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07/08/2015

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Filogenia dos grandes grupos de eucariontes fotossintetizantes

Linhagem dos Cromoalveolados: Algas Pardas

- Filogenia dos grandes grupos de eucariontes fotossintetizantes.

-- Linhagem dos Cromoalveolados

---Algas Pardas

•Filogenia dos organismos fotossintetizantes com clorofila a

•Filogenia dos grandes grupos de eucariontes fotossintetizantes

•Filogenia dos grupos de algas e significado taxonômico do termo alga

•Ambientes de ocorrência das algas – marés e zonação

•Linhagem dos Cromoalveolados e algas pardas

•Características das algas pardas: pigmentos, reserva, parede celular, tipo de

flagelos, estrutura dos cloroplastos, estrutura vegetativa, crescimento, tipos de

gametas e esporos, órgãos de reprodução, histórico de vida.

•Importância econômica e ecológica das algas pardas.

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Woese (1983)

As linhagens

das algas

(domínios)

Baldauf, 2008: árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004

Origem e evolução das algas

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

Heterokontes

ou Stramenopiles

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Linhagens das algas?


Chromalveolados

Excavados

Unicontes

Origem e evolução das algas

Heterokontes

ou Stramenopiles

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O termo alga tem significado taxonômico?

“Algas”

•Organismos normalmente fotossintetizantes

•Normalmente aquáticos ou de ambientes úmidos.

•Órgãos de reprodução normalmente não protegidos por células

estéreis.

•Normalmente sem elementos de condução.

Na prática – grupo de organismos extremamente diverso e com

origens muito distintas!

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Linhagens de algas que serão estudas neste curso

Grupo Parede Pigmentos Reserva Flagelo Plastos

(invólucros)

Org.

tilacóides

Histórico

vida

cianobactérias

Clorofila a, ficocianina,

ficoeritrina,

carotenóides

Amido das

cinofíceas - - - -

Vermelhas


ficoeritrina,

carotenóides

Amido das

florídeas 2 Livres

T, h

D, h

Pardas

Clorofila a, c

carotenóides

(fucoxantina)

X 4 3 D, h

H, d

Verdes Clorofila a, b

carotenóides Amido X 2

2-6 ou

granum

D, i

H, d

H, h

Principais ambientes

Ambientes : marinho ou de água doce (ou terrestres úmidos)

Ambiente marinho: bentos ou plâncton

Ambiente bentônico: supra-litoral

médio-litoral (zona de marés)

infra-litoral

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ZONAÇÃO

SUPRA

MÉDIO

INFRA

MARÉ

Perfil diagrama

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Marés

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Rhodophyta

-1,2 bi anos

Pré-c

am

bria

no

Pale

ozó

ico

Mesozóico

Cenozóico

Cyanophyta

600 mi

225 mi

75 mi

Chlorophyta

-0,8 bi anos

Ochrophyta

- 570 mi anos


Linhagem dos Chromoalveolados

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

Heterokontes

ou Stramenopiles

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-Phaeophyta

-Bacillariophyta

- Dinophyta

Algas com fucoxantina e clorofila c

Archibald & Keeling, 2002

-Phaeophyta

-Bacillariophyta

- Dinophyta

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Origem e evolução dos eucariotos

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

Heterokontes

ou Stramenopiles

Cloroplastos: ultra-estrutura

Envelope: quatro membranas

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Flagelos (gametas e zoósporos)

- 2 flagelos:

1 longo e plumoso

1 curto e liso

- geralmente inseridos lateralmente.

HETEROCONTES

Em síntese:

• As algas - em 4 das 5 linhagens (Keeling 2004): grupo não monofilético.

• Ocorrência - grande diversidade de ambientes.

• Ambientes marinhos – marés determinantes na distribuição (supralitoral,

médiolitoral e infralitoral).

• Principais características morfológicas e bioquímicas distintivas: pigmentos

fotossintetizantes, reserva, flagelo, invólucro dos cloplastos, organização

dos tilacóides, ciclo de vida.

• Posicionamento das algas pardas: Eucaria, Cromoalveolados, Stramenopila

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Algas pardas: diversidade específica e ecológica

Importância

Classificação

Bold & Wynne, 1985

Phaeophyta

Phaeophyceae

Chrysophyta

Bacillariophyceae

Lee, 1989

Phaeophyta

Divisão = Filo: phyta

Classe: ceae

van den Hoek, 1995

Heterokontophyta

Phaeophyceae

Bacillariophyceae

Chrysophyceae

Graham & Wilcox, 2000

Ochrophyta

Phaeophyceae

Bacillariophyceae

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Ocorrência e diversidade:

• ~265 gêneros, 1500-2000 sp.

