Reino Fungi

 

 

Introdução

Cogumelos crescendo em um tronco de árvore

Durante muito tempo os fungos foram considerados plantas, mas atualmente sabe-se que eles são tão diferentes das plantas como dos animais, merecendo, por isso, o seu próprio reino – Reino Fungi.

Os fungos são um importante grupo de organismos, conhecendo-se mais de 77000 espécies, a maioria das quais terrestres. Pensa-se que deverão existir tantas espécies de fungos como de plantas, mas a maioria não foi ainda descrita.

A origem destes organismos não é bem conhecida, assumindo-se que existem ancestrais do tipo protista, embora atualmente estes não sejam conhecidos.

Os primeiros fungos devem ter sido eucariontes unicelulares, que terão originado organismos cenocíticos (com numerosos núcleos). 

O fóssil mais antigo de um organismo semelhante a um fungo data de 900 Milhões de anos, mas apenas há 500 Milhões de anos se pode identificar com toda a certeza um fungo no registro fóssil.

Os fungos, tal como as bactérias e alguns protistas, são os decompositores da biosfera, sendo a sua função tão primordial como a dos produtores. A decomposição liberta dióxido de carbono para a atmosfera, bem como compostos nitrogenados ao solo, onde podem ser novamente utilizados pelas plantas e, eventualmente, pelos animais.

Estima-se que os 20 cm superiores do solo fértil contêm mais de cinco toneladas de fungos e bactérias, por hectare. Existem mesmo cerca de 500 espécies de fungos marinhos, onde realizam a mesma função que os seus congêneres terrestres.

 

Organização estrutural dos fungos

 

Os fungos são organismos eucariontes, em sua maioria multicelulares, embora alguns possam ser unicelulares (leveduras).

Todos os fungos são heterotróficos, não podendo fabricar matéria orgânica a partir de carbono inorgânico, pois não apresentam pigmentos fotossintéticos, e são essencialmente terrestres.

São imóveis, na sua grande maioria, embora alguns possam apresentar flagelos, fato que conduziu a sua inclusão no reino das plantas, na época de Lineu. A diferenciação somática é mínima ou mesmo nula, mas existe diferenciação dos tecidos reprodutores.

Os fungos multicelulares são formados por uma rede (micélio) de filamentos, formados por células alinhadas topo a topo, ramificados (hifas), que podem ser septados ou asseptados.

A estrutura em micélio confere aos fungos uma elevada relação área/volume, facilitando a aquisição de alimento, pois esta estrutura rapidamente se estende em todas as direções sobre o alimento, podendo crescer mais de um quilometro por dia, no total, e afastar-se mais de 30 metros do local de inicio do crescimento. Por este motivo, um fungo tem um importante efeito no meio, nomeadamente na degradação de substrato e na acumulação de partículas.

O crescimento das hifas ocorre apenas nas extremidades, podendo as zonas mais antigas estar livres de conteúdo citoplasmático.

 

As hifas septadas têm paredes (septos) separando os compartimentos celulares entre si. Os septos não são, no entanto, completos, existem poros que permitem a comunicação, e mesmo o movimento de substâncias, entre os citoplasmas adjacentes. Este tipo de hifa pode apresentar um único núcleo por compartimento (monocariótica) ou dois núcleos por compartimento (dicariótica).

As hifas asseptadas são sempre multinucleadas, encontrando-se os núcleos, centenas ou mesmo milhares, dispersos numa estrutura cenocítica ou sincicial. Esta estrutura resulta da divisão contínua do núcleo, sem citocinese.

Todos os fungos apresentam parede celular, pelo menos em algum estádio do seu ciclo de vida. Esta parede, outro argumento a favor da sua anterior inclusão no reino das plantas, tem, geralmente, características bem diferentes das vegetais, pois apresenta quitina, polissacarídeo presente na carapaça de muitos animais, o que lhe confere elevada rigidez e maior resistência à degradação microbiana. 

 

 

Existem espécies de fungos, no entanto, que apresentam parede celular de celulose.

