Blog de Biologia CMPA 201 2020: Material sobre fungos

Os seres vivos conhecidos como fungos são extremamente importantes porém o conhecimento sobre eles é, geralmente, limitado. A maioria das pessoas só os reconhecem por causa de algumas estruturas que compartilham, como os cogumelos, ou pela função que alguns desempenham que são importantes para fazer certos produtos, como os pães.

Por isso, o estudo dos fungos é muito importante para que possamos entender melhor do que eles se tratam, por exemplo, saber que o cogumelo não é o fungo em si, mas sim uma parte dele (que, em alguns casos, é muito menor do que a real extensão do fungo) ou que aquelas "manchas" nos troncos das árvores também são fungos e podem até nos ajudar a dizer se o ar que respiramos está limpo ou não.

A micologia nos leva a perceber, então, que os fungos, assim como vários outros grupos de seres vivos, podem ser, até certo ponto, prejudiciais ou benéficos aos outros.

Embora de um lado os fungos possam nos provocar infecções e apodrecer os nossos alimentos, também contribuem para o desenvolvimento de plantas e algas, além de terem sido muito importantes para a humanidade, estando presentes em certas atividades econômicas desde a antiguidade e sendo fundamentais para o desenvolvimento dos antibióticos no século passado.

O seminário sobre fungos contém os seguintes itens:

Resumo sobre fungos:

Definição: os fungos são o conjunto de organismos que fazem parte do reino Fungi. Podem ser unicelulares (tal como as leveduras) ou pluricelulares. São seres heterotróficos, portanto, precisam de matéria orgânica para se nutrir (não produzem seu próprio alimento), o que o fazem por meio das enzimas que liberam. Podem obter energia por meio de respiração aeróbica ou anaeróbica (o processo de fermentação dos fungos sendo muito importante para diversas atividades, principalmente no ramo dos alimentos).

Estrutura: os fungos, por serem eucariontes, apresentam uma estrutura celular complexa. Apresentam organelas membranosas, tais como a mitocôndria, e possuem estruturas em comum com as plantas, como a parede celular (composta de quitina e não de celulose) e o vacúolo. Não são clorofilados, portanto, não podem fazer fotossíntese.

Como já visto, os fungos podem ser unicelulares (leveduras) ou multicelulares (bolores), tendo algumas espécies que podem alternar entre os dois tipos dependendo das condições do ambiente (fungos dimórficos). A maioria dos fungos são multicelulares e apresentam uma estrutura distinta em duas partes: a parte vegetativa e a parte reprodutiva.

As células se organizam de um modo que formam uma estrutura filamentosa denominada hifa. As hifas podem ser cenocíticas, consistindo de um filamento contínuo preenchido de citoplasma e com múltiplos núcleos sem alguma forma de divisão, ou septadas, que apresentam paredes que delimitam os compartimentos celulares, embora ainda existam pequenos poros que permitam a comunicação entre os citoplasmas das células.

O conjunto destas hifas formam o micélio, que, geralmente, constitui as estruturas que sustentam o fungo e se implantam no substrato, por onde conseguem absorver os nutrientes que digerem. Em algumas espécies de fungo, uma parte do micélio se diferencia e forma uma estrutura responsável por produzir as células reprodutoras (esporos) chamada de corpo de frutificação (o cogumelo é um exemplo destes).

Reprodução: os fungos podem se reproduzir assexuadamente ou sexuadamente.

Na reprodução assexuada, só é preciso um indivíduo, logo, é ideal para os fungos do tipo levedura (unicelulares), podendo ocorrer de diversas maneiras, dentre elas: fragmentação, em que uma parte da hifa se quebra do restante do fungo, dando origem a um novo indivíduo; brotamento (igual à reprodução das bactérias), e esporulação, a liberação de esporos para o meio externo, método mais comum entre os fungos.

Já a reprodução sexuada ocorre quando há a presença de mais de um fungo em uma mesma localidade, introduzindo variabilidade genética para uma população de fungos. A reprodução sexual é realizada, geralmente, em três fases: plasmogamia, a fusão do citoplasma de duas células haploides; cariogamia, fusão de dois núcleos haploides, formando um núcleo diploide, e, logo após, a meiose, em que as células retornam para os seus estados haploides e darão origem aos esporos.

