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Filogenia dos grandes grupos de eucariontes fotossintetizantesLinhagem dos Cromoalveolados: Algas PardasDepartamento de Botânica

- 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)

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

Origem e evolução das algas

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

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Linhagens das algas?

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

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

Origem e evolução das algas

Departamento de Botânica

O termo alga tem significado taxonômico?

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“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 FlageloPlastos

(invólucros)Org.

tilacóidesHistórico

vida

cianobactériasClorofila a, ficocianina, ficoeritrina, carotenóides

Amido das cinofíceas - - - -

VermelhasClorofila a, ficocianina, ficoeritrina, carotenóides

Amido das florídeas 2 Livres

T, hD, h

PardasClorofila a, c carotenóides (fucoxantina)

X 4 3D, hH, d

Verdes Clorofila a, bcarotenóides Amido X 2

2-6 ougranum

D, iH, dH, h

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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

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Perfil diagrama

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Marés

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Rhodophyta-1,2 bi anos

Pré-

cam

bria

noPa

leoz

óico

Mesozóico

Cenozóico

Cyanophyta

600 mi

225 mi

75 mi

Chlorophyta-0,8 bi anos

Ochrophyta- 570 mi anos

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

Linhagem dos Chromoalveolados

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

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-Phaeophyta-Bacillariophyta- Dinophyta

Algas com fucoxantina e clorofila cDepartamento de Botânica

Archibald & Keeling, 2002

-Phaeophyta-Bacillariophyta- Dinophyta

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

Origem e evolução dos eucariotos

Chromalveolados

Excavados

Unicontes

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Cloroplastos: ultra-estruturaEnvelope: quatro membranasDepartamento de Botânica

Flagelos (gametas e zoósporos)

- 2 flagelos: 1 longo e plumoso 1 curto e liso

- geralmente inseridos lateralmente.

HETEROCONTES

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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 ecológicaImportância

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Classificação

Bold & Wynne, 1985

PhaeophytaPhaeophyceae

ChrysophytaBacillariophyceae

Lee, 1989

Phaeophyta

Divisão = Filo: phytaClasse: ceae

van den Hoek, 1995

HeterokontophytaPhaeophyceaeBacillariophyceae Chrysophyceae

Graham & Wilcox, 2000

OchrophytaPhaeophyceaeBacillariophyceae

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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 OchrophytaClasse Phaeophyceae

(Algas Pardas)

Ochre = PardoPHYTON = Planta

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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 e manitol 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.

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Morfologia:

• apenas formas multicelulares (gametas e esporos são unicelulares)

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

• filamentosa, pseudoparenquimatosa ou parenquimatosa

MacrocystisDictyota

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

Unisseriados Plurisseriados

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Talo pseudoparenquimatoso: filamentos justapostos

- Aspecto crostoso

- Aspecto cilíndrico achatado

Corte transversalPorção 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

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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 célulasde forma centrípeta ao córtex permitindo o aumento no número de camadas e da superfície do talo.

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● 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 reproduçãoDepartamento de Botânica

Ciclo de vida: haplobionte diplonte ou diplobionte (isomórfico ou heteromórfico).

Diplobionte(meiose espórica) talo (n) talo (2n)

R!

singamiagametas 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

EstruturaPlurilocular

EstruturaPlurilocular

EstruturaUnilocular

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Ordem Ectocarpales

-Unisseriadas-Diplobiontes isomórficas-Colonizadores primários-oportunistas

Ectocarpus

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Laminaria

Diplobionte heteromórfico(meiose espórica)

2n

n

meiose

EsporófitoGametófito

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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 LaminarialesDepartamento de Botânica

Haplobionte diplonte(meiose gamética)

meiose

2n

Sargassum sp.

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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 FlageloPlastos

(invólucros)Org.

tilacóidesHistórico

vida

CyanophytaClorofila a, ficocianina, aloficocianina,ficoeritrina, carotenóides

Amido das cinofíceas - - - -

Rhodophyta Clorofila a, ficocianina, ficoeritrina, carotenóides

Amido das florídeas 2 Livres

T, hD, h

Bacillariophyta Clorofila a, c carotenóides

Crisolaminarina, óleos X 4 3 H, d

Ochrophyta(Classe Phaeophyceae)

Celulose +Ácidoalgínico

Clorofila a, c carotenóides (fucoxantina)

Laminarin,manitol Hetero 4 3

D, hH, d

Chlorophyta Clorofila a, bcarotenóides Amido X 2

2-6 ougranum

D, iH, dH, h

Euglenophyta Clorofila a, bcarotenóides

Paramilo(grãos) X 3 3 -

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Diversidade nas escalas de comunidade e ecossistema

•colonizadores primários

Divisão OchrophytaClasse 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 OchrophytaClasse 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 1,8Hizikia 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 28Espinafre 2.600 0,12 0,3 0,18 0 100 1 140Maça 5 0,02 0,03 0,03 0 5 0,2 5Couve 10 0,05 0,05 0,16 0 44 0,2 90

(modificado de Arasaki & Arasaki, 1983)

ImportânciaDivisão Ochrophyta

Classe Phaeophyceae(segundo Graham & Wilcox, 2000)

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SAIS MINERAIS (mg %)Cálcio Ferro Iodo

Laminaria sp. (kombu) 800 15 193 – 471Undaria pinnatifida (wakame)

1.300

Hizikia fusiforme (hijiki) 1.400 29Eisenia bicyclis 98 – 564Sargassum confusum 300Espinafre 98 3,3Gergelim 1.100 16Sardinha seca 330 10Soja 190 7Leite 100Bife 3,6Moluscos 0,29Crustáceos 0,15Peixe 0,07

(modificado de Arasaki & Arasaki, 1983)

ImportânciaDivisão 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 litoralnorte 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 PRÁTICADepartamento de Botânica

Obrigado!!!

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