A presença da parede impede-os de realizar fagocitose, logo se alimentam por absorção, libertando enzimas hidrolíticas para o exterior do corpo e absorvendo os nutrientes sob a forma já digerida. 

Esta situação permite entender melhor porque motivo os fungos apresentam corpo sob a forma de micélio, pois sem esta estrutura não teriam uma relação área/volume suficientemente elevada para se alimentar eficazmente.

Os fungos são altamente tolerantes a ambientes hostis, sendo alguns mais resistentes a ambiente hipertônicos que as bactérias (fungos são capazes de crescer num frasco de doce no frigorífico, onde não cresceriam bactérias). Resistem igualmente a grandes amplitudes térmicas, tolerando temperaturas de –6ºC a 50ºC ou mais, dependendo da espécie.

 

Nutrição em fungos

 

O modo de alimentação dos fungos permite separá-los em quatro grupos principais:

Fungo saprófito

 

Fungos saprófitos – fungos que vivem sobre matéria orgânica morta, criando estruturas reprodutoras a partir do micélio. São de grande importância nos ecossistemas, pois são decompositores, reciclando os elementos químicos vitais como carbono, azoto, fósforo, entre outros. No entanto, esta capacidade de decomposição dos fungos pode ser um problema para o Homem, pois existem fungos capazes de destruir as culturas, os alimentos, roupas, navios e mesmo certos tipos de plástico. A melhor maneira de proteger de fungos qualquer material é mantê-lo num meio o mais seco possível.

 Fungos simbiontes – fungos que estabelecem relações simbióticas com seres autotróficos, tornando-os mais eficientes na colonização de habitats pouco hospitaleiros. São exemplos disso, os liquens. Neste caso, as células autotróficas (de clorófitas ou de cianobactérias) ficam protegidas por uma camada de hifas, que forma quase uma epiderme. Dado que a alga não pode se deslocar, o fungo fornece-lhe os nutrientes minerais de que necessita para a fotossíntese e protege-a das alterações ambientais, recebendo em troca compostos orgânicos. Esta parceria invulgar permite aos liquens sobreviver em locais inóspitos, constituindo a primeira comunidade a aí se fixar, abrindo caminho para seres mais exigentes. Liquens com cianobactérias teriam sido os primeiros organismos multicelulares a colonizar o meio terrestre, incluindo no solo compostos nitrogenados.

 

 

Outra importante associação simbiótica dos fungos são as micorrizas, associações entre as hifas e as raízes de árvores. Calcula-se que cerca de 90% das árvores de grande porte tenham micorrizas, sendo inclusive encontradas no registro fóssil. Este fato leva os cientistas a concluir que as micorrizas podem ter tido um importante papel na colonização do meio terrestre pelas plantas. O fungo recebe da planta nutrientes orgânicos e fornece nutrientes minerais como o fósforo, cobre, zinco, água, etc. As micorrizas também ajudam na proteção das raízes contra infecções por parte de outros microrganismos do solo.

 

As micorrizas podem ser de dois tipos principais:

 

Endomicorrizas – de longe as mais comuns ocorrem em cerca de 80% das plantas vasculares, principalmente nos trópicos, onde os solos pobres e carregados positivamente impedem uma fácil absorção de fosfatos pelas raízes das plantas. As hifas penetram na raiz e mesmo nas células vegetais, facilitando a absorção de nutrientes minerais. Estas associações não são específicas, existindo mais de 200 espécies de fungos em todo o mundo que formam endomicorrizas com os mais variados organismos vegetais.

 

Ectomicorrizas – características de certos grupos específicos de árvores ou arbustos de zonas temperadas, como as faias, carvalhos, eucaliptos e pinheiros. As hifas formam um invólucro em torno das células das raízes, nunca as penetrando, mas aumentando enormemente a área de absorção, o que, aparentemente, as torna mais resistentes ás rigorosas condições de seca e baixas temperaturas e prolonga a vida das raízes. As ectomicorrizas desempenham o papel dos pelos radiculares, ausentes nestas circunstâncias. Neste caso, parece existir um elevado grau de especificidade nestas relações simbióticas, estando mais de 5000 espécies de fungos, principalmente cogumelos, envolvidas na formação de ectomicorrizas.

