CYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIAAspectosAspectos

BiológicosBiológicos

EcológicosEcológicos

Qual a abordagem Qual a abordagem da aula de da aula de CYANOBACTERIA?CYANOBACTERIA?

TaxonômicosTaxonômicos

ImportânciaImportância Geral Geral

Saúde PúblicaSaúde Pública

((ReinoReino ) EUBACTERIA ) EUBACTERIA ((FiloFilo) ) CyanobacteriaCyanobacteria

DOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIADOMÍNIO BACTERIA

CyanophytaCyanophyta -- CianófitasCianófitasAlgasAlgas AzuisAzuis ouou azulazul--esverdeadasesverdeadas

CYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIA

ImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportância

RegistrosRegistrosRegistrosRegistrosRegistrosRegistrosRegistrosRegistros fósseisfósseisfósseisfósseisfósseisfósseisfósseisfósseis dededededededede

3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 bilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhões de de de de de de de de anosanosanosanosanosanosanosanos

ImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportância

ORIGEM DOS OCEANOS E ORIGEM DOS OCEANOS E CONTINENTESCONTINENTES

1,5 bilhões1,5 bilhões

Eucariontes Eucariontes UnicelularesUnicelulares

PROCARIONTESPROCARIONTES

.1

.2

Slide 4

.1 De acordo com as teorias mais comumente aceitas entre os antropólogos actuais, o Homo sapiens teve origem nas savanas de África entre 130.000 a 200.000 anos atrás,[6] descendendo do Homo erectus, e teria colonizado a Eurásia e a Oceania há 40.000, colonizando as Américas apenas há 10.000 anos.[7] A recente (2003) descoberta de outra subespécie diferente da atual Homo sapiens sapiens, o Homo sapiens idaltu, na África, reforça esta teoria, por representar um dos elos perdidos no conhecimento da nossa evolução. .; 14/09/2009

.2 O homem de Flores extinguiu-se há cerca de 15 000 anos por causas desconhecidas. As várias hipóteses sugeridas incluem competição com o homem moderno ou uma violenta erupção vulcânica ocorrida na ilha há 12 000 anos. Seja qual for o motivo, o homem de Flores foi aparentemente a última espécie do género Homo a extinguir-se, muito depois do Neanderthal desaparecido há 28 000 anos..; 14/09/2009

Estromatolitos (Fósseis - 3.5 a 2 bi)Grego: Grego: Grego: Grego: stromastromastromastroma = camada= camada= camada= camadae e e e lithoslithoslithoslithos = rochas.= rochas.= rochas.= rochas.

•Carbonatos - cianobactérias -outros organismos

•Fim do précambriano –•Fim do précambriano –Declínio rápido

gastrópodes herbívoros(exceto locais hipersalinos)

ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 ESTROMATÓLITOS (3,5 B.a.B.a.B.a.B.a.B.a.B.a.B.a.B.a.) = ) = ) = ) = ) = ) = ) = ) = estruturas sedimentares de estruturas sedimentares de origem biogênica, construídas pelas bactérias cianofíceas origem biogênica, construídas pelas bactérias cianofíceas

lagoaslagoaslagoaslagoas hipersalinashipersalinashipersalinashipersalinas emememem Shark Bay, Shark Bay, Shark Bay, Shark Bay, nananana AustráliaAustráliaAustráliaAustrália

Estromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisEstromatólitos atuaisLagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)Lagoa Salgada (RJ)

Srivastava,NSrivastava,N..KK.. 20022002.. LagoaLagoa Salgada,Salgada, RJRJ --EstromatólitosEstromatólitos recentesrecentes.. InIn::Schobbenhaus,CSchobbenhaus,C.;.; Campos,DCampos,D..AA.. ;;Queiroz,EQueiroz,E..TT.;.; Winge,MWinge,M.;.; BerbertBerbert--Born,MBorn,M..LL..CC..((EditsEdits..)) SítiosSítios GeológicosGeológicos ee PaleontológicosPaleontológicosdodo BrasilBrasil.. 11.. eded.. BrasiliaBrasilia:: DNPM/CPRMDNPM/CPRM --ComissãoComissão BrasileiraBrasileira dede SítiosSítios GeológicosGeológicos eePaleobiológicosPaleobiológicos (SIGEP),(SIGEP), 20022002.. vv.. 0101:: 203203--209209..

