Reino dos fungos
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REINO DOS FUNGOS Figura 1 – Exemplar do Reino dos Fungos Fonte: Alcides Norio Nagado/Shutterstock.com CONTEÚDOS Características gerais Diversidade dos fungos Os fungos utilizados pelo homem Os fungos e a saúde humana AMPLIANDO SEUS CONHECIMENTOS Diferentemente das bactérias, os fungos são formados por células eucariontes, essas células apresentam uma estrutura molecular bem diferente da célula que conhecemos no Reino Monera (reino das bactérias). Observe a seguir, a ilustração de uma célula eucarionte e note que esse tipo celular é bem mais complexo que a célula bacteriana (procarionte), apresenta várias organelas e um núcleo organizado que abriga o material genético. Célula Eucarionte Figura 2 – Célula Eucarionte Fonte: Wiki Ciências Os fungos podem ser unicelulares ou pluricelulares, por não serem plantas nem animais, são agrupados em um reino a parte, veja a seguir as características dos organismos que pertencem ao reino dos fungos: Principais características: Presença de quitina na parede celular. Armazenam o glicogênio como substância de reserva. Realizam a digestão extracelular. Não apresentam o pigmento clorofila. Não apresentam celulose na parede celular. Não armazenam amido como substância de reserva. Os fungos pluricelulares são formados por um conjunto de filamentos finos e ramificados denominados de hifas. O conjunto de hifas formam duas estruturas: o micélio reprodutor e o micélio vegetativo, observe as duas estruturas na ilustração a seguir: Micélio Reprodutor Estruturas produtoras de esporos Hifas Figura 3 - Estrutura de um fungo pluricelular Micélio Vegetativo Figura 3 – Estrutura de um fungo Fonte: Info Escola SAIBA MAIS! O maior ser vivo do mundo é um fungo! Quando se pensa num ser vivo imenso, daqueles que podem ser comparados a ônibus ou prédios, a primeira imagem que vem à cabeça é a dos extintos dinossauros, com até 50 metros de comprimento. Pesquisadores do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos mostraram que a natureza consegue ser bem mais bizarra e produzir um organismo de dimensões ciclópicas, daquelas que escapam a nosso senso de escalas. Eles encontraram um fungo gigante, uma enorme rede de filamentos enraizada a cerca de 1 metro da superfície, abrangendo uma área superior a 890 hectares. O megafungo da espécie Armillaria ostoyae, típico de regiões temperadas na América do Norte e na Europa, enterrado sob a Floresta Nacional de Malheur, é tão grande que só pode ser dimensionado quando confrontado com cidades inteiras ou construções multiplicadas às dezenas. Nessa escala equivaleria a toda a enseada da Praia de Botafogo, seus arredores e o morro do Pão de Açúcar, ou a 47 estádios do Maracanã colocados lado a lado. Os cientistas ainda não calcularam quanto pesa toda essa estrutura viva. O fungo é um parasita bastante longevo, que busca alimento alojando-se nas raízes das plantas. Às vezes, dá sorte e encontra repasto suficiente para continuar a crescer por milhares de anos. Disponível em: <http://mundoestranho.abril.com.br/materia/qual-eo-maior-ser-vivo>. Acesso em: 25 jul. 2016. 14h23min. (Adaptado) Em geral, as hifas crescem abaixo de um substrato, que pode ser um solo, o interior de um tronco de árvore, mas também podem crescer em estruturas que saem à superfície como os cogumelos e orelhas de pau, veja: Figura 4 – Exemplares de orelhas-de-pau e cogumelo chapéu Fonte: Wikipédia Os fungos alimentam-se de matéria orgânica disponível no ambiente, para isso, liberam enzimas digestivas sobre o material orgânico, o qual sofre a digestão. Aos poucos o material é todo decomposto, pois as células do fungo proliferam-se rapidamente na superfície e no interior do material orgânico. Figura 5 – Digestão extracelular Fonte: Netxplica Durante essa digestão, as hifas liberam enzimas específicas para a digestão de amido e proteínas, as quais são transformadas em moléculas menores, glicose e aminoácidos, respectivamente, que em