Ciências da Natureza e suas Tecnologias – Biologia 2º ano do Ensino Médio Os fungos: a produção de alimentos, medicamentos, alucinógenos e combustíveis não poluentes Imagem: H. Krisp / Creative Commons Attribution 3.0 Unported. Cientistas descobrem em floresta dos Estados Unidos um fungo Gigantesco que ocupa área equivalente a 47 estádios do Maracanã. Fungo Armillaria ostoyae, Familia Marasmiaceae. Foto tirada na cidade de Ulm, localizada no sul da Alemanha. 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. Na semana passada, 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, como ocorreu na floresta americana. Os fungos constituem um reino à parte entre os seres vivos. Podem ser microscópicos, dotados de uma única célula, como as leveduras, usadas na fabricação de fermento e cerveja, ou complexos, como o exemplar Armillaria recém-descoberto. Antes dele, em 1992, uma estrutura semelhante com 600 hectares havia sido localizada no Estado de Washington. Julgava-se ser uma raridade que se desenvolveu em condições muito especiais, por um período estimado entre 400 e 1.000 anos. Desde a semana passada, passou-se a considerar que esses gigantes são muito mais comuns do que se imaginava. O ser da Floresta de Malheur esteve pelo menos 2.400 anos parasitando sucessivamente milhares de árvores de forma simultânea. "Fungos como esse são extremamente versáteis", diz Marina Capelari, pesquisadora da seção de micologia do Instituto de Botânica, em São Paulo. "Eles exploram o meio ambiente e crescem indefinidamente." Mesmo que alguns pedaços do organismo morram, isso não compromete o resto da estrutura, que continua viva e em expansão. Acima da superfície o Armillaria ostoyae tem um aspecto bastante diferente. No outono, ele brota em forma de grupos de grandes cogumelos dourados, que podem atingir até 30 centímetros de diâmetro. A cor amarelada deu à espécie o apelido de cogumelo-mel. Por enquanto, os cientistas ainda não sabem se a espécie é comestível, porque, numa das poucas tentativas feitas, o pesquisador que experimentou o cogumelo sofreu uma violenta reação gástrica, mas sobreviveu. Ainda se está por determinar se isso ocorreu devido a algum tipo de veneno ou por erro na preparação do prato. Segundo a pesquisadora Catherine Parks, da equipe que localizou o megafungo, os cogumelos são apenas a ponta de um iceberg, insuficientes para dimensionar o que existe por baixo da terra e o impacto que o organismo causa na floresta. O processo alimentar do Armillaria é igualmente peculiar. O fungo secreta enzimas capazes de quebrar os componentes químicos da madeira em moléculas menores e, depois, sorve o que lhe interessa. Todo o alimento é extraído das árvores, primeiro das raízes e depois do caule. O roubo de nutrientes é tão intenso que a árvore morre. Ao atingir o caule, o megafungo se manifesta sob nova forma, agora uma cobertura esbranquiçada e viscosa, parecida com uma camada de cola. Árvores de grande porte podem sobreviver por muitos anos ao ataque do fungo, mas perdem vigor e têm o crescimento bastante afetado. Um observador atento consegue identificar uma árvore atacada por esse pesadelo subterrâneo: as raízes enfraquecem, as folhas descolorem e caem, a madeira está sempre umedecida. Nem por isso o megafungo é um vilão. Os cientistas o consideram um elo essencial no ecossistema das florestas. A ele cabe o papel de lixeiro, limpando áreas para que novas árvores possam nascer. Mesmo assim, é um consolo saber que um ser desses jamais conseguiria sobreviver numa cidade. Revista Veja on line, 16 de agosto de 2000, disponível em www.veja.com.br. Imagem: Mick Stephenson / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported & GNU Free Documentation License Imagem: Myrabella / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-3.0/ GNU Free Documentation License Biologia, 2º ano Os fungos: a produção de alimentos, medicamentos, alucinógenos e combustíveis não poluentes Imagem: Klaus Höpfner / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported & GNU Free Documentation License Características gerais • Os fungos possuem ampla distribuição, são encontrados no ar, solo, água e em detritos orgânicos; • São eucarióticos, com estrutura celular bem desenvolvida; são unicelulares e multicelulares; • Podem ser aeróbios e anaeróbios; • Possuem quitina em sua parede celular; • São heterótrofos, nutrindo-se por absorção; Características gerais • Desenvolvem - se em ambiente com a temperatura entre 20° a 30°, umidade entre 75% e 95%; • Reproduzem - se sexuadamente e assexuadamente, através