3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 bilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhõesbilhões de de de de de de de de anosanosanosanosanosanosanosanos

FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE

CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA –––––––– ImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportância

FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE

PPPPPPPPrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeiros a a a a a a a a produziremproduziremproduziremproduziremproduziremproduziremproduziremproduzirem clorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofila aaaaaaaaPPPPPPPPrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeirosrimeiros a a a a a a a a produziremproduziremproduziremproduziremproduziremproduziremproduziremproduzirem clorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofilaclorofila aaaaaaaa

MMMMMMMMaisaisaisaisaisaisaisais antigosantigosantigosantigosantigosantigosantigosantigos organismosorganismosorganismosorganismosorganismosorganismosorganismosorganismos fotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesprodutoresprodutoresprodutoresprodutoresprodutoresprodutoresprodutoresprodutores de de de de de de de de oxigêniooxigêniooxigêniooxigêniooxigêniooxigêniooxigêniooxigênio

Cyanobacteria estabeleceram os Cyanobacteria estabeleceram os primeiros ambientes aeróbicosprimeiros ambientes aeróbicos

EvoluçãoEvolução dos dos primeirosprimeiros seresseresaeróbiosaeróbios

2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H OOOOOOOO + CO+ CO+ CO+ CO+ CO+ CO+ CO+ CO ⇒⇒⇒⇒2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H22222222OOOOOOOO + CO+ CO+ CO+ CO+ CO+ CO+ CO+ CO22222222 ⇒⇒⇒⇒

OOOO22222222 + CH+ CH+ CH+ CH2222O + HO + HO + HO + H2222OOOO

AncestraisAncestrais dosdos plastídeosplastídeos:: asas organelasorganelasfotossintéticasfotossintéticas dasdas algasalgas verdesverdes ee plantasplantas atuaisatuais..

CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA CYANOBACTERIA -------- ImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportânciaImportância

ChlorophytaChlorophyta

OcorrênciaOcorrência2800 2800 morfoespéciesmorfoespécies, 150 , 150 gênerosgêneros

Ecossistemas Ecossistemas aquáticosaquáticos

Lagos e RiosLagos e RiosEpífitasEpífitas

MaresMares

LagosLagos

RiosRios

OcorrênciaOcorrência

EpífitasEpífitas

EpizóicasEpizóicas

EpilíticasEpilíticas

SoloSolo

EpizóicasEpizóicas

OcorrênciaOcorrênciaHabitats:Habitats:

PraticamentePraticamente ememtodostodos osos lugareslugares

FontesFontes TermaisTermais

FontesFontes TermaisTermais

FontesFontes TermaisTermais

GeisersGeisers

GeloGelo

Associações mutualísticas

Associações Associações mutualisticasmutualisticas

FungiFungi ((AscomycotaAscomycota))++CyanobacteriaCyanobacteria((NostocNostoc))

NostocNostoc

LíquensLíquens com apotécioscom apotécios

2800 2800 morfoespéciesmorfoespécies, 150 , 150 gênerosgêneros

Tamanho: microscópicasTamanho: microscópicas

•Dimensões

Microscópio óticoMicroscópio óticoMicroscópio óticoMicroscópio óticoMicroscópio óticoMicroscópio óticoMicroscópio óticoMicroscópio ótico