 

 

Fungos parasitas – fungos que retiram o alimento do corpo dos hospedeiros, prejudicando-os e causando-lhes doenças. Alguns são parasitas de protozoários, plantas e animais. Os fungos parasitas geralmente não matam o hospedeiro, mas limitam grandemente o seu crescimento. No caso de fungos parasitas de plantas, o esporo desenvolve-se na superfície da folha, penetrando pelo estômato e formando expansões designadas haustórios, através dos quais retira o alimento de que necessita dos citoplasmas vegetais.

 

 Fungos predadores – estes estranhos fungos capturam e alimentam-se de pequenos animais vivos (nematóides) que vivem no solo. As hifas destes fungos segregam substâncias anestésicas que imobilizam estes animais, envolvem o seu corpo com o micélio e o digerem. Outras espécies de fungos predadores capturam os nematóides com o auxílio de verdadeiras armadilhas formadas por argolas de hifas, que, quando estimuladas pela passagem do animal, aumentam de tamanho em cerca de 0,1 segundos, aprisionando-o, sendo de seguida digerido.

   

 

Reprodução em fungos

 

Os processos nucleares, mitose e meiose, que estão por trás dos dois tipos de reprodução apresentam importantes diferenças nos fungos:

·         Membrana nuclear permanece durante todo o processo de divisão nuclear, sofrendo uma constrição mediana na separação dos núcleos-filhos;

·         Fuso acromático forma-se no interior da membrana nuclear;

·         Centríolos não estão presentes, embora existam organizadores de fibrilas, sem, no entanto, a estrutura (9x2)+2 típicas dos eucariontes.

Todos estes mecanismos nucleares estranhos confirmam o fato que os fungos não têm relação direta com nenhum outro tipo de eucarionte atual, merecendo o seu próprio reino.

 

A grande maioria dos fungos apresenta dois tipos de reprodução:

 

Reprodução assexuada – este tipo de reprodução ocorre através fenômenos mitóticos de fragmentação do micélio, gemulação em fungos unicelulares, como as leveduras, ou esporulação, o método mais comum em fungos multicelulares. A esporulação implica na existência de estruturas especializadas na produção de esporos, formadas por hifas verticais, mais ou menos compactadas e separadas por septos do restante do micélio – esporangióforos ou conidióforos.

 

 

 Os esporos imóveis, células de parede espessa e especializadas na dispersão, são produzidos aos milhões e transportados pelo vento, até atingirem um substrato favorável, onde se desenvolvem num novo micélio. Estes esporos são geralmente libertados “explosivamente” e podem permanecer viáveis durante longos períodos de tempo. Existem, igualmente, esporos mucilaginosos, de parede fina e envoltos por uma substância pegajosa que lhes permite aderir ao corpo de outros organismos, que os espalham meio.

 

 

Reprodução sexuada – tal como sempre acontece, este tipo de reprodução, devido ao elevado investimento que exige dos organismos, ocorre em condições desfavoráveis, apenas quando se pretende aumentar a variabilidade através da meiose. 

Nos fungos predomina a haplofase, apenas existindo núcleos diplóides em etapas da reprodução sexuada. A reprodução sexuada recebe o nome de conjugação, e ocorre entre dois micélios diferentes, estirpe A e estirpe B. Duas hifas crescem em direção uma da outra, transportando um núcleo na sua extremidade. Quando estas se tocam, as paredes são dissolvidas por enzimas e formam-se septos, que isolam os núcleos nas extremidades, originando gametângios. A fusão dos núcleos (gametas) origina uma célula diplóide (zigoto), que irá desenvolver uma espessa parede de proteção – zigosporo. 