• principalmente em águas frias

• 4-5 gêneros de água doce, o restante

é marinho

Filo Ochrophyta

Classe Phaeophyceae

(Algas Pardas)

Ochre = Pardo

PHYTON = Planta

Foto: Jaime Ojeda

Foto: Jaime Ojeda

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• Eucarióticas

• Formas: Multicelulares

• Pigmentos:

- Clorofila a, c,

- Xantofilas (fucoxantina)

- Carotenos (ß-caroteno)

• Parede cel.: celulose, ác. algínico e fucoidina

algumas c/ CaCO3 (em pouca quantidade ex. Padina).

• Reserva: laminarina, manitol e compostos fenólicos

(vesículas de fucosana)

• Flagelos: gametas e/ou esporos

Características gerais

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• Cloroplastos:

- 1 a muitos por célula

- forma variada.

- Lamelas arranjadas em

grupos de 3.

- envolvido por 4

membranas.

- Pirenóide - está presente nas

ordens mais primitivas

Cloroplasto de Fucus sp.

Morfologia:

• apenas formas multicelulares (gametas e esporos são unicelulares)

• formas microscópicas até algas com 60 m (ex. Macrocystis)

• filamentosa, pseudoparenquimatosa ou parenquimatosa

Macrocystis Dictyota

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Talo filamentoso: porção prostrada + filamentos eretos (ramificados ou não)

Unisseriados Plurisseriados

Talo pseudoparenquimatoso: filamentos justapostos

- Aspecto crostoso

- Aspecto cilíndrico achatado

Corte transversal

Porção apical

Desmarestia

Corte transversal

Ralfsia

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Talo parenquimatoso: células podem se dividir em vários planos

formando um tecido verdadeiro

• surgiu várias vezes no grupo

• cilíndrico ou achatado

• com diferenciação de medula e córtex

Talo parenquimatoso

• pode atingir grande complexidade, com células ~ a tubos

crivados que fazem o transporte de produtos da

fotossíntese.

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Crescimento:

● Intercalar ou difuso: maioria das células é capaz de se dividir.

Ex. Ectocarpales

● Tricotálico: divisões das células na base dos filamentos.

Ex. Desmarestiales

● Apical: uma ou um grupo de células apicais.

Ex. Fucales

● Meristema intercalar: zona meristemática na base da

lâmina.

Ex. Laminariales

● Meristoderme: meristema superficial que acrescenta células

de forma centrípeta ao córtex permitindo o aumento no

número de camadas e da superfície do talo.

● Reprodução: vegetativa, espórica e gamética

● Gametas:

ISOGAMIA ANISOGAMIA OOGAMIA

HETEROGAMIA

– + (morfologicamente

Idênticos)

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● Estrutura plurilocular: produz células móveis derivadas de

mitose. Ocorre no gametófito (gametângio) e no esporófito

(esporângio)

● Estrutura unilocular: apenas no esporófito, formado por uma

célula grande e esférica que corresponde ao centro da meiose.

Ectocarpales

Estruturas de reprodução

Ciclo de vida: haplobionte diplonte ou diplobionte (isomórfico ou

heteromórfico).

Diplobionte

(meiose espórica) talo (n) talo (2n)

R!

singamia gametas zigoto 2n

Esporos

E! E!

Haplobionte diplonte

(meiose gamética) gametas (n) talo (2n)

R!

singamia Zigoto 2n E!

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Histórico de vida de Ectocarpus siliculosus

n

2n

Diplobionte isomórfico

Estrutura

Plurilocular

Estrutura

Plurilocular

Estrutura

Unilocular

Ordem Ectocarpales

-Unisseriadas

-Diplobiontes isomórficas

-Colonizadores primários

-oportunistas

Ectocarpus

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Laminaria

Diplobionte heteromórfico

(meiose espórica)

2n

n

meiose

Esporófito Gametófito

diferenciação de tecidos (córtex e medula)

diferentes órgãos (apressório, estipe e lâmina).

células especializadas para transporte.

- as macroalgas mais abundantes

em substrato rochoso no infralitoral

de zonas temperadas e frias.

Nereocystis

“KELPS”

Laminaria- BR

Durvillea

Ordem Laminariales

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Haplobionte diplonte

(meiose gamética)

meiose

2n

Sargassum sp.

