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07/08/2015
1
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?
Baldauf, 2008: árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
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
Clorofila a, ficocianina,
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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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
Baldauf, 2008: árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
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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Baldauf, 2008: árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
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
Clorofila a, ficocianina,
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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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
Classe Phaeophyceae (segundo Graham & Wilcox, 2000)
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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
Classe Phaeophyceae (segundo Graham & Wilcox, 2000)
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
Classe Phaeophyceae (segundo Graham & Wilcox, 2000)
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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!!!