, no citoplasma, grupos de fibrilas paralelos, denominadas fibrilas proteicas submicroscópicas (feixes fibrilares, mionemas, microtúbulos). A contabilidade dos protozoários é feita pela presença dessas fibrilas. Os protozoários, como outras células eucarióticas, possuem sistemas membranosos no citoplasma, formando uma rede mais ou menos contínua de lacunas e canais, dando origem ao retículo endoplasmático da célula. O citoplasma se compõe também, por ribossomos, os complexos de Golgi, as mitocôndrias, os cinetossomas ou blefaroplastos (corpúsculos basais intracitoplasmáticos dos cílios ou flagelos), vacúolos nutritivos, vacúolos contrateis e núcleo. Os protozoários em geral contém organelas tipicamente de células eucariotas, mas, há algumas espécies que tem estruturas especializadas e próprias, e há também algumas espécies que não apresentam certos tipos de organelas, como, mitocôndrias e complexo de Golgi.

Núcleo

Nos protozoários os núcleos apresentam várias formas, tamanhos e estruturas. Além disso, são delimitados por um envoltório membranoso de camada dupla porosa, que permite a passagem de materiais do núcleo para o citoplasma e vice-versa. Em várias espécies, cada indivíduo tem dois núcleos similares, sendo diferentes nos ciliados: um grande, denominado macronúcleo que controla as atividades metabólicas e os processos de regeneração, e um pequeno, denominado micronúcleo que está relacionado com os processos de reprodução.

Os protozoários possuem, ao menos, um núcleo eucariótico cada. Entretanto, muitos possuem núcleos múltiplos (quase todos os ciliados), durante a maior parte de seus ciclos vitais. Os macronúcleos, geralmente, variam morfologicamente, sendo que em alguns casos, aparentam as contas de um colar, e em outros, são semelhantes a uma ferradura. Além disso, normalmente desintegram-se durante a reprodução sexuada, reconstituindo-se após essa fase do ciclo vital.

Envelope Celular

O envelope celular separa o citoplasma e suas estruturas do ambiente externo. Funciona não só como proteção, mas também no controle da troca de substancias e é o local de percepção de estímulos químicos e mecânicos, entregando igualmente, para estabelecer contato com outras células. Sua estrutura, sua flexibilidade e seus números de camadas são variáveis, e às vezes, esse envelope contém uma película intimamente aposta à membrana celular. Em sua forma mais simples, a película é a membrana celular ou plasmalema. A película dos ciliados é mais grossa e, frequentemente, é enrijecida e estruturada de modos diversos, podendo haver também a presença de fileiras de plaquetas elevadas e de espessamentos modulares.

Os protozoários produzem outros tipos de membranas protetoras, que são coberturas externas das películas. São essas carapaças, testas, lóricas e cistos. Esses envelopes são de materiais diferentes e possuem uma matriz orgânica, reforçada pela incrustação de substancias como carbonato de cálcio ou silício. Muitos protozoários podem encistar-se, e dessa maneira aumentar sua proteção contra agressões externas, sendo que os cistos são apenas envoltórios temporários. O encistamento pode ser causado também pela escassez de alimentos e a dessecação. Entre outros, a reprodução é ligada com a formação de cistos.

Locomoção:

Os protozoários podem se locomover de três estruturas diferentes: pseudópos, flagelos e cílios. Além disso, algumas espécies podem desenvolver um movimento de deslizamento por meio da flexão do corpo, sem o uso de estruturas especializadas.

Pseudópos: é uma projeção temporária de parte do citoplasma dos protozoários que não apresentam uma película rígida. É utilizado pelas amebas (sarcodina) para captura de alimento (locomoção).

Flagelos e cílios: o flagelo é um complemento filamentoso do citoplasma, bem fino. O número de presente num indivíduo varia de um a oito, sendo um e dois o valor mais comum encontrado. Sendo composto por duas partes, um filamento elástico (axonema), e a bainha citoplasmática contrátil que envolve o axonema. O flagelo eucariótico propele a célula por meio da movimentação semelhante a chicote dos microtúbulos deslizantes, conduzida pela energia de ATP. Os flagelos geralmente propelem a célula de forma mais lenta do que os cílios. Os cílios (além da sua função locomotora) auxiliam na ingestão de alimentos e servem como organelas tácteis, e se dispõem em fileiras longitudinais, oblíquas ou espiraladas, inseridos em arestas ou em sulcos. Sendo extensões celulares com características finas, curtas e filiformes, podendo ter o comprimento uniforme ou não. Com o uso de um microscópio eletrônico foi possível notar existência dos mesmos desenhos básicos da fina estrutura flagelar e ciliar presente em todas as células eucarióticas. Os cortes mostram duas fibras centrais e nove fibras duplas periféricas (estrutura “9+2”), envolvidas por uma membrana contínua como película. A motilidade possui valor de sobrevivência, permite que os organismos móveis desloquem-se e explorem novos recursos, assim como também os afastam de condições nocivas ou substâncias tóxicas.

Processo Reprodutivo

O termo “polifilético” refere-se a um grupo de organismos que não inclui o ancestral comum de todos os indivíduos que o compõe. Neste tipo de grupo, os integrantes do mesmo possuem diversos e distintos ancestrais comuns, sendo ele então uma unidade taxonômica que é definida a partir da identificação de uma grande semelhança que não foi herdada por apenas um antepassado comum. Resumindo, este é um termo que classifica um conjunto de espécies as quais apresentam traços regulares, porém decorrem de clados de origens variadas, o que dificulta a análise filogenética dos mesmos como unidade. [9]

Os protozoários são um grupo polifilético e, portanto, o mesmo apresenta seres com características muito variadas entre si, evidenciadas pelas diversas formas de reprodução por eles apresentadas.

Figura 3. Clado de um grupo polifilético [9]
Figura 4. Exemplificação entre grupos mono, para e polifiléticos[9]

De maneira geral, essas formas de reprodução circundam em basicamente dois ciclos: assexuado apenas, ou de fases sexuadas e assexuadas. Importante ressaltar que os protozoários de vida livre tendem a reproduzir-se de forma sexuada quando as condições ambientais não são favoráveis, portanto, em condições ambientais equilibradas, a forma assexuada é predominante [10]. Abaixo temos os principais mecanismos que correspondem a reprodução assexuada dos protozoários, sendo eles:

Divisão binária: processo em que a célula mãe origina duas células filhas estas podem ou não serem idênticas entre si dependendo da anatomia do protozoário, além disso a simetria como a fissão é realizada tem importância taxonômica. Existem casos onde uma célula pode dar origem a mais de duas células, sendo este processo chamado de divisão múltipla, que pode ser subclassificada em: plasmotomia e esquizogonia. Na plasmotomia, o corpo multinucleado de um protozoário se divide em dois ou mais indivíduos (multinucleados pequenos), cujos núcleos maternos são entregues ao acaso entre eles. Na esquizogonia, o organismo multinucleado dá origem a muitas gêmulas mononucleadas sendo abandonada uma massa de protoplasma anucleada.[11]

Divisão múltipla: este processo é chamado de divisão múltipla pois é resultado de diversas mitoses repetidas, resultando na acumulação de diversos núcleos antes que se inicie a diferenciação das células filhas. Ao início da diferenciação, formam-se muitos organismos filhos.[11]

Brotamento: processo em que, através do surgimento de pequenos brotos na superfície do organismo, que são idênticos geneticamente ao indivíduo primário (há possibilidade de ocorrência de mutações), surgem novos organismos que podem desprender-se ou permanecer conectados a seu “ancestral”. Caso permaneçam, formam-se colônias.[11]

