O MUNDO VIVO

Unidade Quatro. A Evolução e a Diversidade da Vida

18. Os Fungos Invadem a Terra

18,9. Papéis Ecológicos dos Fungos

Decompositores

Fungi, juntamente com as bactérias, são os principais decompositores na biosfera. Eles decompõem os materiais orgânicos e devolvem as substâncias que estavam bloqueadas nessas moléculas à circulação no ecossistema. Os fungos são praticamente os únicos organismos capazes de decompor a lignina, um dos principais constituintes da madeira. Ao decompor tais substâncias, os fungos tornam o carbono, nitrogênio e fósforo dos corpos de organismos mortos disponíveis para outros organismos.

Ao decompor a matéria orgânica, alguns fungos atacam plantas e animais vivos como fonte de moléculas orgânicas, enquanto outros atacam os mortos. Os fungos agem frequentemente como organismos causadores de doenças tanto para os animais como para as plantas. O fungo Armillaria, mostrado na figura 18.12, está infectando um suporte de coníferas. O fungo tem origem no centro de uma área indicada pelos círculos, e cresce para fora. Os fungos são responsáveis por bilhões de dólares em perdas agrícolas a cada ano.

Figure 18.12. O maior organismo do mundo?

Armillaria, um fungo patogênico mostrado aqui afligindo três discretas regiões de floresta de coníferas em Montana, cresce a partir de um foco central como um único clone. A grande mancha no fundo da imagem é quase 8 hectares.

Usos comerciais

O mesmo metabolismo agressivo que torna os fungos ecologicamente importantes tem sido colocado para uso comercial de muitas maneiras. A fabricação tanto de pão como de cerveja depende das atividades bioquímicas das leveduras, fungos unicelulares que produzem quantidades abundantes de etanol e dióxido de carbono. O queijo e o vinho conseguem os seus delicados sabores devido aos processos metabólicos de certos fungos. Vastas indústrias dependem da fabricação bioquímica de substâncias orgânicas como o ácido cítrico por fungos em cultura. Muitos antibióticos, incluindo a penicilina, são derivados de fungos.

Fungos comestíveis e venenosos

Muitos tipos de ascomicícete e basidiomicícete são comestíveis (figura 18.13a, b). Eles são cultivados comercialmente e também podem ser colhidos na natureza. O basidiomycete Agaricus bisporus cresce na natureza, mas é também um dos cogumelos mais cultivados no mundo. Conhecido como o “cogumelo botão” quando é pequeno, também é vendido como o cogumelo portobello quando é maior. Outros exemplos de fungos comestíveis incluem o cantarelo amarelo (Cantharellus cibarius), morelos (ver figura 18.7b), e shiitake (Lentinula edodes). Deve-se ter muito cuidado ao seleccionar os cogumelos para consumo, pois muitas espécies são venenosas devido às toxinas que contêm. Os cogumelos venenosos (figura 18.13c) causam uma série de sintomas, desde leves reações alérgicas e digestivas, até alucinações, falência de órgãos e morte.

Figure 18.13. Cogumelos comestíveis e venenosos.

Cogumelos comestíveis incluem (a) cogumelos de botão (Agaricus bisporus) e (b) cantarelos amarelos (Cantharellus cibarius). Os cogumelos venenosos incluem (c) Amanita muscaria.

Associações Fúngicas

Fungi estão envolvidos numa variedade de associações íntimas com algas e plantas que desempenham papéis muito importantes no mundo biológico. Estas associações envolvem tipicamente uma partilha de capacidades entre um heterotrofio (o fungo) e um fotossintetizador (a alga ou planta). O fungo contribui com a capacidade de absorver minerais e outros nutrientes muito eficientemente do meio ambiente; o fotossintetizador contribui com a capacidade de usar a luz solar para alimentar a construção de moléculas orgânicas. Sozinho, o fungo não tem nenhuma fonte de alimento, o fotossintetizador não tem nenhuma fonte de nutrientes. Juntos, cada um tem acesso aos alimentos e nutrientes, uma parceria em que ambos os participantes se beneficiam.

Mycorrhizae. As associações entre fungos e raízes de plantas são chamadas micorrizas (mico grego, fungo, e rizos, raízes). As raízes de cerca de 80% de todos os tipos de plantas estão envolvidas em tais associações. De facto, estima-se que os fungos representam até 15% do peso total das raízes das plantas do mundo! A figura 18.14 mostra o quão extensa esta relação pode ser. As raízes à esquerda são raízes de pinheiros não associadas a fungos. As raízes do meio e da direita exibem micorrizas. Você pode ver como as micorrizas aumentam grandemente a superfície da raiz. Em uma micorrizae, os filamentos do fungo atuam como pêlos radiculares super eficientes, projetando-se da epiderme, ou camada celular mais externa, das porções terminais da raiz. Os filamentos fúngicos ajudam na transferência direta de fósforo e outros minerais do solo para as raízes da planta, enquanto a planta fornece carbono orgânico para o fungo simbiótico.