Classificação dos fungos: existe uma enorme diversidade dentre o reino dos fungos, que é, geralmente, classificado em quatro filos principais:

Quitridiomicetos (Chytridiomycota): fungos terrestres ou aquáticos unicelulares ou multicelulares que apresentam células reprodutivas flageladas (são os únicos do reino que apresentam células flageladas). A sua maioria é sapróbia, ou seja, decompõem matéria orgânica, e também são parasitas de diversos tipos de organismos, principalmente dos anfíbios.

Ex.: Batrachochytrium dendrobatidis (parasita de anfíbios).

Fazem a reprodução por meio da liberação dos esporos flagelados (zoósporos) haploides. Estes germinam, dando origem a uma hifa multicelular e também haploide. A hifa haploide irá produzir gametângios (estruturas responsáveis pela produção de gametas) masculinos (laranjas) e femininos (incolores). Os gametângios, por sua vez, irão liberar seus respectivos gametas, que ao fusionar, darão origem a zigotos diploides que, ao germinar, formam os esporângios, cujas células realizam meiose, formando os esporos e reiniciando o ciclo de reprodução.

Batrachochytrium dendrobatidis.

Zoósporo dos quitridiomicetos.

Zigomicetos (Zygomycota): se caracterizam por apresentarem hifas cenocíticas e serem multicelulares (células unidas) e que não formam corpo de frutificação. O principal exemplo deste filo é o Rhizopus stolonifer, que se reproduz na superfície de pães velhos, frutas e hortaliças. Podem causar uma doença em humanos chamada zigomicose. Os zigomicetos podem se reproduzir via reprodução assexuada ou sexuada. Na reprodução assexuada, os esporângios liberam células haploides, os esporangióforos. Quando estes aterrissam em locais favoráveis ao seu desenvolvimento, como alimentos, eles germinam e suas hifas crescem para que possam absorver melhor os nutrientes do alimento. Assim, o esporo pode levar à formação de um novo esporângio, continuando o ciclo de reprodução assexuada, ou iniciar a reprodução sexuada. Ela ocorre quando hifas de tipos opostos adjacentes entram em contato. Aí, um conjunto de núcleos de cada hifa formam uma estrutura chamada gametângio. Os núcleos das hifas se pareiam e formam uma estrutura denominada zigosporângio, que é envolvida por uma parede densa, se tornando altamente resistente e podendo permanecer dormente por longos períodos de tempo. Quando esta parede se desfaz, esta estrutura passa a se chamar de zigósporo, que pode formar um novo esporângio, assim, retornando ao ciclo assexual de reprodução.

Ascomicetos (Ascomycota): é o grupo que reúne a maior parte dos fungos. Se caracterizam por formar estruturas especiais, durante a fase de reprodução sexuada, chamadas de "ascos", aonde se formam os esporos. O interior dos ascos de alguns destes fungos, chamado de "ascocarpo", é comestível. Um dos exemplos mais conhecidos de ascomiceto seria o fungo Saccharomyces cerevisae, o fermento biológico, muito utilizado em padarias.

A reprodução sexuada dos ascomicetos inicia por meio da liberação dos ascósporos haploides ao ambiente. Estes germinam, formando micélios haploides que dão origem aos gametângios masculino (anterídio) e feminino (ascogônio). Estas duas estruturas interagem entre si por meio da formação de uma "ponte" (o tricógine), conectando os dois gametângios. Assim, ocorre a fusão dos citoplasmas de ambos (plasmogamia), além da migração dos núcleos do gametângio masculino para o feminino, formando, então, um núcleo dicariótico, este que dá origem ao ascocarpo do fungo. As estruturas sexuais do fungo se formam na região apical do ascocarpo, aonde ocorre a fusão dos núcleos (cariogamia), formando um único núcleo diploide. Este núcleo, então, passa primeiramente por uma meiose (formando quatro núcleos haploides) e, depois, por uma mitose, assim, o número de núcleos haploides chega a oito. Estes núcleos haploides são os ascósporos, que, ao serem liberados, dão início a mais um ciclo de reprodução. No caso da reprodução assexuada, os ascósporos germinam formando hifas que se diferenciam em suas extremidades formando uma estrutura chamada conidióforo no qual são produzidos os conídios, que são as estruturas reprodutivas de fato dos ascomicetos nesse tipo de reprodução.