Esporulação: nessa forma de reprodução assexuada o organismo pai irá produzir uma célula resistente a condições adversas, como calor ou radiação, que será solta ao meio com o objetivo de encontrar ambientes favoráveis e então iniciar quebrar sua dormência e começar a crescer.[11]

Por fim, há os meios de reprodução sexuada, sendo eles:

Copulação: união completa de dois gametas (células haploides) que apresentam semelhança fisiológica.[11]

Conjugação: no processo de conjugação, a união parcial transitória de dois indivíduos resulta na troca de núcleos haploides (gametas). Após o processo de troca, os núcleos apresentam nova composição cromossômica da observada inicialmente, com a presença de material genético de ambos indivíduos. A conjugação encontra-se apenas nos ciliados.[11]

Citogamia: a citogamia é um processo autogâmico, diferentemente dos citados anteriormente, realizado por ciliados suctórios. Por apresentarem conjugantes com fisionomia diferentes, após o encontro de um microconjugante com um macroconjugante ocorre a fusão e não a associação temporária encontrada em muitos ciliados.[11]

Esporogonia: após a união dos dois gametas, o zigoto sofre diversas divisões celulares e, após o fim deste processo, ocorre o início da reprodução de células filhas. Esta última fase assemelha-se à divisão múltipla.[11]

Características dos Filos

Sarcodíneos

Os principais representantes desse Filo são as amebas, cujo nome deriva da palavra grega ameboide que significa “modificação”. As amebas se locomovem por meio de pseudópodos que, também, são utilizados para capturar alimentos. Alimentam-se por fagocitose de pequenos protozoários e algas.[12] [13]

Após a formação do fagossomo, onde o alimento é incorporado pela célula, é formado o vacúolo digestivo responsável por digerir o alimento. Restos não aproveitáveis continuam sendo armazenados no vacúolo, que passa a ser chamado de vacúolo residual até serem eliminados por clasmocitose.

Estes protozoários de água doce se caracterizam por apresentar organelas citoplasmáticas denominadas vacúolos pulsáteis que é responsável pela eliminação do excesso de água. A reprodução dos Sarcodíneos, geralmente, ocorre por divisão binária, ou seja, por reprodução assexuada.

Diversidade de sarcodíneos

Os principais representantes dos sarcodíneos são as amebas e foraminíferos. Dentro do grupo das amebas são encontradas espécies de vida livre e algumas espécies denominadas tecamebas devido à presença de carapaça no revestimento externo da célula.[14]

Os foraminíferos são principalmente marinhos, caracterizados pela presença de carapaça aglutinada ou secretada. São importantes em pesquisas de prospecção de petróleo, uma vez que se tratam de bons indicadores.

Sarcodíneos Parasitas do Homem

Dentre os sarcodíneos que parasitam os seres humanos há algumas espécies de amebas que parasitam o intestino, são elas: a Entamoeba histolytica causadora da amebíase e a Endolimax nana que provoca dores abdominais, diarreia, vômitos e fadiga.

Mastigophora ou Flagelados

Também conhecidos como mastigóforos (mastix = flagelo; phoros = portar, ter) são microorganismos unicelulares que se movimentam através de flagelos. São divididos em dois grupos: os fitoflagelados, que geralmente possuem clorofila e, portanto, fazem fotossíntese; e os zooflagelados que são heterotróficos.[15] [16]

Alguns flagelados são denominados coanoflagelados pela presença de um “colarinho” ao redor da base. A locomoção dos flagelados ocorre por meio do batimento de longos flagelos (apêndices móveis em forma de “chicote”) que também pode ser utilizados para se alimentar e receber estímulos dos ambientes. Alguns podem possuir pseudópodes (“falsos pés”).

A grande maioria dos flagelados são heterótrofos assumindo principalmente relação parasitária, porém, existem também alguns autótrofos que realizam fotossíntese por meio de cloroplastos.

A maioria dos flagelados é de vida livre, entretanto, existem muitas espécies que parasitam humanos.

Na maior parte dos flagelados suas células caracterizam-se pelo formato oval, esférica ou alongada. A presença de carioteca no envolvimento do núcleo desses microrganismos permitem serem classificados como seres eucariontes.

Geralmente, os flagelados se reproduzem por fissão binária longitudinal (assexuada), no entanto, algumas espécies podem apresentar reprodução sexuada por meio da singamia.

Apesar de grande parte dos flagelados serem de vida livre, existem doenças graves causadas por espécies muito conhecidas de flagelados que parasitam, principalmente, os seres humanos como, por exemplo, a doença de Chagas e a doença do sono, ambas causadas por Tripanossomas da Ordem Protomonadida e, a giardíase, doença causada pela espécie Giardia Lamblia, um flagelado pertencente à Ordem Diplomonadida.

Os Flagelados Parasitas do Homem

Trichomona, Giárdia, Leishmania e Trypanossoma são alguns dos flagelados mais comuns que parasitam os seres humanos.[17]

A Trichomonas vaginalis é um parasita do sistema genital feminino e masculino cuja transmissão ocorre pelo ato sexual ou da utilização de sanitários sem condições higiênicas. [18]

A Leishmania brasiliensis provoca ulcerações progressivas cutâneas que podem se alastrar-se para as mucosas da boca, nariz e faringe. É conhecida como leishmaniose ou úlcera-de-bauru. Sua transmissão ocorre através da picada do inseto Phlebotomus intermedius, também conhecido com “mosquito-palha”. Sua profilaxia se dá por meio do combate ao mosquito, entretanto, há tratamento para essa patologia.

A Giardia lamblia é um flagelado que parasita o intestino causando disenteria mais conhecido como giardíase. Ela é transmitida quando ingere-se alimentos ou água contaminadas. Este parasita se instala no jejuno-íleo como, também, na vesícula biliar, isto quando ocorre torna o tratamento mais complicado. A profilaxia se dá por meio de cuidados com saneamento básico. O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, uma das doenças parasitoses causadas por protozoários mais importantes no Brasil. O pesquisador brasileiro Carlos Chagas foi quem descobriu o ciclo desta doença que é extremamente grave e sem cura, pois ela causa hipertrofia e flacidez na região atingida o que ocorre com mais frequência na musculatura cardíaca o que provoca disfunções que podem levar à morte a longo prazo. O vetor dessa doença é um inseto hematófago do grupo dos triatomídeos mais conhecido como barbeiro (Triatoma Infestans, Panstrongylus megystus, entre outras espécies).

Vale explicitar, ainda, outras espécies importantes desse grupo, tais como o Trypanosoma gambiensis e o Trypanosoma rhodesiense , ambos transmitidos pela mosca tsé-tsé e agentes etiológicos da doença do sono africano. Há, também, o Trypanosoma equiperdum que é transmitido via sexual e que infecta apenas os equinos.

Os Ciliados

É o grupo mais especializado possuindo dois núcleos distintos, o macronúcleo responsável pelas atividades metabólicas e micronúcleo responsável pelas funções genéticas tal como a hereditariedade e a reprodução. Com tamanho variando entre 10µm até 4,5mm, são normalmente encontrados na água doce e salgada e em locais com concentração de matéria vegetal em decomposição. A maioria é solitário e vive em vida livre, contudo há também indivíduos que parasitam outros seres vivos, também podem viver em colônias e por vezes de forma sedentária. Possuem formas corpóreas variadas, no entanto, é mais frequente a assimétrica. Alguns ciliados de simetria radial podem apresentar boca anterior. [19][20][21]

Os paramécios são os protozoários ciliados mais comuns. São geralmente encontrados em água estagnada rica em matéria orgânica, podem ser visualizados a olho nú.