de esporos disseminados na natureza; • São organismos imóveis; • Podem ser saprófitos, parasitas, simbiontes e predadores. Características gerais Imagem: United States Federal Government / Public Domain. • São organismos dimorfos e pleomorfos; • PH ótimo para se desenvolver: próximo de 6.0; • Possuem glicogênio como reserva energética. Esta microfotografia mostra o dimorfismo do fungo Sporothrix schenckii. Hifas Imagem: Fran Sheldon (Serendipity Fran) / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Imagem: Richard Sullivan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Características gerais • Possuem células especializadas (hifas) que formam uma estrutura maior (micélio); • Não possuem tecidos verdadeiros. Micélio • Podemos encontrá-los na forma típica, multicelular e macroscópicos, como alimento. Cogumelos Imagem: FotoosVanRobin from Netherlands / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Fungos e a produção de alimentos Fungos multicelulares • Os fungos conhecidos como champignons, Agaricus campestris, são muito apreciados em receitas como strogonoff, risotos, etc.; • São ricos em proteínas, entre 2% e 10%; vitaminas do complexo B e sais minerais importantes, como o Ca, K, P, e Mg. Agaricus campestris Imagem: Darkone / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic São ingredientes para deliciosas receitas Imagens da esquerda para a direita: (a) cyclonebill / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic. (b) Fir0002, flagstaffotos.com.au / GNU Free Documentation License. Cogumelo Morchella esculenta Imagem: Batholith (talk) / Domínio público Imagem: Ericsteinert at the German language Wikipedia / GNU Free Documentation License. imagem: Bob (Bobzimmer) / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported. Diversidade de cogumelos comestíveis Cogumelo Shimeji (Pleorotus sp) Cogumelo Shitake (Lentinula edodes) Curiosidades sobre os cogumelos • O cogumelo Shitake, nativo da Ásia, é muito utilizado no controle e tratamento da pressão arterial, redução do nível de colesterol e fortalecimento do sistema imunológico; • A produção brasileira atual chega a 7Kg/m²; • Fonte de lisina e vitamina B1, o cogumelo shimeji é usado no combate ao câncer e controle do colesterol. Curiosidades sobre cogumelos imagem: Bob (Bobzimmer) / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. • Alguns cogumelos do gênero Morchella , se ingeridos em grandes quantidades, podem causar distúrbios gastrintestinais e perda da coordenação muscular, por possuírem uma toxina, a hidrazina. Se consumidos com álcool, provocam intoxicação. Fungos que participam da produção de alimentos Queijos Roquefort e Camembert Imagens: Dominik Hundhammer / GNU Free Documentation License. • As espécies P. camemberti, P. roquefortii e P. caseiolum são responsáveis pela produção dos queijos Camembert, Roquefort e Brie, respectivamente, proporcionando sabor e aroma distintos; • A levedura Saccharomyces cerevisae tem papel na panificação, fermentação e indústria do vinho, utilizando a glicose e produzindo etanol e dióxido de carbono; Imagem: Masur / Domínio público Fungos que participam da produção de alimentos Fungos que participam da produção de alimentos • O fungo Aspergillus oryzae é utilizado em seu processo fermentativo na produção de Shoyu, um molho japonês à base de grãos de soja; • Misô: é uma pasta fina produzida com grãos de soja, de arroz ou cevada, com aplicação do Saccharomyces rouxii e Aspergillus oryzae. Curiosidades Aspergillus lividus Imagem: Mwolfin / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication • Os refrigerantes são produtos fúngicos, eles contêm ácido cítrico, produzido pelo Aspergillus lividus. Atividades Práticas 1. “A fermentação biológica do pão”. Siga as instruções para produzir pão caseiro e depois responda às questões. • 2 copos e 1/2 de água morna; • 20 g de fermento biológico; • 1 kg de farinha de trigo; • 1 ovo; • 1/2 copo de óleo; • 1 colher de sopa de sal; • 6 colheres de sopa de açúcar; MODO DE FAZER Amorne a água em uma panela e despeje nela o fermento, o açúcar e 7 colheres de trigo; Cubra com um guardanapo e reserve por 10 minutos; Observe que virou uma esponja, agora acrescente o restante dos ingredientes e pouco a pouco vá colocando o trigo; Amasse a massa com as mãos até que fique bem macia e desgrudando das mãos; Coloque na panela, cubra com o guardanapo e reserve por mais 10 minutos; Unte a assadeira com margarina, divida a massa em 3 pedaços e enrole como preferir; Cubra a massa e coloque no sol por alguns minutos que ela