Cianobactérias
Conteúdo
Kleber Rena de Souza Santos – [email protected]
Caracterização das cianobactérias
 Organismos procariontes
Prochloron
Acaryocloris
- Parede celular: tipo gram-negativa
- Reprodução exclusivamente assexuada
 Não apresentam flagelos nem cílios
 Fotossíntese oxigênica
- Clorofilas a, b (Prochlorophyta), d, f
- Pigmentos em tilacóides
- Fotossistemas I e II  água como
doadora de elétrons
 Pigmentos
- Carotenóides
- Ficobilinas
• Ficoeretrina  Vermelho
• Ficocianina  Azul
 Capacidade de fixar N
 Aerótopos (algumas espécies)
Fonte: Graham & Wilcox (2000), Lee (2008)
Grânulo
cianoficina
Parede
celular
Tilacóides e
ficobilissomos
Membrana
plasmática
Amido das
ciano
aerótopos
carboxissomo
ribossomo
óleo
Bainha /
mucilagem
Fonte: www.sinecearasy.cz
Produtores primários
Cianobactérias: importância evolutiva
 Fóssil de cianobactéria de 3,5
bilhões de anos. Apex Basalt
no oeste da Austrália (Schopf
1993).
“Idade das
cianobactérias”
 Importantes na modificação da
atmosfera terrestre: redução
de CO2 e aumento de O2.
 Pré-requisito para o
desenvolvimento de formas de
vida aeróbica (Schopt & Walter
1982).
Berman-Frank et al. 2003
 Acredita-se que os cloroplastos das plantas têm origem de cianobactérias ancentrais –
endossimbiose (Margulis 1970, Vermaas 2001).
Fixação de Nitrogênio por Cianobactérias
Grupo A1:
Heterocitadas
(separação espacial)
cianoficina
Compostos C
Conexões plasmodesmáticas
(microplasmodesmos)
Compostos N
Amino
ácidos
Célula vegetativa
H2
Heterocito
Célula vegetativa
Fonte: John Tiftickijian (http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/nvp/cyanobacteria.html)
Grupo A2:
Não heterocitadas em
condições aeróbias –
separação temporal (escuro)
Gloeothece, Cyanothece, Lyngbya
Grupo B:
Não heterocitadas em
condições anaeróbias
Plectonema boryanum
Grupo A3:
Não heterocitadas em
condições aeróbias
(separação espacial e temporal)
Diazócitos e escuro
Trichodesmium e Katagnymene
Fonte: Gallon 2004. Fiore & Honda 2008
Luz
Aerótopos e vantagens competitivas
Grânulo
cianoficina
Parede celular
Tilacóides e
ficobilissomos
Membrana
plasmática
 Estruturas
inertes,
ocas,
cilíndricas, cheias de gás,
formadas
exclusivamente
a
partir de proteínas
Glicogênio
Aerótopos
 Síntese é regulada por 20 genes
carboxissomo
Ribossomo
Gotícula de
óleo
Bainha /
mucilagem
 Flutuabilidade na coluna d’água
 Espécies podem formar florações
Fonte: www.sinecearasy.cz
Walsby 1994; Mlouka et al. 2004
Hábitat
 Ampla distribuição geográfica
 Maioria de águas continentais
–Perifíton e plâncton
 Marinhas
 Simbioses
–Plantas
–Fungos  Líquens
–Animais
Fotos: noticias.terra.com.br
 Ambientes terrestres
–Superfície de diversos substratos
–Interior de:
•Solos
•Rochas
•Cavernas
 Ambientes extremos
–Geleiras  - 60°C
–Fontes termais  72°C
–Desertos
–Hipersalinos
–Alcalinos  pH >9 (13)
Fonte: Graham & Wilcox (2000)
Peltigera britannica - Liquem
Cycas
Sistema de classificação
Hoffmann et al. 2005
Taxonomia polifásica
> Aspectos morfológicos, ecofisiológicos, bioquímicos,
ultraestruturais e moleculares.