Figura 5. Estrutura Paramécio [21]

A locomoção dos ciliados ocorre na água por meio do batimento de numerosos cílios curtos (organelas em forma de pelos ou tentáculos sugadores), que em alguns protozoários são utilizados também para ingestão de alimento. É conhecido como “ondas metacronais” o movimento provocado na água pelos cílios.

A maioria, também, é heterotrófica sendo que a estrutura oral dos ciliados é constituída por um citóstoma e por uma citosfaringe. A ingestão de alimento ocorre por fagocitose, o alimento é encaminhado pelos cílios para a citosfaringe e por fim o alimento adentra o vacúolo alimentar.

A reprodução dos ciliados pode ocorrer de forma sexuada ou assexuada. A reprodução assexuada ocorre por meio da fissão binária transversal. Já a reprodução sexuada ocorre pelo processo denominado conjugação, o qual ocorre a união entre dois ciliados (conjugantes) e a transmissão de material genético por meio da formação de uma ponte citoplasmática.

Figura 6. Reprodução ciliados [22]

Diversidade dos Ciliados

Outros representantes do grupo dos ciliados são os suctórios, o peritríqueo e o hipotríqueo.

Um grupo de ciliados bem diferente é o dos suctórios, haja vista que possuem cílios apenas nas fases iniciais de desenvolvimento. Quando adulto perdem os cílios e fixam-se no substrato. Ali desenvolvem estruturas especiais denominadas tentáculos que são utilizados na captura de alimento. Os suctórios se alimentam de outros ciliados que ao serem tocados pelos tentáculos são imobilizados pelos tricocistos (estruturas em forma de bastonetes usadas como defesa), sendo assim o citoplasma da presa é sugado pelos tentáculos e digerido em vacúolos digestivos no interior dos suctórios.[23]

Existe apenas um ciliado conhecido que parasita o ser humano, Balantidium coli adquirido com ingestão de água ou alimentos contaminados com cistos do parasita. Este se aloja no intestino grosso e provoca diarréias.

Esporozoários

São protozoários parasitas que não possuem estruturas para locomoção durante a fase adulta. Sua nutrição ocorre por absorção direta dos seres parasitados. Algumas espécies podem ter mais de um hospedeiro. A reprodução dos esporozoários possui alternância entre assexuada e sexuada dependendo do seu ciclo vital. [24] [25]

A reprodução assexuada possui um tipo específico denominado esporogonia, o qual o núcleo de uma célula sofre diversas divisões, e, posteriormente, os núcleos gerados são isolados por uma membrana com um pouco de citoplasma para formarem os esporos. [26]

O gênero Plasmodium

Com relação ao ser humano, os esporozoários mais importantes são os de gênero Plasmodium, responsáveis pela malária ou maleita. A malária é mais frequente na região africana, que correspondem a quase 100% (99,7%) dos casos de malária no ano de 2018, sendo que havia um número estimado de 228 milhões de casos de malária em todo o mundo, embora tenha tido uma grande diminuição de casos em relação a 2010 (que era correspondente a 251M), onde ainda em 2018, houve uma estimativa de 405.000 mortes em todo o mundo, em comparação com 416.000 mortes estimadas em 2017 e 585.000 em 2010 [27].

O agente transmissor da malária para o homem é feita pelo mosquito do gênero Anopheles. Sendo quatro dessa espécie, real responsável pela transmissão: A. darlingi, no interior do país; A. aquasalis, na região costeira do país, de SP para o Norte; A. cruzi e A. bellator, na região Sul do país. Ao picar uma pessoa sadia, o mosquito introduz o protozoário, na forma de esporozoítos, iniciando o ciclo do parasita no indivíduo infectado. Os esporozoítos vão até a corrente sanguínea e dali passam para as células do fígado, no interior das quais se reproduzem por esquizogonia, originando vários trofozoítos. Eles rompem as células hepáticas, podendo até infectar novas células ou voltar para a corrente sanguínea e penetrar nas hemácias novamente. Então nessas células, os trofozoítos adquirem a forma de anel e sofrem nova esquizogonia, dando origem agora aos chamados merozoítos. Assim ocorrendo o rompimento das hemácias, os merozoítos são liberados para infectar novos glóbulos vermelhos, dividindo-se por esquizogonia, porém, em alguns casos os merozoítos não se dividem, mas passam por um processo de diferenciação, assim, surgem os gametócitos. Ao picar uma pessoa infectada, o inseto suga hemácias normais, mas também aquelas que contêm os gametócitos, iniciando o ciclo de Plasmodium no corpo do mosquito.

No estômago do inseto, os gametócitos, diferenciam-se em gametas (masculinos e femininos) e em seguida ocorre a fecundação. O zigoto forma um cisto na parede do estômago, no interior do qual ocorre a esporogonia (o zigoto sofre meiose e as células haploides multiplicam várias vezes, dando origem a vários esporozoítos que quebram o cisto, são liberadas e penetram na glândula salivar do mosquito). Assim, ao picar outro indivíduo sadio, reinicia-se o ciclo.

A doença causada pelo Plasmodium é caracterizada por acessos febris (variando entre as espécies). As três (espécies) que ocorrem no Brasil possuem patogenicidade diferente, e apenas o P. falciparum é capaz de levar o indivíduo a morte. Esta espécie pode apresentar linhagem resistentes a medicamentos, onde se torna um dos principais problemas nos programas de controle da malária, podendo se tornar proporções alarmantes na saúde pública[28]. As outras espécies restantes, provocam acessos maláricos e anemia capazes de reduzir sua economia física e capacidade de trabalho, mas sendo menores os casos de morte.

Toxoplasma gondii

É um protozoário de distribuição geográfica mundial, podendo atingir até 60% da população em determinados países. É uma zoonose muito frequente em várias espécies de mamíferos e aves. O gato e outros felídeos são os hospedeiros definitivos ou completos, os humanos e outros animais, podem ser os hospedeiros intermediários ou incompletos. Este esporozoário é o agente causador da toxoplasmose (uma infecção causada por contágio indireto). Durante seu ciclo vital, passa por um estágio de reprodução por esporogonia, no hospedeiro definitivo (gatos e outros felídeos não imunes), e por uma fase de reprodução assexuada (esquizogonia), nos tecidos de vários hospedeiros, inclusive de gatos e do ser humano.

Vários tecidos, células e líquidos orgânicos como saliva, leite, esperma etc., podem ser o hábitat do T. gondii. Nos felídeos não imunes podem ser encontradas as formas do ciclo sexuado no epitélio intestinal, junto às fezes, sendo esta a forma resistente, dita oocisto.

A contaminação ocorre através da:

  • ingestão de oocistos presentes em alimentos ou objetos contaminados;
  • ingestão de cistos presentes em carnes mal cozidas, especialmente de porco e carneiro;
  • transmissão congênita ou placentária.

A manifestação do protozoário se dá por meio de febre constante, exantema (manchas puntiformes avermelhadas na pele), gânglios aumentados, aumento do fígado e do baço, e pode desenvolver complicações como pneumonia e encefalite. Ainda não existe um medicamento eficaz contra a doença. As drogas utilizadas atuam contra as formas proliferativas, mas não contra os cistos.