Sargassum

Ordem Fucales -Talo diferenciado (flutuadores, ramos em forma de folha,

receptáculos, eixo principal cilíndrico, apressório)

-Haplobiontes diplontes

-Estágios avançados da sucessão ecológica

-Anuais ou perenes

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Em síntese:

Divisão Parede Pigmentos Reserva Flagelo Plastos

(invólucros)

Org.

tilacóides

Histórico

vida

Cyanophyta


aloficocianina,ficoeritrina,

carotenóides

Amido das

cinofíceas - - - -

Rhodophyta Clorofila a, ficocianina,

ficoeritrina, carotenóides

Amido das

florídeas 2 Livres

T, h

D, h

Bacillariophyta Clorofila a, c

carotenóides

Crisolamin

arina, óleos X 4 3 H, d

Ochrophyta

(Classe

Phaeophyceae)

Celulose +

Ácido

algínico

Clorofila a, c

carotenóides

(fucoxantina)

Laminarin,

manitol, Hetero 4 3

D, h

H, d

Chlorophyta Clorofila a, b

carotenóides Amido X 2

2-6 ou

granum

D, i

H, d

H, h

Euglenophyta Clorofila a, b

carotenóides

Paramilo

(grãos) X 3 3 -

Diversidade nas escalas de comunidade

e ecossistema

•colonizadores primários

Divisão Ochrophyta

Classe Phaeophyceae (segundo Graham & Wilcox, 2000)

Sargassum

Ectocarpus

•estruturadores de habitat em diferentes escalas no ecossistemas marinhos

topo da sucessão ecológica

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Foto: Jaime Ojeda

Foto: F. Berchez

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Importância econômica das algas

pardas

• alimento para consumo humano devido ao seu alto valor nutricional (sais minerais e vitaminas) – consumo direto/indireto.

• alginatos: propriedades geleificante, de viscosidade, emulsificante, formação de filmes (tintas, vernizes, papéis), imobilização de moléculas.

• possuem importantes produtos naturais com elevada atividade biológica – antioxidantes, surfactantes, antimicrobianos, anticancerígenos, etc.

• diversos usos industriais, para ração de animais, fertilizantes, fármacos (ex. para combater o bócio - I).

Divisão Ochrophyta


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VITAMINAS (100 g)

A (iu) B1 (mg)

B2 (mg)

B6 (mg)

B12 (µg)

C (mg)

Niacina (mg)

Ácido fólico (µg)

Laminaria (kombu) 430 0,08 0,32 0,27 0,3 11 1,8

Hizikia fusiforme (hijiki)

150 0,01 0,02 0,57 0 4 21,8

Undaria pinnatifida (wakame)

140 0,11 0,14 15 10

Tomate 200 0,08 0,03 0,11 0 20 0,3 28

Espinafre 2.600 0,12 0,3 0,18 0 100 1 140

Maça 5 0,02 0,03 0,03 0 5 0,2 5

Couve 10 0,05 0,05 0,16 0 44 0,2 90

(modificado de Arasaki & Arasaki, 1983)

Importância

Divisão Ochrophyta


SAIS MINERAIS (mg %)

Cálcio Ferro Iodo

Laminaria sp. (kombu) 800 15 193 – 471

Undaria pinnatifida (wakame)

1.300

Hizikia fusiforme (hijiki) 1.400 29

Eisenia bicyclis 98 – 564

Sargassum confusum 300

Espinafre 98 3,3

Gergelim 1.100 16

Sardinha seca 330 10

Soja 190 7

Leite 100

Bife 3,6

Moluscos 0,29

Crustáceos 0,15

Peixe 0,07 (modificado de Arasaki & Arasaki, 1983)

Importância

Divisão Ochrophyta


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AULA PRÁTICA

• Divisão Ochrophyta

Classe Phaeophyceae: Sargassum (parenquimatoso)

Representante Ectocarpaceae

(filamentoso)

• trazer material: pinças, estilete, papel sulfite ou caderno, lâmina de barbear, lâmina e lamínula, lenço de papel.

•Bancadas – equipes fixas

• LIVROS: - Joly (1976)

- Joly (1965). Flora marinha do litoral

norte do estado de SP...

- Raven et al. (2007)

- Graham & Wilcox (2000)

- Bold & Wynne (1985)

.......outros ALGAS PARDAS

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•Localize o balde com o material coletado por sua dupla na excursão e separe apenas as

amostras de algas pardas.

•Com o auxílio de uma peneira lave delicadamente as algas em água de torneira para

retirar o excesso de formol (cuidado para não perder algas muito pequenas!).

•Acondicione cada espécie em placas de Petri.

•Enxague com água da torneira cada um dos sacos plásticos e reúna-os em um único

saco antes de colocá-los no lixo.

•Estude a organização vegetativa e reprodutiva das algas coletadas seguindo o roteiro

abaixo para cada espécie. A observação de todos os materiais deve sempre partir de seu

aspecto macroscópico (a olho nu e/ou no estereomiscroscópio), indo depois para o

microscópico (montagem em lâmina, corte transversal, etc.).

AULA PRÁTICA

Obrigado!!!

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