5 5 5 5 5 5 5 5 µµmmmmmmmm

20 20 20 20 20 20 20 20 µµmmmmmmmm

2800 2800 morfoespéciesmorfoespécies, 150 , 150 gênerosgêneros

Tamanho: macroscópicasTamanho: macroscópicas

•Dimensões

Olho Olho Olho Olho Olho Olho Olho Olho núnúnúnúnúnúnúnú

1 cm1 cm1 cm1 cm1 cm1 cm1 cm1 cm20 cm20 cm20 cm20 cm20 cm20 cm20 cm20 cm

CYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIACYANOBACTERIA

organismosorganismosorganismosorganismosorganismosorganismosorganismosorganismos

PROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTES

AUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DEAUSÊNCIA DE

Cloroplasto, Cloroplasto, Cloroplasto, Cloroplasto, Cloroplasto, Cloroplasto, Cloroplasto, Cloroplasto, cariotecacariotecacariotecacariotecacariotecacariotecacariotecacarioteca, mitoc, mitoc, mitoc, mitoc, mitoc, mitoc, mitoc, mitocôôndrias, ndrias, ndrias, ndrias, ndrias, ndrias, ndrias, ndrias, golgigolgigolgigolgigolgigolgigolgigolgi, RE, RE, RE, RE, RE, RE, RE, RE

MicrocystisMicrocystis

PROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTESPROCARIONTES

TrichodesmiumTrichodesmium

DolichospermumDolichospermum ((AnabaenaAnabaena))ProchloronProchloron

CyanotheceCyanothece

• Não apresentam Não apresentam cariotecacarioteca

• Não têm cloroplastosNão têm cloroplastos

mas têm DNA e RNAmas têm DNA e RNA

mas apresentam mas apresentam pigmentos e tilacóidespigmentos e tilacóides

Parede CelularParede CelularParede CelularParede CelularPlasmalemaPlasmalemaPlasmalemaPlasmalema

TilacóidesTilacóidesTilacóidesTilacóides

FicobilissomosFicobilissomosFicobilissomosFicobilissomos

AerótoposAerótoposAerótoposAerótopos

Camada Camada Camada Camada mucilaginosamucilaginosamucilaginosamucilaginosa

CarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomo

Amido de Amido de Amido de Amido de cinofíceas cinofíceas cinofíceas cinofíceas ----grânulosgrânulosgrânulosgrânulos

MUREÍNA: peptidioglucanoMUREÍNA: peptidioglucano

POLISSACARÍDEOSPOLISSACARÍDEOS

Cianobactérias

• Não têm mitocôndriasNão têm mitocôndrias

pigmentos e tilacóidespigmentos e tilacóides

mas têm enzimas do Ciclo mas têm enzimas do Ciclo de Krebs da cadeiade Krebs da cadeiarespiratóriarespiratória

Grânulos de Grânulos de Grânulos de Grânulos de cianoficinacianoficinacianoficinacianoficina

DNADNADNADNADNADNADNADNARibossomosRibossomosRibossomosRibossomos

CarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomoCarboxissomo

RubiscoRubiscoRubiscoRubiscoRubiscoRubiscoRubiscoRubisco

Cromoplasma e Centroplasma PlasmídiosCromoplasma e Centroplasma Plasmídios

ParedeParedeParedeParedeParedeParedeParedeParede CelularCelularCelularCelularCelularCelularCelularCelular NN--acetilmurâmico e a acetilmurâmico e a NN--acetilglucosamina acetilglucosamina -- MureínaMureína

ProchloronProchloron

SynechocystisSynechocystis –– MS MS –– camada mucilaginosa; W1camada mucilaginosa; W1--W4 W4 ––camadas da parede celular (W2 camadas da parede celular (W2 –– peptideoglucanopeptideoglucano, , W4 W4 –– membrana externa membrana externa –– lipoprotêicalipoprotêica); CM ); CM ––membrana plasmática. membrana plasmática. SmardaSmarda etet al. 1979)al. 1979)