Em condições favoráveis, este esporo sexuado sofre meiose e origina um novo micélio haplóide. Deste modo, os fungos apresentam um ciclo de vida haplonte, com meiose pós-zigótica.

 

 

Importância ecológica e econômica dos fungos

  Os fungos são utilizados em diversas industrias, tais como a panificação, cervejeira, farmacêutica e alimentar, entre outras.

A fabricação da cerveja implica na sacarificação do amido da cevada (germinação, secagem e fervura), e a sua fermentação – inoculação com Sacharomyces cerevisae, com produção de álcool e CO₂.

 

 

A fabricação do vinho implica a fermentação direta de açúcares solúveis por Sacharomyces ellipsoideus.

Na fabricação do pão, o CO₂ produzido pela fermentação realizada por Sacharomyces cerevisae, provoca o aumento de volume e a leveza, características do pão.

Na fabricação do queijo são usadas diversas espécies do gênero Penicillium, o qual também produz o antibiótico penicilina. Outro importante antibiótico usado na atualidade é a ciclosporina, a “droga maravilhosa” como foi designada. Esta substância foi isolada a partir de um fungo do solo Tolypocladium inflatum, e reprime as reações imunológicas que causam a rejeição de órgãos transplantados.

Os fungos que servem diretamente de alimento, os cogumelos, podem ser cultivados ou selvagens, mas deve sempre existir grande cuidado na sua escolha, pois alguns são extremamente venenosos. Os cogumelos do gênero Agaricus, cultivados em estufas, são os mais comuns na mesa humana, mas os mais apreciados são as trufas. Estes formam micorrizas e a sua estrutura reprodutora liberta um odor forte, atraindo insetos e vertebrados (porcos e cães, por exemplo).

Os fungos produzem, também, numerosos metabólitos utilizados pelas industrias humanas, tais como enzimas, ácidos, inseticidas e fungicidas.

No entanto, apesar de todas estas associações vantajosas para o homem, os fungos podem provocar enormes devastações, bastando referir que cerca de 30 a 40% das culturas agrícolas anuais da Terra são destruídas por fungos.

O fungo responsável pelo míldio da batateira, Phytophora infestans, provocou a fome na Irlanda no século XIX. O foco teve origem em batata de semente importada da América. O alastramento rápido demonstra a capacidade de produção de esporos assexuados destes organismos.

 

 

Em condições naturais, os organismos estão em equilíbrio com os seus predadores e infestantes, mas o cultivo intensivo de uma dada espécie aumenta exponencialmente a probabilidade de contágio, podendo levar a grandes devastações por ação de pragas. Os fungos estão em todo o lado, mas nem sempre dão origem a doenças, pois as infecções micóticas são oportunistas, ocorrem em situações de desequilíbrio, como quando o organismo já se encontra doente por outras causas.

As micoses são extremamente difíceis de tratar, pois os fungos são organismos eucarióticos logo a maioria dos antibióticos eficazes também afetariam as células humanas. 

Os antimicóticos mais eficazes agem sobre lipídeos da membrana exclusivos dos fungos, como o ergosterol, cuja estrutura é semelhante á do colesterol, que existe nas membranas animais. Estes antibióticos são, eles próprios, produzidos por fungos, como os pertencentes aos gêneros Streptomyces e Actinomyces.

O ergotismo é uma doença provocada pelo fungo Claviceps purpurea, que infecta os grãos de cereais. Quando esses grãos são usados na fabricação de pão são libertados os alcalóides produzidos pelo fungo (mais de 20 tipos diferentes, mas todos com uma estrutura química semelhante ao LSD), induzindo vasoconstrição, gangrena dos membros, aborto, loucura, cancro e morte. 

Esta situação é classificada como uma micotoxicose – envenenamento provocado por ingestão de alimentos contaminados por fungos. O micetismo é o envenenamento por ingestão de cogumelos venenosos.