seguida são absorvidas pelas hifas. Esse modo de digestão extracelular, causa o apodrecimento de diversos materiais, e por isso eles são classificados como saprofágicos (do grego sapros, podre e phagein, comer). A reprodução dos fungos pode ser de forma assexuada e sexuada. Fungos unicelulares, como as leveduras, reproduzem-se principalmente por brotamento. As células formam brotos que crescem e se separam do genitor. Os fungos pluricelulares, como os cogumelos, produzem esporos, que quando caem em local adequado germinam, dando origem a novas hifas. Célula-mãe Brotamento Figura 6 – Reprodução por brotamento Fonte: Wikipédia Fungos na indústria Ao longo da história, o homem aprendeu a utilizar os fungos para as mais diversas atividades, desde a produção de alimentos e bebidas até a produção de medicamentos. Panificação Fabricação de bebidas Queijo Roquefort Figura 7 - Fungos na produção de alimentos Fonte: Catraca livre; UOL; Wikipédia O fermento biológico é um tipo de fungo utilizado desde a Antiguidade na produção de pães e bebidas alcoólicas, a levedura Saccharomyces cerevisae alimentase dos carboidratos presentes na massa crua e produz gás carbônico e álcool durante a fermentação. Com a formação de bolhas de gás carbônico no interior da massa, ela aumenta de volume e torna-se porosa. A técnica de produção de bebidas alcoólicas é semelhante à panificação, o fungo presente no caldo da cana, no suco da uva ou em outro líquido açucarado, utiliza o açúcar como alimento e realiza sua fermentação. Nesse processo, são produzidos gás carbônico e o álcool. Algumas espécies de fungos são comestíveis, tal como, os champignons, o shitake e o shimeji. Além de saborosos, essas espécies apresentam alto teor nutritivo. A trufa é outro exemplo de fungo comestível, considerada uma iguaria fina, fazendo parte de pratos sofisticados e de alto valor. Certos fungos são ainda empregados na fabricação de queijos, agregando-lhes sabor característico. Os fungos Penicillium roquefortii e Penicillium camembertii, por exemplo, são utilizados na fabricação de queijos tipos roquefort e camembert, respectivamente. Figura 8 - Shimeji Figura 9 - Shiitake Fonte: Wikipédia Fonte: Wikipédia Fungos e os antibióticos Enquanto alguns fungos são utilizados na culinária e na indústria, outros salvam vidas. O primeiro antibiótico produzido em laboratório foi a penicilina, obtida do fungo Penicilium notatum, em 1929, pelo médico Alexander Fleming. Em seus experimentos, o pesquisador acidentalmente contaminou com fungos uma placa de cultura de bactérias, causadora de infecções no homem. Ao observar a placa contaminada, ele percebeu que havia uma área transparente ao redor do mofo, indicando que não haviam crescido bactérias naquela região. Fleming Figura 10 - Alexander Fleming intuitivamente, concluiu que o fungo produzia uma Fonte: Wikipédia substância que era capaz de matar as bactérias. Após identificar o fungo, o pesquisador chamou a substância de penicilina, em referência ao nome do fungo, Penicilina notatum. Posteriormente, Fleming descobriu que a penicilina matava outros tipos de bactérias e adicionalmente, não era tóxica para o corpo humano o que poderia ser utilizada como medicamento. Bactérias Fungos Área sem bactérias Figura 11 – Placa de cultura de bactérias contaminada com fungo Penicilina notatum Fonte: FIOCRUZ Em 1940, a penicilina foi utilizada na Inglaterra, no primeiro paciente humano, um policial, vítima de grave infecção sanguínea. O mundo passava a conhecer e desfrutar de uma arma absolutamente necessária à vida a partir de então e, desta forma, inaugurou uma nova fase da medicina: a fase dos antibióticos. A partir desse momento e com o fim da guerra, as pesquisas sobre novas formas de produção e sobre a ação de outros organismos foram impulsionadas, chegando ao nível de desenvolvimento que experimentamos atualmente, com a produção de antibióticos semissintéticos. Fungos e as doenças Cerca de 30% das 100.000 espécies de fungos vivem como parasitas ou patógenos1, a maioria deles de plantas. Os animais são muito menos suceptíveis aos fungos parasitas do que as plantas. Apenas 50 espécies são conhecidas como parasitas de humanos e de outros animais. 