Fungos — Fungi

O reino Fungi é caracterizado por ser um grupo de organismos eucariontes, aclorofilados e heterótrofos, podendo ser pluricelular ou unicelular (leveduras). Os fungos já estiveram classificados no reino Vegetal, por ter características parecidas com a das plantas, porém são aclorofilados e, portanto, não possuem pigmentos fotossintetizantes.

Esses organismos apesar de não apresentarem pigmentos fotossintetizantes como a clorofila, contém em suas paredes celulares quitina e glucanos; além de poderem ser unicelulares (leveduras) ou filamentosos (bolores)[29]. Essas diferenças entre o reino Fungi e os Plantae e Animalia, conferem ao mesmo a formação de um único grupo de organismos relacionados entre si que partilham um ancestral comum (grupo monofilético).

O reino dos fungos compreende uma grande diversidade, com estratégias de ciclos de vida, ecologias e morfologias heterogêneas. E estes diferentes atributos são estudados por um ramo da biologia denominada micologia [30]. Há a descrição formal de cerca de 100 000 (cem mil) espécies de fungos apenas, porém, existindo uma estimativa próxima de 4 milhões de espécies [31]. Algumas das formas para classificação são baseadas especialmente em características morfológicas, podendo também serem classificadas através de suas características fisiológicas e bioquímicas.

Os fungos classificados como microrganismos são os unicelulares e pertencem a duas classes: Deuteromycetes e Ascomycetes. O principal exemplo de fungo unicelular é a Saccharomyces cerevisae, conhecida como levedura. Esse fungo é capaz de obter energia através do processo de fermentação e se reproduz assexualmente.

Saccharomyces cerevisae[32]


Prolífero em todo o mundo e em variados ecossistemas, os fungos possuem grande importância em diferentes finalidades. Há muito tempo são utilizados na alimentação humana através da ação de seu metabolismo para a obtenção de produtos alimentícios como: pão (agentes levedantes); vinho e cerveja mediante a fermentação. Além da alimentação, possuem participação na produção de antibióticos, atuam como agentes biológicos no controle de pragas agrícolas. Possuem uma fundamental relevância quanto ao ciclo de nutrientes no solo e incorporação de matéria orgânico ao mesmo. Porém, também possuem sua importância nociva, pois podem decompor materiais artificiais e construções, e se tornar patogênicos. Ainda algumas espécies produzem micotoxinas (como alcaloides e policetídeos), que são compostos bioativos tóxicos a humanos e animais.

Etimologia

A etimologia da palavra portuguesa fungo deriva do termo em latim fungus referente a cogumelo. Já o termo fungus é derivado do grego sphongos “esponja”, referente à morfologia e estrutura macroscópica dos bolores e cogumelos.

A palavra micologia é derivada da junção dor termos em grego mykes (“cogumelo”) e logos (“discurso”), que remete ao estudo científico dos fungos.

Características

Anteriormente eram classificados como membros do reino Plantae devido às suas semelhanças com o modo de vida, já que grande parte dos fungos são organismos imóveis, além de similar quanto a morfologia geral e o habitat em que progride. Porém, a introdução de métodos moleculares de análise filogenética fez com que os taxonomistas os considerassem como um distinto reino, o Fungi, que inclui macro e microorganismos, pois possuem características comuns entre suas distintas espécies, bem como características particulares quanto à genética, morfologia e propriedades bioquímicas[33].

Características Exclusivas

  • Algumas espécies de desenvolvem como leveduras unicelulares reproduzindo-se por gemulação ou por fissão binária. Gemulação pode ser explicada como um processo reprodutivo, em que ocorre a formação de uma dilatação chamada gema, formada no interior do organismo progenitor, que separa-se para constituição de um novo indivíduo; e a fissão binária é a descrição referente à divisão de uma única entidade biológica em duas partes ou mais e a regeneração das mesmas para reconstruir unidades semelhantes ao original.
  • Os fungos possuem parede celular e esta é composta por glicanos e quitina, que podem ser encontrados no exoesqueleto de artrópodes e em plantas, respectivamente.

Características Comuns

  • Domínio Eukarya: os núcleos dos fungos são delimitados por uma membrana e possuem, em seu interior, cromossomos que contém DNA (ADN - ácido desoxirribonucleico) em regiões distintas chamadas Exóns: que codifica aminoácidos de uma proteína, noutras moléculas de RNA maduro; e Íntrons: são parcelas de DNA de um gene que não codificam nenhuma parte da proteína produzida pelo gene e que separa da sequência constituída pelos exóns.
  • Reino Plantae: assim como as plantas, os fungos podem se reproduzir por meios sexuados e assexuados; e assim como alguns filos do reino Plantae, podem possuir núcleos tipicamente haploides. Além de apresentar parede celular e até vacúolos.
  • Reino Animalia: os fungos também não possuem cloroplastos e são organismos heterotróficos¹, requerendo compostos orgânicos existentes para atuarem como fontes de energia.
  • Assim como algumas espécies de animais e plantas, espécies de fungos apresentam a qualidade da bioluminescência².

¹Heterotrofismo: aborda àqueles seres vivos (denominados heterotróficos) que não possuem a capacidade de produção seu próprio alimento, ou seja, sua alimentação é através da ingestão de compostos orgânicos pré-existentes, sendo esses, seres vivos heterotróficos ou organismos autotróficos (que possuem a capacidade de produção de sua energia para seu próprio metabolismo, ex.: plantas quando realizam a fotossíntese.

²Bioluminescência: é a geração de luz por organismos vivos através de dois tipos de substâncias químicas, luciferase e luciferina. Enquanto a primeira age como enzima a outra produz luz a medida que é oxidada. Esta característica é homoplástica, ou seja, surgiu, independentemente de semelhanças genéticas, diversas vezes na história evolutiva.

Curiosidade: Um dos fungos mais importante para a sociedade foi o Penicillium, que é o fungo que deu origem ao antibiótico mais importante para a população, a Penicilina. [34]

Fórmula da Penicilina[35]


Morfologia

Muitos fungos são formados por hifas, conjunto de filamentos tubulares envoltos em uma parede celular de quitina e glucano. Um conjunto de hifas forma um complexo chamado de micélio, e um conjunto de micélios forma o talo. Após se desenvolver começa a produzir células reprodutivas chamadas de esporos. Os esporos também podem ser produzidos a partir de um corpo de frutificação. Essas estruturas estão presentes em indivíduos pluricelulares, mas há também fungos unicelulares, como as leveduras, que não formam hifas. [36]

As hifas são esses filamentos tubulares ramificados preenchidos por citoplasma. Podem ser classificadas em septadas ou cenocíticas (não septadas) como mostrado na figura abaixo. O septo é uma divisão no filamento, formando diversas células seguidas. Nas hifas não septadas o material nuclear está solto no citoplasma, junto com as demais organelas celulares, tais como Complexo de Golgi, retículo endoplasmático e ribossomos . Por fim, há a possibilidade de uma hifa ser parcialmente septada (junto com a cenocítica é a mais comum entre os fungos), o que permite a passagem de pequenas organelas por entre as células, mas não do núcleo e nem das mitocôndrias, influenciando no momento da reprodução.

Diferenças entre hifas septadas e contínuas[37]

Os esporos são as células reprodutivas produzidas pelo micélio a partir de certo estágio de seu desenvolvimento. São capazes de gerar um novo indivíduo sem fundirem com outra célula reprodutiva.