crescerá bem; Em seguida é só assar em fogo baixo até que fique corada. Questões Como e por que o pão cresce? Cite o nome do organismo envolvido no processo de fermentação do pão. Sugestão de atividades No laboratório, aproveite o fermento biológico, dissolva-o em água e prepare uma lâmina para observação microscópica. Se desejar observar a atividade das leveduras, acrescente açúcar. Imagem: Nobel Foundation / Domínio público A descoberta da Penicilina Vídeo disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=GZ9litY CAow Alexander Fleming Fungos utilizados na produção de medicamentos • Alguns fungos produzem substâncias capazes de combater bactérias, é o caso do Erytromyces sp, que produz o antibiótico Eritromicina, e do Penicillium notatum, que produz a Penicilina; • A Ciclosporina, substância que suprime as reações imunológicas que causam rejeição de órgãos transplantados, é produzida pelo fungo Tolypocladium inflatum. Estrutura química espacial da penicilina Penicillium notatum Imagem: Crulina 98 / GNU Free Documentation License. Imagem: Mstroeck at English Wikipedia / GNU Free Documentation License. Atividade prática • Reproduza a experiência de Alexander Flemming: Em um pires, adicione gelatina incolor misturada com caldo de galinha. Deixe solidificar na geladeira. Aguarde alguns dias e relate o que você observou. Substâncias alucinógenas produzidas por fungos • Amanita muscaria, responsável pelo chá de cogumelo, alucinógeno; • A ergotamina, extraída do Claviceps purpurea, sintetiza a LSD ( Lisergic-Saure-Diaethyl-Amid), uma droga psicodisléptica, que causa despersonalização, alteração dos valores da realidade e alucinações. É considerado um agente químico mutagênico; • A Psilocibina, produzida pelo fungo Psilocybe mexican, muito utilizada pelos nativos no México, Guatemala, América Central e civilizações pré - colombianas em rituais religiosos, para “fazer previsões”. Amanita muscaria, alucinógeno Imagem: Alan Rockefeller / GNU Free Documentation License. Imagem: Uebersbach8362 / GNU Free Documentation License Psilocybe mexican Produção de combustível não poluente • Encontrado em árvores da floresta da Patagônia, o fungo Gliocadium roseum produz uma combinação importante de substâncias combustíveis, além de formar compostos diesel a partir da celulose; • O combustível produzido pelo G. roseum é conhecido como myco-diesel. Eucryphia cordifolia, árvore da floresta tropical da Patagônia, habitat do G. roseum. Imagem: Franz Xaver / GNU Free Documentation License. Produção de combustível não poluente Exercícios 1.Descreva um exemplo de conquista científica no combate a infecções que foi possível a partir da utilização de fungos (1). 2. (UFRJ) Um dos armários do laboratório da escola apareceu com pontos e fios brancos em suas portas, do lado interno. Um dos alunos identificou os pontos e os fios brancos como sendo um tipo de mofo. Para eliminá-lo, passou um pano embebido em álcool na porta, até limpá-la totalmente. Na semana seguinte, para surpresa do aluno, os pontos e fios reapareceram. A partir dos seus conhecimentos a respeito da estrutura e biologia dos fungos, explique por que o mofo reapareceu. 3.(Unesp) No sistema de classificação de Lineu, os fungos eram considerados vegetais inferiores e compunham o mesmo grupo do qual faziam parte os musgos e as samambaias. Contudo, sistemas de classificação modernos colocam os fungos em um reino à parte, reino Fungi, que difere dos vegetais não apenas por não realizarem fotossíntese, mas também porque os fungos: a) São procariontes, uni ou pluricelulares, enquanto os vegetais são eucariontes pluricelulares; b) São exclusivamente heterótrofos, enquanto os vegetais são autótrofos ou heterótrofos; c) Não apresentam parede celular, enquanto todos os vegetais apresentam parede celular formada por celulose; d) Têm o glicogênio como substância de reserva energética, enquanto nos vegetais a reserva energética é o amido; e) Reproduzem-se apenas assexuadamente, enquanto nos vegetais ocorre reprodução sexuada ou assexuada. 