RV1

Slide 20

RV1 As bactérias Gram-negativo apresentam uma parede estratificada constituída por uma membrana externa e por uma camada mais interna que contém peptidoglicano e que é mais fina que a das Gram-positivo. Deste modo, o precipitado insolúvel, que se forma por acção do mordente, é removido (camada de peptidoglicano é mais fina que a das Gram-positivo e a membrana externa é parcial ou totalmente solubilizada pelo agente descolorante), pelo que as células ficam descoloradas, corando de vermelho pelo contrastante. Desta forma, a diferente estrutura da parede bacteriana e, em particular a espessura da camada de peptidoglicano, é a responsável pelo diferente comportamento das bactérias face à coloração de Gram. O peptidoglicano é um heteropolímero rígido e insolúvel na água, constituído por cadeias lineares de dois açúcares aminados – NAG (ácido n-acetilglucosamina) e NAM (ácido n-acetilmurâmico) – ligados entre si por ligações glicosídicas. As cadeias lineares ligam-se entre si através de cadeias de quatro aminoácidosREVISOR; 18/09/2013

MucMuc –– PolissacarídeosPolissacarídeosL4 L4 LipoprotêicasLipoprotêicasL3L3

L2 L2 -- PeptideoglucanasPeptideoglucanasL1L1

MPMP

CianobactériasCianobactérias –– GramGram -- Bactérias Bactérias GramGram ++

((NN--acetilglucosaminaacetilglucosamina

ácido ácido NN--acetilmurâmicoacetilmurâmico))

Coloração de Coloração de GramGram : cristal violeta: cristal violeta

NN--acetilmurâmico e a acetilmurâmico e a NN--acetilglucosaminaacetilglucosamina

CLOROFILA A (e B)CLOROFILA A (e B)

PigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentos fotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantesfotossintetizantes

ProchloronProchloron

Clorofila Clorofila aa, que em conjunto com a clorofila , que em conjunto com a clorofila bb, é o pigmento fotossintético de , é o pigmento fotossintético de maior eficiência na captação de energia luminosa. maior eficiência na captação de energia luminosa. A clorofila A clorofila aa é o único pigmento fotossintético capaz de funcionar como centro de é o único pigmento fotossintético capaz de funcionar como centro de reacção do fotossistema II, no interior dos tilacóides, oxidando a água e reacção do fotossistema II, no interior dos tilacóides, oxidando a água e produzindo O2 produzindo O2 -- convertendo a energia absorvida em compostos orgânicos. convertendo a energia absorvida em compostos orgânicos.

TV2

Slide 22

TV2 As eubactérias apresentam apenas o Fotossistema I para oxidar o H2S (fotossíntese anaeróbica), e as cianobactérias, microalgas e vegetais superiores possuem o fotossistema I e o II. O fotossistema II permite utiliza a H2O para reduzir o CO2.Thelma; 19/12/2012

FicobilinasFicobilinas –– ficobilissomosficobilissomos

PigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentosPigmentos acessóriosacessóriosacessóriosacessóriosacessóriosacessóriosacessóriosacessórios

Parte externa do Parte externa do tilacóidetilacóide

Absorvem a luz em Absorvem a luz em comprimentos de onda comprimentos de onda comprimentos de onda comprimentos de onda distintos da clorofila a.distintos da clorofila a.

Não são capazes de Não são capazes de transferir a energia da luz transferir a energia da luz solar para a via solar para a via fotossintética: devem passar fotossintética: devem passar a energia absorvida para a a energia absorvida para a clorofilaclorofila--aa..

FICOBILISSOMOSFICOBILISSOMOS•• Pigmentos acessórios Pigmentos acessórios –– ficoeritrinaficoeritrina, , ficocianinaficocianina e e

aloficocianinaaloficocianina

Ampliam a capacidade de captura luminosa para Ampliam a capacidade de captura luminosa para fotossíntese fotossíntese -- antenaantena

Transferência de energiaTransferência de energia

FicoeritrinaFicoeritrina (500(500--570 570 nmnm))

FicocianinaFicocianina (550(550--650 650 nmnm))

AANNTTEENNAA

FicocianinaFicocianina (550(550--650 650 nmnm))

AloficocianinaAloficocianina (655(655--660 660 nmnm))

Clorofila a (670Clorofila a (670--685 685 nmnm))

Cyanobacteria

Características Gerais

PROCARIONTES

Clorofila A e B

Ficobilinas ausentes

P.C. MUREÍNA

Tilacóides AGRUPADOS e vacúolo

- não usuais no grupo

Prochloron

Água salgada

Simbiontes

PROCARIONTEPROCARIONTE

CLOROFILA A e BCLOROFILA A e B

NÃO POSSUEM FICOBILINASNÃO POSSUEM FICOBILINAS

Ascidias Ascidias Ascidias Ascidias Ascidias Ascidias Ascidias Ascidias -------- tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais tropicais e subtropicais -------- 21 21 21 21 21 21 21 21 -------- 31 31 31 31 31 31 31 31 ooooooooCCCCCCCC

“Prochlorophyta???”