1 Patógenos: organismo causador de doença. Alguns fungos microscópicos podem se instalar na pele humana, em mucosas ou unhas e causar um determinado tipo de infecção denominada de micose. Esses organismos proliferam-se em ambientes onde há nutrientes, calor e umidade. No verão, por ser mais quente e úmido é a época de maior propagação desse tipo de doença. As micoses de pele, incluem a doença chamada “Tinha”, que se manifesta através de áreas circulares e vermelhas na pele (Figura 12). O fungo comumente se prolifera na superfície dos pés, causando coceira intensa e às vezes bolhas, conhecidas como pé-de-atleta. Apesar de ser uma infecção altamente contagiosa, é facilmente tratável com loções e pós anti-fúngicos. Outros tipos de micoses são mais severas e se espalham pelo corpo, são as micoses sistêmicas. São tipicamente causadas por esporos inalados. Existem infecções que causam sintomas semelhantes aos da tuberculose nos pulmões, debilitando muito a função do órgão, que quando não tratado, pode levar a insuficiência respiratória e causar a morte do infectado. Figura 12 – Micose superficial (Tinha) Fonte: Dermatologia Algumas infecções causadas por fungos são oportunistas, ocorrendo somente quando uma mudança microbiológica, química ou imunológica acontece no corpo humano, que permita o crescimento e desenvolvimento do fungo. O fungo Candida albicans é um fungo que habita a mucosa de várias regiões do corpo humano, inclusive a do sistema digestório. Em circunstâncias normais, a presença do fungo não implica em quaisquer efeitos prejudiciais a sua saúde, porém quando cresce em excesso, pode causar doença, resultando em infecções como a candidíase vaginal, que causa um corrimento espesso, grumoso e esbranquiçado, acompanhada geralmente de irritação no local. As infecções causadas por fungos são apontadas como uma das principais causas de morte em pacientes com algum tipo de imunodeficiência, como é o caso da AIDS. Além disso, para pacientes que estão submetidos a tratamentos intensivos, como quimioterapia, o fungo também pode ser perigoso. Além disso, esse fungo pode ser perigoso para pacientes cuja saúde já esteja enfraquecida, como por exemplo os pacientes de uma unidade de tratamento intensivo. Devido a estes fatores, a Candida albicans tem despertado grande interesse das pesquisas na área de saúde e da medicina. A Candida albicans é um tipo de fungo que está entre os muitos microorganismos que vivem na boca e no sistema digestivo humano. Sob circunstâncias normais, a Candida albicans pode ser encontrada em 80% da população humana sem que isso implique em quaisquer efeitos prejudiciais a sua saúde. Figura 12 - Candida albicans Fonte: Wikipédia LEITURA COMPLEMENTAR O que é um antibiótico? Consideramos antibiótico toda a substância capaz de matar ou inibir o crescimento de bactérias. Os antibióticos podem ser bactericidas, quando destroem diretamente as bactérias, ou bacteriostáticos, quando impedem a multiplicação das mesmas, facilitando o trabalho do nosso sistema imune no controle da infecção. Para ser efetivo e tolerável, o antibiótico precisa ser uma substância nociva às bactérias, mas relativamente segura para as nossas células. Isso não significa que não possa haver efeitos secundários, mas por definição, um antibiótico deve ser muito mais tóxico para germes invasores do que para o organismo invadido. De nada adiantaria matar bactérias que causam a pneumonia se também Figura 13 - Comprimidos Fonte: Wikipédia estivéssemos matando as células do pulmão. O primeiro antibiótico descoberto foi a penicilina, em 1928, pelo bacteriologista inglês, Alexander Fleming. A sua descoberta ocorreu por acaso quando suas placas de estudo com a bactéria estafilococos foram acidentalmente contaminadas por um fungo do gênero penicillium. Fleming notou que ao redor destes fungos não existiam bactérias, o que o levou a descobrir a penicilina, uma substância bactericida produzida por estes seres. Atualmente os antibióticos são substâncias sintéticas, produzidos em laboratórios, muitos deles derivados de substâncias naturais como é o caso da penicilina. PEDRO PINHEIRO, Pedro. O que são antibióticos? MD.Saúde. Disponível em: <http://www.mdsaude.com/2011/02/antibioticos.html>. Acesso em: 27 jul. 2016. 