A resistência da parede celular dos fungos, a caracterização em septado ou não septado, os seus tamanhos, entre outros fatores, variam de acordo com a fase de crescimento do fungo. Já a aparência das hifas (mais densa, com forma, ou então mais aerada, como um emaranhado de fios) variam de acordo com o substrato ao qual o fungo está instalado, desde o solo e folhas, até tecidos animais[38]. Dessa forma, há uma enorme variedade de fungos, desde leveduras como a Saccharomyces cerevisiae, células individuais, até os fungos do gênero Rozella, dos mais antigos, parasitas que não apresentam quitina na parede celular.

Evolução

Diferente dos reinos Animalia ou Plantae, o reino Fungi se caracteriza por não apresentar um registro significativo de fósseis. Alguns fatores contribuem para tal incluindo: a natureza dos esporocarpos, que são tecidos moles, carnosos e facilmente degradáveis; dimensões microscópicas da maioria das estruturas fúngicas.

Fósseis de fungos encontrados no Ártico com idade entre 900 milhões e 1 bilhão de anos[39]

Os mais antigos fósseis já encontrados que apresentam características dos fungos datam do Eoarqueno, há cerca de 1440 milhões de anos. Estudos mais recentes estimam o aparecimento dos fungos há aproximadamente 900 - 1000 milhão de anos, como os fósseis da imagem ao lado que foram encontrados em 2019 no Ártico e atualmente são classificados como os restos de fungos mais antigos já encontrados. [40]

Durante boa parte da era paleozoica, os fungos foram aquáticos e consistiram de organismos semelhantes aos atuais quitrídios, com esporos flagelados. A mudança evolutiva para um modo de vida terrestre pediu uma diversidade de estratégias para obtenção de nutrientes, como o parasitismo, o saprobismo, e o desenvolvimento de relações mutualistas como as micorrizas e a liquenização.

Estudos indicam que os fungos colonizaram a terra durante o Câmbrico (há 542 – 488 milhões de anos), bem antes das plantas. Fósseis de hifas e esposos recuperados do Ordovícico de Wisconsin assemelham-se a Glomerales atuais, que são fungos simbióticos do filo Glomeomycota, e existiram em um período no qual a flora terrestre era constituída por plantas avasculares semelhantes a briófitas. Fósseis de fungos passam a ser comuns e inconfundíveis do início do Devónico (há 416 – 359 milhões de anos). Nesse mesmo período, há cerca de 400 milhões de anos, os Ascomycota e os Basidiomycota divergem. Todas as classes de fungos modernos já eram presentes no final do Carbónico (há 318 – 299 milhões de anos).[41]

Reprodução

Os fungos podem se reproduzir de maneira assexuada e/ou sexuada. Em ambas, os esporos apresentam um papel fundamental. Porém a maioria se reproduz de forma assexuada, podendo ocorrer de três maneiras:pelo crescimento e pela disseminação de hifas, pela produção assexuada de esporos e pela simples divisão celular.[46]

Reprodução Assexuada

A reprodução assexuada, onde um indivíduo da origem a uma duplicata, sem contribuição genética de outro indivíduo, ocorre de diferentes maneiras nos fungos

Fissão ou Divisão Celular

Em fungos simples, unicelulares, a reprodução pode ocorrer por divisão celular (mitose), onde uma célula mãe da origem a células filhas, idênticas.

Fragmentação

Na fragmentação, os micélios se separam do corpo do fungo, cada um desses pedaços se desenvolve, formando um novo indivíduo.

Brotamento ou gemulação

Nesse processo, brotos¹ são formados nas hifas, ou na superfície da célula para fungos unicelulares. Estes brotos têm o citoplasma contínuo com a sua célula mãe. A célula mãe divide seu núcleo, por mitose, e transporta um de seus núcleos filhos para o citoplasma do broto. O broto, agora nucleado, continuará a crescer, podendo originar novos brotos, por brotamento, e eventualmente se separará da célula mãe, originando novos indivíduos.

Esporulação

A formação de esporos assexuados é a maneira mais comum de reprodução assexuada. Hifas especiais no micélio são formadas, os esporangióforos, que contém o esporângio, estrutura capaz de produzir esporos. Quando os esporos estão maduros, o esporângio abre, expelindo grande quantidade de esporos, que são transportados por diversos fatores ambientais (vento, água…), caso encontrem um local adequado, os esporos germinam, produzindo novos micélios, reiniciando o ciclo.[47]

Reprodução Sexuada

Na reprodução sexual, a meiose apresenta papel fundamental, assim como em outros seres vivos, e pode ser descrita como a fusão de dois núcleos a partir da união de duas células reprodutoras (gametas). Nos fungos toda reprodução sexual pode ser dividida em três fases: Plasmogamia, onde duas células haploides compartilham o citoplasma e se unem, com seus núcleos coexistindo em uma mesma célula. Cariogamia, onde há a fusão dos núcleos, e aparecimento do zigoto, por fim, pós fusão, há a (meiose), formando um novo gameta sexual, que por sua vez, inicia um novo ciclo de desenvolvimento.[48]

Esquema da reprodução Sexuada e Assexuada dos fungos[49]


¹Brotos Protuberância inicial de uma célula se proliferando, que se desenvolve e origina um organismo

Taxonomia

Tradicionalmente incluídos em muitos manuais e classificações de botânica, porém, como já abordado anteriormente, agora os fungos estão mais próximos dos animais do que das plantas, sendo alocados juntamente com os animais no grupo monofilético dos opistocontes [50]. O Reino Fungi é subdividido em seus filos que são:

  • Chytridiomycota;
  • Zygomycota;
  • Ascomycota;
  • Basidiomycota; e
  • Glomeromycota[51].

Filo Chytridiomycota

Vulgarmente conhecidos como quitrídios, os Chytridiomycota têm uma distribuição mundial. Produzem zoósporos capazes de movimento ativo através de fases aquosas, com um único flagelo, o que levou os taxonomistas antigos a classificá-los como protistas. As filogenias moleculares, inferidas de sequências de RNA (ARN) ribossômico, sugerem que os quitrídios são um grupo basal divergente dos outros filos de fungos [52], consistindo de quatro clados principais com evidências sugestivas de parafilia ou possivelmente polifilia.

O Quitridiomicetos são fungos de filo Chytridiomycota, sua denominação refere-se à estrutura do corpo de frutificação (“pequeno pote”), que contém zoósporos. A parede celular possui quitina. Devido aos zoósporos, um possível remanescente de sua adaptação a ambientes aquáticos , como água doce e solos úmidos, os quitrídios diferem-se de vários outros fungos. Muitas espécies de quitrídios são conhecidas, algumas são constituídas de células únicas, enquanto que outras são formadas por colônias de hifas. Incluem formas de vida livre que degradam matéria orgânica, como Allomyces, e parasitas de animais, plantas e protistas. A quitridiomicose em sapos é causada pelo quitrídio Batrachochytrium dendrobatidis, esse organismo infecta a epiderme do sapo, causando problema na capacidade da respiração cutânea. Acredita-se, que devido ao aumento da temperatura global, e com isso, a melhor condição de crescimento para os quitrídios, as relações entre anfíbios e quitrídios se tornaram mais intensas ao redor do mundo. [53]

Filo Zygomycota

O filo compreende todos os fungos que produzem zigósporos formados em zigosporângio, o qual é formado pela conjugação de duas hifas haplóides, durante a reprodução sexuada. Também se reproduzem assexuadamente através de esporangiósporos, formados dentro de esporângios.[54]. Podem ser descritos como fungos de conjugação, terrestres filamentosos que vivem no solo como decompositores ou parasitas de plantas, insetos e até outros animais.