Água salgada

Simbiontes

ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???ANCESTRAL DAS ALGAS VERDES E DOS CLOROPLASTOS DAS PLANTAS SUPERIORES???

BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOLOGIA MOLECULAR -------- RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE RELACIONADAS COM AS PROTEINAS DE CIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIASCIANOBACTÉRIAS

EVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTEEVOLUÇÃO INDEPENDENTE

Água doce

Planctônicos

Simbiontes

Unicelulares e Filamentosos

Pigmentos Pigmentos

CaracterísticasCaracterísticas GeraisGeraisCyanobacteriaCyanobacteria

•• Clorofila Clorofila A A e e BB

FicocianinaFicocianina

ReservaReserva Parede CelularParede Celular

Amido de Amido de CianofíciasCianofícias

GlicogênioGlicogênio

MUREÍNAMUREÍNA

((peptídioglicanopeptídioglicano -- NN--acetilglucosaminaacetilglucosamina e e

•• FicobilinasFicobilinas••AusenteAusente emem••PróclorófitasPróclorófitas!!?!!?

FicocianinaFicocianinaAloficocianinaAloficocianinaFicoeritrinaFicoeritrina

GlicogênioGlicogênio

Alfa 1,4Alfa 1,4

CianoficinaCianoficina

(ausente?)(ausente?)

acetilglucosaminaacetilglucosamina e e ácido ácido NN--acetilmurâmicoacetilmurâmico))

MUCILAGEMMUCILAGEM(polissacarídeos)(polissacarídeos)

ReproduçãoDivisãoDivisão celularcelular –– bipartiçãobipartição –– mitosemitose EsporosEsporos

EndósporosEndósporos

TrocaTroca de de plasmídeosplasmídeos -- registradaregistrada

HormogonioHormogonioHormogonioHormogonioHormogonioHormogonioHormogonioHormogonio

MOBILIDADE MOBILIDADE ROTAÇÃO OU DESLIZAMENTOROTAÇÃO OU DESLIZAMENTOROTAÇÃO OU DESLIZAMENTOROTAÇÃO OU DESLIZAMENTO

CONDIÇÕES ÓTIMAS PARA FOTOSSÍNTESECONDIÇÕES ÓTIMAS PARA FOTOSSÍNTESECONDIÇÕES ÓTIMAS PARA FOTOSSÍNTESECONDIÇÕES ÓTIMAS PARA FOTOSSÍNTESE

OBTENÇÃO DE NUTRIENTES INORGÂNICOSOBTENÇÃO DE NUTRIENTES INORGÂNICOSOBTENÇÃO DE NUTRIENTES INORGÂNICOSOBTENÇÃO DE NUTRIENTES INORGÂNICOS

FLUTUAÇÃOFLUTUAÇÃO -- PROTEÇÃOPROTEÇÃO-- NUTRIENTESNUTRIENTES

AERÓTOPOSAERÓTOPOSAERÓTOPOSAERÓTOPOS

(VESÍCULAS DE GÁS)(VESÍCULAS DE GÁS)(VESÍCULAS DE GÁS)(VESÍCULAS DE GÁS)CILINDROS OCOS PERMEÁVEIS CONTROLA M A CILINDROS OCOS PERMEÁVEIS CONTROLA M A CILINDROS OCOS PERMEÁVEIS CONTROLA M A CILINDROS OCOS PERMEÁVEIS CONTROLA M A MIGRAÇÃO NA COLUNA D’ÁGUA MIGRAÇÃO NA COLUNA D’ÁGUA MIGRAÇÃO NA COLUNA D’ÁGUA MIGRAÇÃO NA COLUNA D’ÁGUA