Figure 18.14. Micorrizas nas raízes dos pinheiros.

Da esquerda para a direita são as raízes de pinheiro não associadas a um fungo, micorrizas brancas formadas por Rhizopogon, e micorrizas amarelo-acastanhadas formadas por Pisolithus.

As primeiras plantas fósseis têm frequentemente raízes micorrízicas, que se pensa terem desempenhado um papel importante na invasão da terra pelas plantas. Os solos daquela época teriam carecido completamente de matéria orgânica, e as plantas micorrízicas são particularmente bem sucedidas em solos tão inférteis. As plantas vasculares mais primitivas que sobrevivem hoje em dia continuam a depender fortemente de micorrizas.

Lichens Um líquen é uma associação entre um fungo e um parceiro fotossintético. Ascomycetes são os parceiros fúngicos em todas as 15.000 espécies diferentes de líquens que foram caracterizados, com exceção de 20. A maior parte do corpo visível de um líquen consiste de seu fungo, mas entrelaçados entre as camadas de hifas dentro do fungo estão cianobactérias, algas verdes, ou às vezes ambos. A luz suficiente penetra nas camadas translúcidas das hifas para tornar a fotossíntese possível. As hifas fúngicas especializadas envolvem e às vezes penetram nas células fotossintéticas, servindo como auto-estradas para recolher e transferir para o corpo fúngico os açúcares e outras moléculas orgânicas fabricadas pelas células fotossintéticas. O fungo transmite sinais bioquímicos especiais que orientam as cianobactérias ou algas verdes a produzir substâncias metabólicas que não produziriam se crescessem independentemente do fungo. De facto, o fungo não é capaz de crescer ou sobreviver sem o seu parceiro fotossintético. Muitos biólogos caracterizam esta relação simbiótica particular como de escravidão e não de cooperação, um parasitismo controlado do organismo fotossintético pelo hospedeiro fúngico.

A construção durável do fungo, combinada com as capacidades fotossintéticas do seu parceiro, permitiu aos líquenes invadir os habitats mais duros, desde o topo das montanhas até às faces secas e nuas das rochas no deserto. A substância laranja que cresce sobre as rochas na figura 18.15 é um líquen. Em áreas tão duras e expostas, os líquens são frequentemente os primeiros colonos, quebrando as rochas e preparando o cenário para a invasão de outros organismos.

Figure 18.15. Os líquens crescendo em uma rocha.

Os líquens são extremamente sensíveis a poluentes na atmosfera porque absorvem prontamente substâncias dissolvidas na chuva e no orvalho. É por isso que os líquens estão geralmente ausentes nas cidades e arredores – eles são extremamente sensíveis ao dióxido de enxofre produzido pelo tráfego automóvel e pela actividade industrial. Tais poluentes destroem suas moléculas de clorofila e assim diminuem a fotossíntese e perturbam o equilíbrio fisiológico entre o fungo e as algas ou cianobactérias.

Resultado de Aprendizagem Chave 18.9. Os fungos são decompositores chave e desempenham muitos outros papéis ecológicos e comerciais importantes. As micorrizas são associações simbióticas entre os fungos e as raízes das plantas. Os líquenes são associações simbióticas entre um fungo e um parceiro fotossintético (uma cianobactéria ou uma alga).

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Inquérito &Análise

Are Chytrids Killing The Frogs?

Como você aprendeu anteriormente neste capítulo, pensa-se que os fungos chytrid desempenham um papel importante numa onda mundial de extinções anfíbias, discutida com muito mais detalhes no capítulo 38 (página 799). Nossa consciência do possível papel dos chytrids começou em Queensland (a porção nordeste da Austrália) em 1993, quando um extermínio em massa de rãs foi relatado. Todos os diferentes tipos de rãs pareciam ser afetados, e populações inteiras foram exterminadas. Nas florestas tropicais do norte de Queensland, as populações de sapos de nariz aguçado (Taudactylus acutirostris) foram tão seriamente afectadas que estavam em perigo de extinção. Colónias em cativeiro foram criadas na Universidade James Cook e nos zoos de Melbourne e Taronga, numa tentativa de preservar a espécie. Infelizmente, a preservação da espécie falhou. Cada sapo das colônias morreu.