Morel

Trufa

Saccharomyces cerevisae

Basidiomicetos (Basidiomycota): grupo de fungos que reúne as espécies que, durante a fase de reprodução sexual, formam uma estrutura especial denominada "basídio", aonde são produzidos os esporos. Muitas espécies possuem basídios elaborados, entre eles o cogumelo e a orelha-de-pau. Um exemplo conhecido de basidiomiceto seria o champignon, cujo nome científico é Agaricus bisporus. A reprodução dos basidiomicetos é muito parecida com a dos ascomicetos: começam pela liberação de basidiósporos que germinam, formando micélios haploides. Dos micélios haploides se formam os gametângios masculino e feminino. Ocorre a fusão dos citoplasmas dos gametângios e o gametângio feminino se torna dicariótico. Dele se forma o basidiocarpo e, na sua região apical surgem as estruturas reprodutivas, nas quais ocorre a cariogamia (fusão dos núcleos haploides) e a formação de mais basidiósporos após uma série de meioses e mitoses.

Amanita muscaria, um dos cogumelos mais tóxicos do planeta.

Agaricus bisporus, o champignon.

Orelha-de-pau.

Importância dos fungos: os fungos cumprem diversas funções na natureza, sendo a principal a de decomposição. Atuando em conjunto com outros tipos de seres vivos, como as bactérias, são fundamentais para o processo de reciclagem de matéria orgânica, no qual liberam substâncias que são utilizadas por diversas espécies, como o nitrogênio e o fósforo. Também formam relações de mutualismo com outros seres, vivendo nas raízes de plantas (micorrizas) e algas ou bactérias (com as quais formam o líquen). Além disso, não podemos deixar de mencionar o uso de fungos como o Saccharomyces cerevisae no ramo de alimentos e bebidas para a produção de pães, vinhos, queijos, cerveja, entre outros produtos, além de terem causado uma revolução na medicina com a descoberta da penicilina e a produção de antibióticos a partir do século XX.

Micorriza (esse sistema é tão vantajoso para as plantas que está presente em quase 90% de todas as plantas do planeta).

Líquen (formado a partir de fungos e algas verdes/cianobactérias).

Alexander Fleming (1881-1955), descobridor da penicilina.

Impacto dos antibióticos (apenas nos EUA).

Doenças: os fungos podem causar uma série de doenças em uma variedade de ser

es vivos, desde plantas até animais (sendo os casos mais conhecidos em artrópodes, anfíbios e, é claro, humanos).

As infecções fúngicas, também chamadas de micoses, afetam, principalmente, a pele e algumas de suas estruturas (como as unhas e o cabelo). Dão preferência a superfícies úmidas e pouco iluminadas. Geralmente, são tratadas por meio de remédios antifúngicos (em sua maioria na forma de sprays e cremes). Uma maneira de evitar estas infecções é com a adoção de práticas de higiene adequadas como evitar manter o corpo úmido se secando bem após os banhos, por exemplo. Pessoas com imunidade comprometida (como os portadores da AIDS) estão mais propensas a contrair as micoses.

Se tratando das doenças de fungos em humanos, algumas das mais importantes ou conhecidas seriam:

Candidíase: causada principalmente pelos fungos da espécie Candida albicans, que vivem normalmente na pele, nos tratos respiratório e gastrointestinais, além de outras partes do corpo. A infecção pode surgir quando este fungo passa a crescer descontroladamente. A candidíase se caracteriza pela formação de lesões brancas na boca, língua e garganta (sapinho) no caso de infecção oral (mais comum entre as crianças), já a infecção dos órgãos genitais ocorre mais frequentemente entre as mulheres e é caracterizado pelo corrimento vaginal, coceira na região e dor ao urinar ou fazer sexo. Alguns fatores que levam ao desenvolvimento da doença são o uso de roupas apertadas, presença de doenças que reduzem a imunidade (como a AIDS) e a diabetes.

Pneumonia: a pneumonia é uma doença que pode ser provocada por três tipos de agentes diferentes: vírus, bactérias ou fungos. A pneumonia fúngica é a mais rara das três, ocorrendo, geralmente, em indivíduos imunodeprimidos, sendo uma das principais doenças que se desenvolve em indivíduos com AIDS. É causada pelo fungo Pneumocystis jirovecii e seus sintomas são aqueles comumente encontrados em outros casos de pneumonia, febre, tosse, dificuldade ao respirar, calafrios, etc.