BUSCA DE MELHORES CONDIÇÕES DE BUSCA DE MELHORES CONDIÇÕES DE BUSCA DE MELHORES CONDIÇÕES DE BUSCA DE MELHORES CONDIÇÕES DE NUTRIENTES LUZ NUTRIENTES LUZ NUTRIENTES LUZ NUTRIENTES LUZ

AERÓTOPOSAERÓTOPOSAERÓTOPOSAERÓTOPOS

FotossínteseFotossínteseanoxigênicaanoxigênica

2H2H22S + COS + CO22 CHCH22O + O + 2S2S + H+ H O O

22 22 222S2S + H+ H22O O

DOADORES DE ELÉTRONS: GÁS SULFÍDRICO, GÁS HIDROGÊNIO, COMPOSTOS DOADORES DE ELÉTRONS: GÁS SULFÍDRICO, GÁS HIDROGÊNIO, COMPOSTOS ORGÂNICOS e não liberam oxigênio.ORGÂNICOS e não liberam oxigênio.

LOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSELOCAIS COM ANAEROBIOSE

Importância EconômicaImportância EconômicaFixação de Nitrogênio em Fixação de Nitrogênio em campos de plantação de campos de plantação de

arroz (arroz ( Azolla)Azolla)

Complexos Proteicos Complexos Proteicos ((SpirulinaSpirulina –– 60% do peso 60% do peso

seco em proteínas)seco em proteínas)

Complemento alimentar – energético, ativa metabolismo, anti-stress, maior resistência

ImportânciaImportânciaEconômicaEconômica

AlimentaçãoAlimentação

•Proteinas – mais de 33.78 % •Proteinas – mais de 33.78 % •Gorduras 0.28 % •Fibras 51.19 % •Vitaminas A, B1, B2 •Minerais; Calcium, Ferro•Aminoácidos essenciais -Methionine, Lysine, Proline, Thyrosine, Alanine etc.

EUTROFIZAÇÃO - FLORAÇÕES

SÉRIOS PROBLEMAS PARA A SÉRIOS PROBLEMAS PARA A SAÚDE PÚBLICA E AMBIENTALSAÚDE PÚBLICA E AMBIENTAL

POTABILIDADE POTABILIDADE QUALIDADE DOS AMBIENTES QUALIDADE DOS AMBIENTES AQUÁTICOSAQUÁTICOS

Florações (blooms)Florações (blooms)

Ambientes dulcícolas Ambientes dulcícolas -- águas doceságuas doces

Caracterização

��1.Organismos procariontes 1.Organismos procariontes –– detalhes celulares detalhes celulares

Procariontes: ausência de sistema de membranas para material Procariontes: ausência de sistema de membranas para material genético e pigmentos (sem genético e pigmentos (sem plastosplastos e sem núcleo, sem e sem núcleo, sem mitocôndriasmitocôndrias))

2. 2. Parede Celular Parede Celular –– MUREINA (bactérias)MUREINA (bactérias)

��3. Pigmentos fotossintetizantes: 3. Pigmentos fotossintetizantes: tilacóidestilacóides -- clorofila clorofila a,b, a,b, ficocianinaficocianina, , ficoeritrinaficoeritrina, xantofilas,e carotenos, xantofilas,e carotenos

��4. Substância de reserva semelhante ao glicogênio.4. Substância de reserva semelhante ao glicogênio.

��5. Reprodução somente assexuada.5. Reprodução somente assexuada.

��6. Estratégias ecológicas 6. Estratégias ecológicas -- Mobilidade Mobilidade (deslocamento (deslocamento ––oscilação) oscilação) -- Toxicidade. Toxicidade.