Os zigomicetos são fungos do filo Zygomycota, são conhecidos principalmente pelo seu papel de deterioração de alimentos, muito encontrados no solo e em matéria vegetal em decomposição. Todos são cenocíticos (multinucleados), sendo uma característica unificadora a formação de zigósporos. Um exemplo de zigomicetos é o bolor preto do pão, Rhizopus stolonifer, o mesmo apresenta um ciclo de vida complexo, que inclui a reprodução assexuada como sexuada. [55]

Filo Ascomycota

A maioria dos ascomicetos possui sistema somático filamentoso, ou seja, são constituídos por hifas, formadas por filamentos longos e ramificados que, em conjunto com outras hifas formam o micélio[56]. Na maioria das espécies do filo Ascomycota (ascos) estão contidos numa estrutura chamada de ascoma. Cada asco produz oito ascósporos (ou múltiplos de 8), que resultam de uma meiose seguida de uma mitose, embora ascos com quatro esporos sejam característicos de algumas espécies.

Os glomeromicetos são fungos do filo Glomeromycota, que representam um grupo relativamente pequeno, porém com enorme importância ecológica. Acredita-se que os glomeromicetos, na forma simbiontes de plantas, tiveram grande importância na capacidade de plantas vasculares primitivas colonizar o solo. [57]

Filo Basidiomycota

É um filo que engloba as espécies que produzem esporos numa estrutura em forma de bastão, o qual é chamado de basídio e também de basidiomicetos. O micélio é septado, ou seja, dividido por paredes celulares, mas os septos ou paredes transversais são perfurados.

Filo Glomeromycota

A maioria dos representantes desse filo formam associação simbiótica obrigatória com vegetais, exceto Geosiphon pyriformis (Geosiphonaceae) que forma associação simbiótica com cianobactérias (grupo de bactérias que obtêm energia por fotossíntese). Todos os representantes dessa divisão se reproduzem assexuadamente formando Glomerosporos como estruturas reprodutivas. Caracterizam-se por formar associação com raízes da maioria das famílias de plantas[58].

Ecologia

Os fungos apresentam formas variadas de vida e podem ser: saprófagos, parasitas ou predadores, em todos esses casos, a alimentação do fungo se dá por meio de liberação de enzimas digestivas de seu corpo para o do meio orgânico, atacando as moléculas simples e as transformando em meio aquoso na qual o fungo se alimenta. Os fungos têm o importante papel de decompositores na natureza. Em seu processo alimentar, os fungos, através de enzimas, decompõem compostos orgânicos (de organismos vivos ou mortos) e os liberam no ambiente. Renovando e reciclando nutrientes no solo e na água vitais para diversos processos biológicos. Além do importante papel ecológico dos fungos para a decomposição e reciclagem do meio ambiente, os fungos parasitas causam doenças em animais, inclusive em humanos e plantas, além de serem responsáveis pelo apodrecimento de frutos, tornando-os impróprios para consumo humano, gerando maiores desafios na pesquisa para melhoria e prolongação da vida útil do fruto, desde a plantação até o consumidor final, tendo como principais etapas o melhoramento genético, armazenamento e transporte, assim diminuiria os grandes prejuízos econômicos atuais causados. Outro exemplo de degradação e prejuízos na agricultura são as doenças fúngicas que atacam importantes plantações brasileiras, como no caso da doença Ferrugem Asiática (Phakopsora pachyrhizi), principal doença que remete às culturas de soja no Brasil e são responsáveis por custo médio de US$ 2,8 bilhões por safra no Brasil. [59]

Folha de soja, atacada pela doença Ferrugem Asiática. [60]

Algas — Algae

A classificação das algas sempre foi um desafio para muitos pesquisadores dessa área (ficologistas), pois esses organismos não compartilham de um ancestral comum1), logo não estão relacionados entre si necessariamente, esses organismos permeiam por características de diversos outros grupos, como o dos protozoários e dos fungos e já chegou a fazer parte do Reino Plantae, mas hoje, classificam-se dentro do Reino Protista. As algas são organismos fotossintetizantes, eucariontes, possuindo organismos unicelular ou pluricelular e predominantemente aquáticos.

As algas representam um universo extremamente vasto, possuindo organismos com diferentes ciclos de vidas, diferentes pigmentos fotossintetizantes, morfologias diferenciadas, diversos tamanhos, como por exemplo espécies que são microscópias a espécies que podem possuir comprimentos de até 60 metros. As algas podem ser encontradas em diversos tipos de hábitats, no ambiente aquático, em água doce ou salgada, no ambiente terrestre são encontradas em troncos de árvores, rochas, desertos, geleiras e neves.

As algas possuem um papel ecológico fundamental, elas são responsáveis pela produção da maior parte do oxigênio disponível e ainda são a base alimentar para maior parte da vida aquática. Para os humanos, são utilizadas também na confecções de produtos farmacêuticos e industriais.

Classificação

As classificações mais recentes dividem as algas em oito filos. As principais características utilizadas para a classificação são a composição da parede celular, os tipos de substância de reserva e os tipos de pigmentos presentes nos cloroplastos.[61]

Classificação das algas[62]


Algas Unicelulares

Filo Bacillariophyta

Diatomáceas [63]

Conhecidas também como Diatomáceas, são seres fotossintetizantes com clorofila tipo a e c, tendo como principal característica morfológica uma parede celular dividida em duas partes de valvas, constituídas por sílica opalina polimerizada (SiO2.nH2O), que recebe o nome de frústula. Constituem o tipo mais corriqueiro de fitoplâncton, que é responsável por uma geração estimada entre 20% e 50% do oxigênio molecular liberado na atmosfera. As substâncias de estoque de energia são lipídios, presente nos vacúolos, e polissacarídeo solúvel em água. Ocorrem em ambientes aquáticos e úmidos. São dividas em dois tipos de acordo com a frústula:

  • Diatomáceas Penadas : Simetria bilateral
  • Diatomáceas Cêntricas: Simetria radial

A reprodução das diatomáceas pode ser de forma assexuada (na maioria das vezes) ou sexuada. A reprodução assexuada consiste numa divisão binária e, a cada divisão, o tamanho da célula reduz. Quando o tamanho chega a um nível crítico, a célula se reproduz de forma sexuada, através de gametas formados pela meiose, retomando o tamanho de origem do organismo.

Filo Chrysophyta

Chrysophyta[64]

Conhecida por possuir seres de coloração dourada, devido ao pigmento fucoxontina, são seres fotossintetizantes ou mixtróficos, com clorofila tipo a e c e, normalmente, são biflagelados. Sua reserva energética é feita pelo carboidrato crisolaminarina. Sua reprodução acontece tanto de maneira assexuada quanto sexuada, no primeiro ocorre uma divisão que originam 3 tipos de esporos: zoósporo, aplanósporo e enterósporo. Já no segundo a reprodução é majoritariamente feita pela isogamia.

Filo Dinophyta

Dinophyta[65]

São organismos biflagelados que se locomovem por meio de giros devido à disposição de seus flagelos. Grande parte dos dinoflagelados fazem a fagocitose de partículas orgânica, porém há organismo mixotróficos. Possuem vacúolo e a substância de reserva energética é o amido. São responsáveis pela chamada maré vermelha. A reprodução dos dinoflagelados é em sua maior parte assexuada, feita por meio da divisão binária. Na reprodução sexuada, a fecundação pode ser feita de forma anisogâmica (gametas diferentes) ou isogâmica (gametas idênticos).