4. Faça uma pesquisa e identifique as características dos biocombustíveis, enfatizando o Myco - diesel. Sugestão de sites, softwares e links para downloads “Fungos: principais grupos e aplicações biotecnológicas”, disponível em: www.biodiversidade.pgibt.ibot.sp.gov/estagiodo cencia/ricardosilvaeglaucianecoelho.pdf “Fungo que pode produzir combustível é descoberto na Patagônia”, disponível em: www.bbc.co.uk/portuguese/reporterbbc/story/ 2008/11/081104_fungo_diesel_dg.shtml “Os fungos: a sua vida e como influenciam a nossa”, disponível em: http://naturlink.sapo.pt/article.aspx?menuid=7&ci d=44306&bl=1 www.Objetoseducacionais2.mec.gov.br www.cienciamao.if.usp.br www.Portaldoprofessor.mec.gov.br www.biomania.com.br www.revistaescola.abril.com.br Referências Bibliográficas Amabis, J.M. & MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. Moderna.3ªedição.Saõ Paulo:2010. Canhos, V.P. & Manfio, G.P. 2001. Recursos Microbiológicos para Biotecnologia. Disponível em: http://www.mct.gov.br/Temas/biotec/Tendencia s%20_Vanderlei%20Fina_.pdf. www.infoescola.com/biologia/micologia/ www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/tra balhos_pos2003/const_microorg/fungos.htm Tabela de Imagens Slide 2 6a 6b 6c 9 10a 10b 11 12 Autoria / Licença Link da Fonte H. Krisp / Creative Commons Attribution 3.0 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Armill Unported. aria-mellea-hallimasch.jpg Myrabella / Wikimedia Commons / CC-BY-SA- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bleu_ de_Gex.jpg 3.0/ GNU Free Documentation License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Tempranillowi Mick Stephenson / Creative Commons ne.jpg Attribution-Share Alike 3.0 Unported & GNU Free Documentation License Klaus Höpfner / Creative Commons Attribution- http://en.wikipedia.org/wiki/File:FD_1.jpg Share Alike 3.0 Unported & GNU Free Documentation License United States Federal Government / Public http://en.wikipedia.org/wiki/File:Conidiophores Domain. _and_conidia_of_the_fungus_Sporothrix_sche nckii_PHIL_4208_lores.jpg Richard Sullivan / Creative Commons http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2009Attribution-Share Alike 3.0 Unported. 1212_Inocybe_geophylla_(Pers.)_P._Kumm_6962 9.jpg Fran Sheldon (Serendipity Fran) / Creative http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amani Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. ta_onusta_59480.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Asian FotoosVanRobin / Creative Commons _mushrooms.jpg Attribution-Share Alike 2.0 Generic Darkone / Creative Commons Attribution-Share http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cham pignons_Agaricus.jpg Alike 2.5 Generic Data do Acesso 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença Link da Fonte 13a cyclonebill / Creative Commons AttributionShare Alike 2.0 Generic Data do Acesso http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flickr_ -_cyclonebill__Pasta_med_pesto,_kammuslinger_og_champi gnons.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bread 13b Fir0002, flagstaffotos.com.au / GNU Free _rolls.jpg Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Morch 14a, e Bob (Bobzimmer) / Creative Commons ella_esculenta_84915.jpg 16 Attribution-Share Alike 3.0 Unported. 14b Ericsteinert at the German language Wikipedia / http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Auster nseitling.jpg GNU Free Documentation License. 29/02/2012 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lentin ula_edodes_20101113_c.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Roque fort_cheese.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Came mbert.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/File:S_cerevisiae_u nder_DIC_microscopy.jpg 29/02/2012 14c Batholith (talk) / Domínio público 17a Dominik Hundhammer / CC-BY-SA-3.0 & GNU Free Documentation License 17b Dominik Hundhammer / CC-BY-SA-3.0 & GNU Free Documentation License 18 Masur / Domínio público 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 29/02/2012 Tabela de Imagens Slide 20 25 27a 27b 30a 30b 32a Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso http://en.wikipedia.org/wiki/File:Aspergillus_2 29/02/2012 Mwolfin / Creative Commons CC0 1.0 35_mags_3X3_copy.jpeg Universal Public Domain Dedication http://en.wikipedia.org/wiki/File:Alexander_Fl 29/02/2012 Nobel Foundation / Domínio público eming_1945.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Penici 29/02/2012 Mstroeck at English Wikipedia / GNU Free llin_3D_Model.png Documentation License. Crulina 98 / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Penici 29/02/2012 llium_notatum.jpg Uebersbach8362 / GNU Free Documentation http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fliege 29/02/2012 npilz-Amanita-muscaria.jpg License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Psiloc 29/02/2012 Alan Rockefeller / GNU Free Documentation ybe.zapotecorum.8.jpg License. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Eucryphia_co 29/02/2012 Franz Xaver / GNU Free Documentation rdifolia.jpg License.