Organização do Talo• Unicelular e colonial (cocoides) • Filamentosos

Principais gruposKomárek & Anagnostidis (1986, 1989, 1998; 2005), Komárek & Anagnostidis (1986, 1989, 1998; 2005), Anagnostidis & Komárek (1990)Anagnostidis & Komárek (1990)

Ordem Organização do talo Exemplo

Chroococcales unicelular ou colonial

Oscillatoriales filamentoso homocitadoOscillatoriales

Nostocalesfilamentoso heterocitado sem

ramificações ou com ramificações

falsas

Stigonematalesfilamentoso heterocitado com

ramificações verdadeiras

Organização do taloOrdem CHROOCOCCALES

• Unicelular ColoniaisColoniais

SynechococcusSynechococcus

Organização do taloOrdem CHROOCOCCALES

• Unicelular ColoniaisColoniais

SynechococcusSynechococcus

Adição Adição de de nanquimnanquim

Talos Filamentosos - Definições• TRICOMA= FILEIRA DE

CÉLULAS.

• FILAMENTO = FILEIRA DE CÉLULAS ENVOLVIDA PELA

BAINHA.

Talo Filamentoso homocitadoOrdem OSCILLATORIALES

PseudanabaenaPseudanabaena catenatacatenata ArthrospiraArthrospira spspOscilatoriaOscilatoria

Talo filamentoso HETEROCITADO

AcinetoAcineto

Células com morfologia diferenteCélulas com morfologia diferente

•• AcinetoAcinetoAcinetoAcinetoAcinetoAcinetoAcinetoAcineto –––––––– célulacélulacélulacélulacélulacélulacélulacélula de de de de de de de de resistênciaresistênciaresistênciaresistênciaresistênciaresistênciaresistênciaresistência –––––––– reservareservareservareservareservareservareservareserva –––––––– populaçõespopulaçõespopulaçõespopulaçõespopulaçõespopulaçõespopulaçõespopulações senescentessenescentessenescentessenescentessenescentessenescentessenescentessenescentes••TodasTodas as as célulascélulas tem tem capacidadecapacidade de de divisãodivisão

HeterócitoHeterócito

AerótoposAerótoposAerótoposAerótoposAerótoposAerótoposAerótoposAerótopos

HeterocitoHeterocitoHeterocitoHeterocitoHeterocitoHeterocitoHeterocitoHeterocito1. 1. CapacidadeCapacidade de converter Nde converter N22 ⇒⇒ NHNH44

++ ⇒⇒aminoácidosaminoácidos, , proteínasproteínas

2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. ProcessoProcessoProcessoProcessoProcessoProcessoProcessoProcesso quequequequequequequeque demandademandademandademandademandademandademandademanda energiaenergiaenergiaenergiaenergiaenergiaenergiaenergia -------- baixobaixobaixobaixobaixobaixobaixobaixo nívelnívelnívelnívelnívelnívelnívelnível de de de de de de de de nitrogênionitrogênionitrogênionitrogênionitrogênionitrogênionitrogênionitrogênio3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. NitrogenaseNitrogenaseNitrogenaseNitrogenaseNitrogenaseNitrogenaseNitrogenaseNitrogenase -------- inibidainibidainibidainibidainibidainibidainibidainibida pelopelopelopelopelopelopelopelo OOOOOOOO22222222

4. 4. NitrogênioNitrogênioNitrogênioNitrogênioNitrogênioNitrogênioNitrogênioNitrogênio fixadofixado: : reservareserva –– cianoficinacianoficina –– GlutaminaGlutamina ((aacaac.).)

Talo filamentoso heterocitado - Ordem Nostocales

• Sem ramificações.• Planctônicos ou bentônicos.

• Polares e apolares

DolichospermumDolichospermum((Anabaena)Anabaena)

• Com falsas ramificações(sem mudança no plano de divisão celular).

• Bentônicos, subaéreos.

ScytonemaScytonema

Talos Filamentosos - Definições

• HETEROCITO = CÉLULA VEGETATIVA DIFERENCIADA, COM PAREDE ESPESSADA, PERDA DE PARTE DO CONTEÚDO E POROS NAS EXTREMIDADES. É O CENTRO DE FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO.