Gloeobacteriophycidae (sem tilacóides)
Gloebacterales
Synechoccophycidae (tilacóides paralelos)
Synechococcales
Pseudanabaenales (fil. estreitos)
Oscillatoriophycidae (tilacóides radiais)
Chroococcales
Oscillatoriales
Nostocophycidae (tilacóides irregulares)
Nostocales
O que é uma floração??
Aumento na densidade de organismos, geralmente de uma ou algumas espécies
 Diretamente:
Número de
células ou
organismos
Biovolume
 Indiretamente:
Clorofila a
Floração de cianobactérias nos lagos do Jardim Botânica de São Paulo
Para alguns
autores:
≥20.000 céls. de
ciano/mL;
≥2mm³/L
biovolume celular
de ciano;
≥10 mg/m³
clorofila a
Microcystis
Microcystis
Planktothrix
Radiocystis
Dolichospermum
(“Anabaena”)
Aphanocapsa
Cylindrospermopsis
Atividades humanas e eutrofização
Consequências da eutrofização
 Alteração na cor, turbidez, pH;
 Alteração na riqueza e densidade de espécies;
 Elevadas densidades de organismos tolerantes à
condição eutrofizada (por ex: cianobactérias);
 Desequilíbrio ecológico.
Biodiversidade
Densidade
70
50
20
10
Eutrofização/Deterioração
Foto: Huisman et al. 2005
40
Florações: problemas ambientais e de saúde pública
 Gosto e odor desagradáveis na água;
 Mortandade de peixes, aves e mamíferos;
 Aumento nos custos de tratamento da água.
 Tragédia de Caruaru, Pernambuco 02/1996: morte de mais de 60 pacientes em uma
clínica de hemodiálise (Azevedo et al. 2002).
Cianobactérias em notícia
Veja1996
Agência Fapesp 2005
Jornal da SBFic 2001
Folha 2000
Pesquisa Fapesp 2005
Argentina ~2000
Floração de cianobactérias na Represa Billings
Fotos: www.sabesp.br
Floração de cianobactérias no Pantanal
Sphaerospermopsis
Microcystis
Radiocystis
Floração de cianobactérias no Pantanal
Anabaenopsis elenkinii
Floração de cianobactérias no Pantanal
Arthrospira platensis
Biodiversidade de algas e cianobactérias
Gêneros
Espécies
150
2.000
Rhodophyta
500-600
5.000-5.500
(algas vermelhas)
(20 água doce)
(150 água doce)
Chrysophyceae
200
1.000
Chryptophyceae
12
200
Xanthophyceae
100
600
Bacillariophyceae
250
100.000
Dinophyta
130
2.000
Euglenophyceae
40
800
Chlorophyceae
355
2.650
Zygnemaphyceae
50
4.000-6.000
Cyanobacteria
(diatomáceas)
Exemplos
(100 água doce)
(+ 2.000 fóssil )
Referência: Hoek et al. (1995)
Interpretação
Salitrada
Número de espécies
Salina
Baía
80
74
70
7
60
11
Chlorophyceae
50
41
40
10
30
20
17
3
10
Zygnematophyceae
14
21
3
7
Euglenophyceae
Cryptophyceae
Bacillariophyceae
4
20
8
2
3
10
9
Salitrada
Baía
Xantophyceae
Cyanobacteria
0
Salina
Foto: Sakamoto, A.Y. 2001
Riqueza de espécies de algas e cianobactérias em lagoas
do Pantanal da Nhecolândia (Santos 2008)
O que é monitoramento?
 Estudo e acompanhamento contínuo e sistemático do
comportamento de fenômenos, eventos e situações específicas, cujas
condições desejamos identificar, avaliar e comparar (Ibama 2005)
Avaliar
Identificar
Situação Comparar
Acompanhar