15h12min. ATIVIDADES 1. Um agricultor resolveu realizar o cultivo de cogumelos Shitake, indagado sobre como se faz o cultivo, o agricultor explica: “Toda a extensão da tora é furada com uma distância de uns 15 centímetros entre os furos. Em seguida, esporos do fungo são semeados sobre as toras de madeira” Os cultivadores de cogumelos mantêm as toras em galpões ou porões, com pouca iluminação. Responda: Cultivo de Shitake Fonte: Rural Centro a) Qual a função das toras de madeira no cultivo dos cogumelos Shitake? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ b) O cultivo de cogumelos obteria melhores resultados se fosse cultivado ao ar livre, exposto ao sol quente? Justifique. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2. Seres vivos importantes na decomposição da matéria, com enorme capacidade de dispersão graças à presença de esporos e que servem de matéria-prima para a extração de drogas com a penicilina, são os(as) a) protozoários. b) esporófitos. c) fungos. d) cianofíceas. e) bactérias. 3. Os cogumelos são seres vivos presentes no Reino dos Fungos. Algumas espécies são comestíveis, outras alucinógenas e outras, ainda, venenosas. Alguns fungos estão associados a animais ou plantas. Comente sobre uma associação de fungos com outros seres vivos. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 4. Fungos e bactérias têm sido considerados, por muitos, os vilões entre os seres vivos. Sabemos, entretanto, que ambos apresentam aspectos positivos e desempenham importantes funções ecológicas. a) Cite uma forma pela qual bactérias e fungos podem contribuir positivamente para o meio ambiente. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ b) Cite um exemplo de conquista científica no combate a infecções que foi possível a partir da utilização dos fungos. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 5. Em um cogumelo de chapéu, o que você entende por: hifas, micélio, corpo de frutificação e esporos. Identifique essas estruturas na ilustração a seguir: Figura – Estrutura de um fungo Fonte: Djalma Santos INDICAÇÕES No Portal EJ@, você poderá acessar o conteúdo curricular “Micro-organismos Fungos e Bactérias” de Ciências da Natureza/Ciência da Natureza II, do Ensino Médio e consultar algumas indicações de materiais de apoio, das quais detacamos: Programas de Áudio - Diversidade de Fungos Programas de Áudio - Fungos e a Saúde Humana Na internet, você também poderá consultar os seguintes materiais: Vídeo – Fungos – O fantástico show da vida! Esse vídeo destaca algumas características do grupo dos fungos, comenta sobre a diversidade biológica desses seres, a utilização dos fungos na produção de alimentos e no desenvolvimento de novos fármacos e fala ainda sobre as principais espécies comestíveis. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS NAGADO, Alcides Norio In: SHUTTERSTOCK. Mushroom. Disponível em: <http://www.shutterstock.com/pic.mhtml?id=426425218&src=id>. Acesso em: 26 jul. 2016. 14h59min. CATACRA LIVRE. Panificação. Disponível em: <https://catracalivre.com.br/wpcontent/uploads/2014/06/big-01.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h18min. DERMATOLOGIA. Micose superficial. Disponível em: <http://www.dermatologia.net/cat-doencas-da-pele/micoses-superficiais-da-pele/>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h48min. SANTOS, Djalma. Estrutura de um fungo. Disponível em: <https://djalmasantos.wordpress.com/2012/08/31/testes-sobre-fungos/>. Acesso em: 26 jul. 2016. 