Coccidioidomicose: também conhecida como "febre do vale", é uma doença endêmica (afeta uma população específica) das regiões do sudoeste dos EUA e o norte do México (aonde se encontra o deserto Vale da Morte). A infecção ocorre pela inalação de esporos do fungo Coccidioides immiti, que pode ser assintomática, provocar sintomas respiratórios leves ou, no caso de pacientes imunodeprimidos, afetar o sistema pulmonar mais gravemente ou, até, se espalhar para outros sistemas, podendo afetar a pele, ossos e as meninges (que, no caso, pode ser fatal). O tratamento é por meio de antifúngicos.

Frieira: também conhecida como "pé de atleta", é uma infecção fúngica comum que ocorre na pele, especialmente nos pés, caracterizado por manchas brancas, cascas ou rachaduras entre os dedos dos pés. Ela geralmente se transmite em ambientes úmidos, principalmente naqueles em que as pessoas costumam andar descalças, como vestiários e chuveiros de clubes e piscinas. Portanto, as melhores maneiras de prevenir são: secar os pés quando estiverem úmidos, não andar descalço em ambientes úmidos e usar meias limpas todos os dias (preferencialmente meias que absorvem suor melhor). O tratamento, importante para evitar que a infecção se propague para outros lugares (como as unhas, por exemplo), é feito por meio de cremes antifúngicos.

Onicomicose: micose que afeta principalmente as unhas dos pés e das mãos. É causada por uma variedade de fungos, principalmente os fungos dermatófitos (causam doenças na pele) além de bolores e leveduras. O fungo se alimenta da quitina das unhas e, com isso, elas assumem um formato irregular e espesso, adquirem um tom mais amarelado e podem ocorrer fraturas e aberturas nas unhas e arredores, permitindo a entrada de outros seres, como fungos e bactérias, que se instalam por ali. Esta micose, assim como as demais, é tratada por meio de cremes antifúngicos e o risco de contraí-la aumenta de acordo com alguns fatores como: diabetes (mais açúcares para o fungo invasor), imunidade fraca e pele mais frágil (principalmente entre os mais velhos), ter mãos e pés úmidos, além de aberturas e lesões nestas partes do corpo.

Pitiriase versicolor: também conhecida como "pano branco", é uma micose causada pelos fungos do gênero Malassezia (principalmente a espécie Malassezia furfur). Estes fungos vivem normalmente na nossa pele, mais especificamente nos folículos pilosos, sem causar doença. Quando as condições se tornam favoráveis para a reprodução do fungo, isto é, ambiente úmido e quente, o fungo invade a pele e pode provocar lesões na forma de manchas redondas ou ovais cujas cores podem variar do branco até o vermelho. Em geral, estas manchas não provocam outros sintomas além de coceira. O tratamento, que é feito de via oral, tem como objetivo remover as escamações da pele. Como medida de prevenção, deve-se evitar roupas apertadas e pesadas, pois estas levam ao aumento da temperatura e da umidade do corpo, aumentando as chances do fungo se reproduzir e causar a doença.

Fungos fotografados pelo grupo:

Curiosidades:

Uso de fungos como material de construção e mobília:

- Podem servir como material corta-fogo.

- Podem ser feitos tijolos com bolsões de ar internos, permitindo a flutuação.

- Distribuem a força aplicada sobre eles melhor, assim conseguem resistir a pressões maiores.

- Obviamente, são biodegradáveis e sua produção consome muito menos matéria-prima e energia do que a produção de tijolos, cimento, etc.

- O maior ser vivo do planeta é um fungo cuja rede de micélios subterrânea se estende por uma área de quase 10 quilômetros quadrados. Este fungo (da espécie Armillaria solidipes) que, na verdade, consiste em vários organismos individuais cujos micélios estão conectados, sendo abordados, então, como um ser vivo só, se encontra na floresta nacional Malheur, localizada no estado do Oregon, EUA.

https://www.bbc.com/portuguese/noticias/2015/12/151202_vert_earth_fungo_lab

Outra curiosidade muito interessante sobre os fungos é o fenômeno da "formiga-zumbi", em que os esporos do fungo de uma determinada espécie, a Ophiocordyceps unilateralis se implantam no corpo de uma formiga e crescem, penetrando o exoesqueleto do inseto e tomando controle sobre seus movimentos, fazendo com que este se instale em um ambiente ótimo para o crescimento do fungo (temperatura, umidade, etc.) por meio de suas mandíbulas. Presa, a formiga morre após algum tempo. As estruturas reprodutivas do fungo se desenvolvem no corpo do inseto, até que os seus esporos sejam liberados, muitos deles atingindo outras formigas, que então se tornam infectadas.

https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/04/cordyceps-zombie-fungus-takes-over-ants