O que estava matando os sapos? A resposta a esta pergunta veio em 1998, quando pesquisadores examinaram o epitélio (pele) de rãs doentes sob o microscópio eletrônico de varredura e viram o que se pode ver nas fotomicrografias à direita. Normalmente uma superfície relativamente lisa, o epitélio das rãs moribundas era rugoso, com corpos esféricos salientes da superfície.

Estas saliências são zoosporângios, estruturas reprodutivas assexuadas de um fungo quítrido. Uma delas é mostrada de perto (inseto). Cada zoosporangium é aproximadamente esférico, com um ou mais pequenos tubos de projeção. Milhões de pequenos zoosporos desenvolvem-se em cada zoosporangium. Quando o tampão que bloqueia a ponta de um tubo desaparece, os esporos são descarregados na superfície das células cutâneas adjacentes, ou na água, onde o seu flagelo lhes permite nadar até encontrarem outro hospedeiro. Quando um dos zoósporos entra em contato com a pele de outro sapo, ele se prende e forma um novo zoosporângio na camada subsuperficial da pele, renovando o ciclo de infecção.

Estudo dos quitróides infectantes revelou que eles são membros da espécie Batrachochytrium dendrobatidis. Isto foi inesperado. Os quitróides são tipicamente encontrados na água e no solo, e embora existam vários tipos conhecidos por infectar plantas e insetos, nenhum quitróide jamais foi conhecido por infectar um vertebrado.

Estes resultados iniciais de micrografia eletrônica de varredura pareciam fazer um caso bastante convincente de que os quitróides tinham causado a morte em massa de sapos em Queensland. Entretanto, a fim de fornecer evidências mais diretas, uma série de experimentos foi realizada na qual a capacidade do fungo chytrid de matar rãs foi diretamente avaliada.

Em um desses experimentos, típico de muitos, algumas rãs do gênero Dendrobates foram expostas aos chytrids e outras não. Depois de três semanas, todas as rãs foram examinadas para verificar se a pele estava desprendida, um sinal clínico da doença de matar rãs. Os resultados são vistos nos gráficos acima.

1. Conceitos de aplicação. Neste estudo, existe alguma variável dependente? Se sim, o que é?

2. Interpretando Dados. Qual é a incidência de doença em sapos não-expostos? Em sapos expostos?

3. Fazendo Inferências. Existe alguma associação entre a exposição ao chytrid B. dendrobatidis e o desenvolvimento da infecção cutânea que é um sinal clínico de doença potencialmente fatal em rãs?

4. Tirar Conclusões. Qual o impacto da exposição aos quitróides sobre a probabilidade de desenvolver a doença que mata rãs?

5. Análise Adicional

a. Muitos tipos de sapos e salamandras estão morrendo em todo o mundo. Esta experiência sugere uma forma de determinar quão geral é a susceptibilidade dos anfíbios à infecção por quítridos?

b. Embora algumas rãs tenham morrido no passado, nenhuma foi tão grave. Você acha que B. dendrobatidis é uma nova espécie, ou você acha que mudanças ambientais como o aquecimento global ou o aumento da radiação UV resultante da diminuição da camada de ozônio podem ser a causa? Discuta.

Teste sua compreensão

1. A característica mais importante dos organismos multicelulares complexos é

a. comunicação intercelular.

b. desenvolvimento celular.

c. especialização celular.

d. reprodução celular.

2. qual dos seguintes não é uma característica do reino dos fungos?

a. heterotrofia

b. paredes celulares da celulose

c. mitose nuclear

d. esperma não móvel

3. o corpo principal de um fungo é o

a. hiphae.

b. septa.

c. cogumelo.

d. micélio.

4. Fungos reproduzem

a. tanto sexualmente como assexualmente.

b. apenas sexualmente.

c. apenas assexualmente.

d. por fragmentação.

5. Morels e trufas pertencem ao fungo phylum

a. Zygomycota.

b. Ascomycota.

c. Basidiomycota.

d. Chytridiomycota.

6. Zygomycetes são diferentes de outros fungos porque não produzem

a. micélio.

b. corpos frutíferos.

c. um heterokaryon.

d. um esporângio.

7. Ascomycetes formam esporos reprodutivos em

a. um saco especial chamado ascus.

b. guelras no basidiocarpo.

c. esporângios.

d. o micélio.

8. Meiose em basidiomicetos.

a. hiphae.

b. basidia.

c. micélio.

d. basidiocarp.

9. Os líquenes são associações mutualistas entre

a. plantas e fungos.

b. algas e fungos.

c. cupins e fungos.

d. corais e fungos.

10. Micorrizas ajudam plantas a obter

a. água.

b. oxigénio.

c. dióxido de carbono.

d. minerais.