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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.
Departamento de Botânica
Woese (1983)
As linhagens das algas
(domínios)
Departamento de Botânica
audauf, 2008:árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
Origem e evolução das algas
Chromalveolados
Excavados
Unicontes
Departamento de Botânica
Linhagens das algas?
Departamento de Botânica
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?
Departamento de Botânica
“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!
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
ZONAÇÃO
SUPRA
MÉDIO
INFRA
MARÉ
Departamento de Botânica
Perfil diagrama
Departamento de Botânica
Marés
Departamento de Botânica
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
audauf, 2008:árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
Linhagem dos Chromoalveolados
Chromalveolados
Excavados
Unicontes
Departamento de Botânica
-Phaeophyta-Bacillariophyta- Dinophyta
Algas com fucoxantina e clorofila cDepartamento de Botânica
Archibald & Keeling, 2002
-Phaeophyta-Bacillariophyta- Dinophyta
Departamento de Botânica
audauf, 2008:árvore filogenética de eucariotos baseada em dados moleculares e ultra-estruturais. + Keeling 2004
Origem e evolução dos eucariotos
Chromalveolados
Excavados
Unicontes
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
Algas pardas: diversidade específica e ecológicaImportância
Departamento de Botânica
Classificação
Bold & Wynne, 1985
PhaeophytaPhaeophyceae
ChrysophytaBacillariophyceae
Lee, 1989
Phaeophyta
Divisão = Filo: phytaClasse: ceae
van den Hoek, 1995
HeterokontophytaPhaeophyceaeBacillariophyceae Chrysophyceae
Graham & Wilcox, 2000
OchrophytaPhaeophyceaeBacillariophyceae
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
Foto: Jaime Ojeda
Foto: Jaime Ojeda
Departamento de Botânica
Departamento de Botânica
• 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
Departamento de Botânica
• 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.
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
Talo pseudoparenquimatoso: filamentos justapostos
- Aspecto crostoso
- Aspecto cilíndrico achatado
Corte transversalPorção apical
Desmarestia
Corte transversal
Ralfsia
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
Talo parenquimatoso
• pode atingir grande complexidade, com células ~ a tubos crivados que fazem o transporte de produtos da fotossíntese.
Departamento de Botânica
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.
Departamento de Botânica
● Reprodução: vegetativa, espórica e gamética
● Gametas:
ISOGAMIA ANISOGAMIA OOGAMIA
HETEROGAMIA
– +(morfologicamente
Idênticos)
Departamento de Botânica
● 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!
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
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
Departamento de Botânica
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)
Departamento de Botânica
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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)
Departamento de Botânica
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)
Departamento de Botânica
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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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