Filo Euglenophyta

Euglena [66]

Seres conhecidos como euglenófitos, possuem flagelos e são mais encontrados em água doce. A maioria de seus representantes são heterófito, contudo possuem organismos fotossintetizantes com clorofila tipo a e b. A substância de reserva energética é o paramido. Se reproduzem de forma assexuada, por meio da mitose longitudinal.

Microalga

Baseando-se no critério da constituição celular, as Algas são divididas em dois grupos: As macroalgas (pluricelulares) e as microalgas (unicelulares), ambas facilmente encontradas em ambientes aquáticos (rios, lagos e mares). A diferença principal entre as macros e a microalgas é quanto ao tamanho, as unicelulares (micros) não são visíveis ao olho nu, seu tamanho fica em torno de 1µm (10e-6m)[67].

As microalgas, um dos principais constituintes do fitoplâncton, podem ser encontradas em corpos aquáticos, folhas e/ou caules de vegetais, podem também ser encontradas nos líquens (simbiose com fungos). São encontradas de forma individual e em grandes colônias, são fundamentais para a manutenção da vida no planeta Terra, já que juntos das macrófitas aquáticas (plantas aquáticas), são responsáveis pela maior parte da produção de oxigênio (O2) da atmosfera.

Microalgas[68]

Estima-se que existem entre 200.000 a 800.000 espécies de microalgas, apenas 35.000 foram descritas e catalogadas, pertencem a um grupo heterogêneo de organismos, são unicelulares, eucarionte (núcleo definido) ou procarionte (não possuem núcleo e nem mitocôndrias). São composta por pigmentos e um metabolismo fotoautotróficos (obtém energia a partir da luz solar), formadoras de colônias de pouca ou nenhuma diferenciação celular, exercem preponderantes funções biológicas, ecológicas e econômicas.

As microalgas possuem estruturas simples, não necessitam de significativos teores nutricionais,e, auxiliadas pela presença da luz se reproduzem de forma acelerada. Para cultivá-las são utilizados antimicrobianos (substância que destrói ou combate bactérias, fungos, vírus ou protozoários), para não haver competição interespecífica. Em comparação com a produção agrícola, sua velocidade de reprodução pode chegar de 10 a 100 vezes mais que certas culturas convencionais. [69]

Vantagens ecológicas da produção de microalgas: Devido sua fácil adaptação e reprodução em ambientes novos, as microalgas são apelidadas de controladoras do efeito estufa, produz quantidade elevada de Oxigênio (O2), a partir da conversão do Gás Carbônico (CO2). Sua significativa permutação de Gás Carbônico em Oxigênio, gera interesses de países para a obtenção de créditos de carbono para que possam ter um saldo positivo, de modo a equilibrar suas altas emissões de CO2 pela combustão de combustíveis fósseis.

O interesse nas microalgas para o consumo humano é recente, reporta à segunda metade do século XX, quando foram descobertas espécies comestíveis com significativas taxas de proteínas, vitaminas e antioxidantes. Dentre as espécies comestíveis, destaca-se a Chlorella (Chlorella vulgaris), uma alga proveniente de águas doces, rica fonte de ferro, zinco, magnésio, selénio, clorofila (responsável pela desintoxicação do corpo humano), proteína completa (proteínas que contém todos os aminoácidos essenciais) e vitaminas B,C e E [70].

Na área de tratamento de água, as microalgas podem ser inseridas durante processo final de tratamento, suas vantagens é o baixo custo e alta eficiência, metabolizam nitrogênio (N) e fósforo (P), e alguns hormônios.

Vantagens econômicas das microalgas: Destaca-se o cultivo na produção de biomassa (matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia), utilização no setores alimentícios, cosméticos, medicamentos e de combustíveis [71]

Alimentação humana e animal, cosméticos e medicamentos

Dentre outros, na produção de:

  • Produção de pigmentos (Ex: Astaxantina/ Cataxantina e Ficocianina), utilizados na nutrição humana e animal e na área biomédica (corantes);
  • Produção de ácidos graxos poli-insaturados (Ex: EPA e DHA), utilizados na nutrição humana e animal e composição de cosméticos (antioxidantes);
  • Produção de aminoácidos (micosporinas), utilizados em cosméticos (filtros solares);
  • Produção de ficocoloides (Ex: Ágar, Carragenina/Alginato), utilizados nos alimentos (estabilizantes), na área Biomédica/Farmacêutica);
  • Produção de esteróis (fitosterol), utilizados na nutrição animal (aquacultura);
  • Produção de aminoácidos e proteínas (Chorella e Spirulina), utilizados na nutrição humana e animal;
Produção de combustível
Produção microalgas para biocombustível [72]

Com os avanços da sociedade contemporânea, os avanços da ciência e tecnologia, as variações do valor do petróleo, a preocupação com o meio ambiente e comportamentos sociais, a busca por combustíveis renováveis estimulam pesquisas e incentivos no mundo todo[73].

Ganha destaque o biodiesel, definido pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, como sendo um composto por alquil-esteres e ácidos carboxílicos de cadeia longa, produzidos a partir da transestericação e/ou esterificação de ácidos graxos de origem vegetal ou animal.

As vantagens ambientais do biodiesel fundamenta-se na não toxicidade, ausência de compostos aromáticos e sulforosos, também reduz a emissão de compostos dióxido de enxofre (SO2), monóxido de carbono (CO) e gás carbônico (CO2)[74].

Economicamente, de forma sucinta, pode ampliar a segurança energética do país, reduz importações, auxilia o agronegócio e cria empregos fixando o homem do campo na zona rural e pode gerar receitas com eventuais exportações[75].

Atualmente as principais fontes para a produção de biodiesel são óleos vegetais (soja, palma, girassol, algodão, amendoim e outros), gordura animal e reuso de óleo descartados nas frituras[76], contudo, as microalgas vêm sendo considerada na produção do biodiesel, como a única opção capaz de substituir completamente os combustíveis de petróleo.

O óleo extraído das células das microalgas pode ser utilizado na produção de biodiesel (através da transesterificação de cadeia curta, produzindo ésteres de cadeia longa [77]), sendo tão rentável quanto ao biodiesel provindo de plantas, porém necessitam de áreas menores em relação às áreas para cultivo agrícola. Outra vantagem do biodiesel gerado a partir de microalgas é que pode ser misturado e associado com o diesel convencional de origem fóssil.

Além de biodiesel é possível a produção de bioetanol (combustível renovável de menor agressividade ao meio ambiente), seu processo consiste em três fases:

  1. Pré-tratamento: engloba o cultivo realizado pela aquicultura,secagem e trituração (rompimento da parede celular);
  2. Sacrificação: a partir da utilização de um ácido é realizado a hidrólise dos carboidratos;
  3. Fermentação: da biomassa por leveduras (exemplo: Saccharomyces cerevisiae), tendo como produto final o álcool.[78]

Algas Multicelulares

Filo Charophyta

São também conhecidas como algas carófitas. Esse grupo contém algas verdes que vivem em água-doce e têm estrutura similar às classes de organismos mais simples do Reino Plantae. São seres autróficos, com clorofíla tipo a e b e a substância de armazenagem energética é o amído.