 

Taxonomia do Reino Fungi

 

Fungo oomiceto do gênero Saprolenia, com oogônios

A classificação dos fungos é feita principalmente á base das estruturas reprodutoras, que são as mais diferenciadas do seu ciclo de vida, e no tipo de hifas. Deste modo, tem-se os seguintes filos:

 

Filo Oomycota – contendo cerca de 580 espécies, inclui os chamados fungos aquáticos, na sua maioria saprófitos. Estes fungos são filamentosos, com hifas multinucleadas. Apresentam celulose na parede celular, não quitina, ao contrário do que seria de esperar. A reprodução destes fungos difere bastante da dos outros grupos, aproximando-os mais dos eucariontes (principalmente algas), pelo que muitas vezes se tem questionado a sua relação filogenética com os restantes grupos do reino. Segundo esses autores deveriam ser incluídos no Reino Prototista. Produzem esporos assexuados biflagelados, que os verdadeiros fungos nunca produzem. A reprodução sexuada inclui a produção de oogônios com oosferas e anterídeos com núcleos masculinos. Da fecundação resulta o oósporo, um esporo de parede resistente, que dá nome ao táxon. Pertencem a este filo os chamados míldios, bem como os fungos que causam doenças em peixes e nos seus ovos;

 

Fungo Pilobus sp com zigosporângios

Filo Zygomycota – com 765 espécies conhecidas são fungos terrestres, a maioria saprófita ou parasita. Apresentam parede celular com quitina e hifas cenocíticas. A reprodução sexuada origina zigosporos no interior de um zigosporângio (que dá o nome ao táxon e pode permanecer dormente longos períodos), de estrutura muito semelhante a um esporangióforo. Pertence a este filo o bolor negro do pão ou da fruta, uma séria ameaça a qualquer material armazenado úmido e rico em glicídios. Outros grupos destes fungos de importância ecológica são a ordem Entomophthorales, parasita de insetos e por isso cada vez mais utilizada no combate a pragas da agricultura, e o gênero Glomus, participante na formação de micorrizas;

 

Ascocarpo jovem com esporos

Filo Ascomycota – com mais de 30000 espécies, este filo inclui numerosos fungos familiares e com importância econômica, como as trufas, numerosos bolores verdes, amarelos e vermelhos. O gênero Neurospora foi fundamental no desenvolvimento da genética, como organismo de estudo.  Apresentam hifas septadas dicarióticas ou parcialmente septadas. Parede celular com quitina. Produzem assexuadamente conídios ou exósporos em conidióforos. A designação do filo deriva da estrutura produtora dos esporos sexuados, o ascocarpo, em forma de saco. Pertencem a este filo as leveduras, os únicos fungos deste grupo não filamentosos;

 

Filo Basidiomycota – são incluídos neste filo mais de 16000 espécies, a maioria bem conhecida, como todos os cogumelos, as ferrugens e os carvões, importantes fitoparasitas. Muito importantes na decomposição de substratos vegetais, atingem 2/3 da biomassa não animal dos solos. São fungos filamentosos, com hifas  septadas perfuradas e dicarióticas e com parede quitinosa. A estrutura produtora de esporos sexuados, o basidiocarpo, é vulgarmente conhecido por cogumelo. Este resulta da fusão de dois micélios diferentes e irá produzir basídios, células em forma de clava e separadas do restante micélio por septos. Deles, formam-se os basidiósporos, grupos de quatro e presos por pequenos pedúnculos;

 

 

Filo Deuteromycota – este filo inclui todos os fungos em não seja conhecida, ou seja, ser ignorada para motivos taxonômicos, a reprodução sexuada, como por exemplo, os fungos pertencentes ao gênero Penicillium. Este gênero é um dos casos em que a fase sexuada é conhecida, mas não é considerada na sua classificação devido á sua elevada semelhança com outros organismos deste filo. Por este motivo este filo também é designado por Fungi Imperfecti. Inclui mais de 17000 espécies, a maioria das quais parece ser de ascomicetos.

 

     Principais fontes de pesquisa - links:

·         http://www.biomania.com.br/

·         http://curlygirl.no.sapo.pt/

·         http://www.marcobueno.net/A001/default.asp