12h25min. FIOCRUZ. Placa de cultura de bactérias com fungo Penicilina notatum. Disponível em: <http://www.invivo.fiocruz.br/media/cultura.gif>. Acesso em: 27 jul. 2016. 14h22min. INFO ESCOLA. Estrutura de um fungo. Disponível em: <http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/08/8719img_fungo2.jpg>. Acesso em: 26 jul. 2016. 14h45min. NETXPLICA. Digestão extracelular. Disponível em: <http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/porto.editora/digestao.cogumelo.1. png>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h03min. RURAL CENTRO. Cultivo de Shitake. Disponível em: <http://res.ruralcentro.net/1/2011/7/29/18-shiitake.jpg>. Acesso em: 26 jul. 2016. 15h08min. UOL – Revista Adega. Fabricação de bebidas. Disponível em: < http://revistaadega.uol.com.br/media/legacy/edicoes/46/imagens/i134582.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h22min. WIKIPÉDIA. Exemplares de orelhas-de-pau e cogumelo chapéu. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Lactarius_vinaceorufescens#/media/File:Lactarius_vinaceo rufescens_58725.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 15h48min. WIKIPÉDIA. Exemplares de orelhas-de-pau e cogumelo chapéu. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Orelha-de-pau#/media/File:Orelhas_de_pau.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 15h51min. WIKIPÉDIA. Reprodução por brotamento. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Levedura#/media/File:S_cerevisiae_under_DIC_microscop y.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h06min. WIKIPÉDIA. Queijo Roquefort. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Roquefort_(queijo)#/media/File:Roquefort_cheese.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h25min. WIKIPÉDIA. Shimeji. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Shimeji#/media/File:Hypsizygus_marmoreus_20101123_a.j pg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h39min. WIKIPÉDIA. Candida albicans. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Candida_albicans#/media/File:Candida_albicans.jpg>. Acesso em: 26 jul. 2016. 10h46min. WIKIPÉDIA. Shitakee. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Shiitake#/media/File:Shiitakegrowing.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h49min. WIKIPÉDIA. Alexander Fleming. Disponível em: < https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/Synthetic_Production_of_Penicilli n_TR1468.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 16h51min. WIKIPÉDIA. Comprimidos. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimido#/media/File:Comprimidos.jpg>. Acesso em: 27 jul. 2016. 15h09min. WIKI CIÊNCIAS. Célula eucarionte. Disponível em: http://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/images/thumb/8/81/Celanimal.jpg/200pxCelanimal.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. 14h30min. < GABARITO 1. a. Os esporos germinam originando hifas, que irão se nutrir da madeira em decomposição. b. Os fungos se desenvolvem melhor em ambientes quentes, porém com muita umidade; e essas condições são mais facilmente obtidas em lugares fechados, como galpões, do que ao ar livre e exposto ao sol. 2. Alternativa C. 3. Os fungos podem se associar a outros seres vivos, beneficiando-se dessa relação. O líquen é um exemplo da interação entre um fungo e uma espécie de alga. Nessa associação, a alga que apresenta clorofila, realiza a fotossíntese, e desta forma, produz seu alimento para ela e para o fungo. O fungo por sua vez absorve água e sais minerais do substrato que está localizado, que são em parte, transferidos ao vegetal. 4. a. Fungos e bactérias são decompositores na natureza, isto é, decompõem cadáveres (ou porções) de animais e vegetais. Como resultado, parte dos minerais destes organismos mortos fica no solo, disponíveis para serem absorvidos pelas raízes de vegetais e assim voltar para a cadeia alimentar. b. Os fungos, através do seu metabolismo, produzem grande parte dos antibióticos conhecidos. Os antibióticos são utilizados no combate às infecções bacterianas. 5.