Chara vulgaris[79]


Filo Chlorophyta

O grupo das Chlorophytas possui a maior diversidade entre as algas. Os organismos podem ter dimensões microscópicas ou ter metros de altura, podem ser unicelulares ou pluricelulares, viver em diversos tipos de habitat (mais abundante em água doce, vivendo na zona bentônica) e possuem até mesmo diferentes modos de reprodução. A clorofila presente é a do tipo a e b e a substância de armazenagem de energia é o amido.

Chlorophytas[80]


Filo Phaeophyta

Também conhecidas como feofíceas ou algas pardas, as algas do Filo Phaeophyta habitam o meio marinho e são multicelulares. Seu tamanho varia de centímetros a metros, podendo chegar a cerca de 60 metros, algumas espécies possuem características peculiares, as quais podem se assemelhar a folhas e caules. Como já fora sugerido anteriormente, sua cor varia entre bege claro e marrom-amarelado. As espécies são exclusivamente autotróficas, existindo também seres endofíticos. A clorofila presente é do tipo a e c, com caroteno e fucoxontina. Sua substância de reserva energética é a laminarina[81].

Filo Rhodophyta

Também conhecidas como rodofíceas ou algas vermelhas, as algas do Filo Rhodophyta são em sua maior parte, multicelulares. Sua maior ocorrência acontece em mares tropicais, porém podem aparecer em água doce e em superfícies úmidas, como tronco de árvores. Sua cor varia do vermelho até o roxo-escuro. Costuma possuir um talo ramificado, obtendo em sua base uma estrutura especializada na fixação ao substrato[82].

Reprodução

A reprodução das algas ocorrem de duas maneiras: sexuada e assexuada

Reprodução assexuada

A reprodução assexuada não envolve gametas, desta maneira, não existe variabilidade genética entre os organismos. Seu mecanismo de reprodução pode ser divididos em 3 tipos principais: Divisão binária, fragmentação e zoosporia[83].

  • Divisão binária: A divisão binária (mitose) é uma característica das algas unicelulares, como por exemplo as euglenóides e diatomáceas, sua reprodução se dá pelo crescimento da célula, que por sua vez adquire um volume maior que sua área, criando uma instabilidade metabólica. Desta forma a célula encontra condições favoráveis para se repartir em duas, sua divisão ocorre no sentido longitudinal, formando duas novas algas com estruturas idênticas.
  • Fragmentação: A fragmentação é uma característica de algas multicelulares, sua reprodução se dá pela laceração ou desprendimento de um talo adulto de alga, a partir dele é formado um novo indivíduo geneticamente idêntico, que ao se estabelecer a um substrato, encontra condições favoráveis para dar continuidade a sua vida.
  • Zoosporia: A zoosporia é comum de algas multicelulares, sua reprodução se dá pela liberação de células flageladas (zoósporos) ou sem flagelos (aplanósporos). A partir do citoplasma de uma célula, uma ou mais células reprodutivas são geradas, estas células são liberadas e ao encontrar um substrato são capazes de se desenvolver e voltar a se reproduzir.

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada é feita pela maioria das algas, esta reprodução envolve a produção de gametas, a associação de seus genes e cromossomos e a meiose. Seu mecanismo de reprodução pode ser divididos em 3 ciclos principais: Haplobionte diplonte, haplobionte haplonte e diplobionte (alternância de gerações)[84].

  • Haplobionte diplonte: No ciclo haplobionte diplonte a meiose ocorre na formação dos gametas, os gameta femininos e masculinos são haploides, durante o processo de fecundação dos gametas ocorre a fusão citoplasmática e fusão dos núcleos, que por divisões mitóticas forma um corpo multicelular diploide, e quando estiver maduro irá produzir gametas por meiose promovendo uma variabilidade genética.
  • Haplobionte haplonte: No ciclo haplobionte haplonte o zigoto é a única célula diploide e nela ocorre a mitose zigótica. O organismo adulto é haploide e produz gametas por mitose,quando se fecundam formam o zigoto diploide que sofre a meiose, e geram organismos haploides, quando estiverem maduros produzirão gametas por meiose.

Alternância de gerações

Grande parte das algas multicelulares apresenta alternância de gerações, ou seja, alternam gerações de indivíduos haploides e indivíduos diploides. Os indivíduos diploides se caracterizam por surgirem através do desenvolvimento do zigoto, o zigoto por sua vez, surge através da fusão de dois gametas haploides. As células de indivíduos diploides passam por meiose, e assim originam células haploides chamadas de esporos. Dito isso, é possível compreender o porquê que os talos diploides dessas algas são chamados de esporófitos. Quando um esporo encontra condições adequadas, ele germina, então se divide através da mitose, originando um talo haploide. O talo haploide, quando adulto, produz gametas, sendo chamado de gametófito. Como dito anteriormente, os gametas, que são células haploides, se unem duas a duas, formando assim o zigoto[85]. Por fim, o zigoto se desenvolve em um esporófito diploide, fechando o ciclo. (Vide ilustração abaixo)

Ciclo alternante em Ulva lactuca[86]

Importância ecológica e econômica das Algas

As algas também são conhecidas tanto por sua importância ecológica, quanto pela importância econômica que possuem, junto com as bactérias fotossintetizantes formam o fitoplâncton, que além de ser responsável por quase 90% da fotossíntese realizada no planeta (sendo que quase toda produção do gás oxigênio provém da fotossíntese), também serve como base das cadeias alimentares aquáticas. São consideradas o pulmão do mundo, uma vez que produzem muito mais do que consomem por serem seres muito pequenos. [87]

Além disso a importância ecológica das algas não se limitam a produção de oxigênio e alimento para seres maiores, são conhecidas por serem um bom indicador de poluição ambiental, uma vez que os ambientes que possuem grande quantidade de algas sofreram pouco impacto, já que as algas funcionam como um purificador para as águas poluídas, funcionando assim como biorremediadores.

Na parte econômica as algas desempenham diversas funções, são importantes principalmente na cultura oriental no que se diz respeito a alimentação, já que possuem um papel de protagonista junto com os peixes, em especial as algas pardas e as verdes. Exemplo: Phorphyra sp., mais conhecida como nori pelos japoneses, é usada para fazer os famigerados sushis.

É possível extrair das algas substâncias como os colóides, que são uma mistura de uma substância com moléculas muito pequenas, como por exemplo o ágar, os alganimatos e a carragenina que formam substâncias viscosas e podem desempenhar diversos papéis, como por exemplo géis para a indústria de biotecnologia, na indústria alimentícia são encontrados na composição de diversos alimentos e bebidas industrializados, e na fabricação de produtos gelatinosos, como a pasta de dente.

Possuem também uso medicinal, sendo encontrada na cultura de diversos países orientais, como Japão, China e Coréia a milhares de anos, algumas possuem uma comprovação científica, como as algas pardas que são utilizadas no tratamento do bócio, uma doença que afeta a glândula da tireoide no corpo. E outras que ainda são estudadas para se analisar a eficácia em diversos tratamentos para asma, bronquite, hipertensão e outras doenças.

Na agricultura podem desempenhar um papel de fertilizantes e adubos para as culturas, seus talos podem ser utilizados como adubos naturais, uma vez que são ricos em nutrientes e sais minerais como por exemplo nitrogênio e potássio que são essenciais para o desenvolvimento das plantas, e também são comercializados desidratados, em forma de grão ou pó e servem como fertilizantes para algumas culturas.

Ver Também

Ligações Externas

Notas

Referências


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1)
Quando isso ocorre, denominamos de Polifilético
fa733/micro_eucariontes.txt · Última modificação: 03/08/2020 14:36 por Matheus Bragadin Garrido