• ACINETO = CÉLULA VEGETATIVA DIFERENCIADA E AUMENTADA, PAREDE ESPESSADA, CONTEÚDO CELULAR DENSAMENTE GRANULADO. FUNCIONA COMO ESPORO DE RESISTÊNCIA.

• Aerotopos= vesículas de gás com importantefunção na flutuação.

FILAMENTOS APOLARESFILAMENTOS APOLARES

FILAMENTO POLARFILAMENTO POLARFILAMENTO POLARFILAMENTO POLAR

Talo filamentoso heterocitado Ordem Stigonematales

• Talos micro ou macroscópicos, uni ou multisseriados.

• Com ramificação • Com ramificação verdadeira (mudança no plano de divisão celular)

• Bentônicos, subaerofíticos e terrestres.

StigonemaStigonema

Talo filamentoso heterocitado Ordem Stigonematales

• Talos micro ou macroscópicos, uni ou multisseriados.

• Com ramificação • Com ramificação verdadeira (mudança no plano de divisão celular)

• Bentônicos, subaerofíticos e terrestres.

MUDANÇA NO PLANO DE DIVISÃO CELULARMUDANÇA NO PLANO DE DIVISÃO CELULAR

Sistema de classificação• J. KOMÁREK & K. ANAGNOSTIDIS: 04

ORDENS • Chroococcales(talo unicelular ou colonial;

reprodução por divisão celular, baeocitos ou exósporos).

• Oscillatoriales (talo filamentoso homocitado; • Oscillatoriales (talo filamentoso homocitado; reprodução por hormogônios e hormocistos).

• Nostocales(talo filamentoso heterocitado, não ramificado ou com falsas ramificações;reprodução por hormogônios e hormocistos).

• Stigonematales(talo filamentoso heterocitado, com ramificações verdadeiras; reprodução por hormogônios e hormocistos).

FicobilissomosFicobilissomos: pequenas estruturas : pequenas estruturas discóidesdiscóides dispostas sobre dispostas sobre os os tilacóidestilacóides, que contém os pigmentos acessórios , que contém os pigmentos acessórios ficocianinaficocianina, , aloficocianinaaloficocianina e e ficoeritrinaficoeritrina (pode estar ausente).(pode estar ausente).

CianoficinaCianoficina: grânulos que contém aminoácidos (arginina e : grânulos que contém aminoácidos (arginina e asparaginaasparagina) e servem como reserva de proteínas ) e servem como reserva de proteínas

PlasmídiosPlasmídios: moléculas de DNA pequenas e circulares: moléculas de DNA pequenas e circulares

CarboxissomosCarboxissomos: estruturas poligonais da célula que contém as : estruturas poligonais da célula que contém as enzimas enzimas RubiscoRubisco e e anidraseanidrase carbônica, que fixa o COcarbônica, que fixa o CO22enzimas enzimas RubiscoRubisco e e anidraseanidrase carbônica, que fixa o COcarbônica, que fixa o CO22

RuBisCORuBisCO: : RibuloseRibulose 1,51,5--bifosfato bifosfato carboxilasecarboxilase--oxigenaseoxigenase, enzima , enzima que que catalizacataliza a reação primária da fotossíntese, no escuro, que a reação primária da fotossíntese, no escuro, que envolve a fixação do COenvolve a fixação do CO22 em carboidratos. em carboidratos.

AnidraseAnidrase carbônicacarbônica: converte CO: converte CO22 em bicarbonato.em bicarbonato.

Ribossomos: síntese de Ribossomos: síntese de proteinasproteinas

Mitocôndrias: respiraçãoMitocôndrias: respiração

Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos Modelo de formação e crescimento de estromatólitos

Proterozóico SuperiorProterozóico Superior

Proterozóico MédioProterozóico Médio

Ocorrências de estromatólitos no ParanáOcorrências de estromatólitos no Paraná

Fonte: MineroparFonte: Mineropar

Fotos: Isabele SilvaFotos: Isabele Silva

Estromatólitos (Fm. Capiru)Estromatólitos (Fm. Capiru)