Fungos Bioluminescentes: Uma Perspectiva Fascinante
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O documento discute fungos bioluminescentes. Resumidamente, (1) alguns fungos produzem luz através de reações bioquímicas, (2) a maioria são saprófitas que decompõem madeira e serrapilheira, e (3) acredita-se que a bioluminescência seja um subproduto dos processos metabólicos para decompor a lignina na madeira.
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- 2. Bioluminiscência: Caso de estudo: O que é? Fungos Perspetivas Funções? bioluminiscentes futuras Onde existe?
- 3. (palavra híbrida, do grego bios, que significa “vida”, e do latim lúmen, que significa “luz”) É a produção e emissão de luz por um organismo vivo, através de um reação de oxidação biológica. O processo de bioluminescência é extremamente rentável, sendo produzido virtualmente até 100% luz ao contrário de uma lâmpada incandescente que produz 10% luz e 90% calor.
- 4. • As reações bioluminescentes envolvem a oxidação de compostos orgânicos, as luciferinas, por oxigénio molecular com a emissão de um foton. • A chave para a eficiência destes processos é a sua natureza enzimática: são as enzimas (as luciferases) que catalisam tais reações. A reacção é por vezes mediada por cofactores, como iões de cálcio/magnésio e ATP (adenosina trifosfato). Mecanismo de oxidação da luciferina (A) catalisada pela enzima luciferase e pelo oxigênio molecular, gerando a oxiluciferina (E) mais a luz (D). A dioxetanona está como uma etapa intermediária (B e C).
- 5. Camuflagem por contrailuminação: O animal ajusta a intensidade da sua bioluminescência de modo a igualar a intensidade da luz ambiental superior, resultando numa invisibilidade do animal quando visto de baixo. Ex. algumas espécies de lulas como Eupryma scolopes. Mimetismo para atrair presas: Usada para atrair presas. Ex. peixes de aguas profundas como Melanocetus johnsonii e o tubarão Isistius brasiliensis. Atrair parceiros Ex. Pirilampo fêmea que pisca o seu abdómen no período de acasalamento para atrair o macho – espécie Lampyris noctiluca. Distração: Uma nuvem de material luminescente é libertada, distraindo ou repelindo predadores, enquanto fogem para segurança. Ex. algumas lulas e pequenos crustáceos.
- 6. Repulsão: Brilham para repelir predadores. (Ex . Larvas de todas as espécies de pirilampos) Comunicação: Usando pequenas moléculas segregadas para o ambiente extracelular, as batérias são capazes de adaptarem o seu comportamento, acionando os genes de produção de luz apenas quando se encontram em zonas de grande quantidade de células. Iluminação: Permitir ver presas em ambientes normalmente invisíveis em ambientes de oceanos profundos. Ex. peixes de águas profundas da família Stomiidae.
- 8. As espécies de fungos bioluminescentes ocorrem em ambientes florestais húmidos, e as emissões de luz são esverdeadas, com comprimento de onda em torno de 530 nanómetros. Muitas das espécies de fungos bioluminescentes emitem luz apenas do micélio, enquanto outras exibem a bioluminescência restrita ao cogumelo; raramente as duas estruturas emitem luz na mesma espécie.
- 9. A maioria dos fungos bioluminescentes é saprófita; Análises filogenéticas moleculares evidenciaram que os fungos bioluminescentes são polifiléticos (representados por algumas linhagens que, em certos casos, evoluíram de forma independente em relação à emissão de luz); Os fungos bioluminescentes estão distribuídos em três linhagens.
- 10. A primeira delas é representada por espécies dos gêneros Omphalotus e Neonothopanus, que abriga 12 espécies de fungos cujos cogumelos são bioluminescentes, bastante visíveis e fáceis de Neonothopanus nambi Neonothopanus gardneri encontrar, mas com micélios que emitem luz apenas em alguns casos. Algumas dessas espécies são comuns na Europa, Estados Unidos, Japão e Austrália, onde têm nomes populares, como ‘Jack da lanterna’, ‘fungo da noite Omphalotus japonica Omphalotus oleariusa enluarada’ e ‘fungo fantasma’.
- 11. A segunda linhagem abriga cinco espécies do gênero Armillaria e é bem conhecida porque contém espécies que provocam doenças em raízes de plantas em zonas temperadas. Armillaria tabescens Armillaria solidipes Os cogumelos dessa linhagem são em geral muito apreciados na culinária, mas a bioluminescência nesse grupo está restrita ao micélio: nunca se encontrou um cogumelo do gênero Armillaria bioluminescente. Armillaria gallica Armillaria mellea
- 12. Por último temos uma terceira linhagem, que abriga 47 espécies, grande parte do género Mycena. Muitos desses fungos exibem o cogumelo e/ou o micélio bioluminescente. Mycena chlorophos Mycena lux-coeli Todas essas espécies vivem livremente, sendo capazes de decompor madeira e serrapilheira, com exceção de uma (Mycena citricolor), que é parasita e provoca doenças em plantações de café. Entre as 500 espécies conhecidas do gênero Mycena, Mycena lucentipes Mycena silvanelucens 35 são bioluminescentes.
- 13. ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Marasmiaceae GÉNERO: Omphalotus (6) GÉNERO: Neonothopanus (3) GÉNERO: Gerronena (1) GÉNERO: Lampteromyces (1) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Gerronema viridilucens Sim Sim América do Sul Lampteromyces luminescens ? Sim China Neonothopanus gardneri Sim Sim América do Sul Neonothopanus nambi ? Sim Australia, America do Sul e Central, Malásia Nothopanus noctilucens ? Sim Japão Omphalotus illudens Sim Sim Europa e América do Norte Omphalotus japonicus Sim Sim Japão Omphalotus mangensis ? Sim China Omphalotus nidiformis ? Sim Australia Omphalotus olearius Sim Sim Europa Omphalotus olivascens Não Sim América do Norte
- 14. ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Physalacriaceae GÉNERO: Armillaria (5) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Armillaria fuscipes Sim Não Malásia Armillaria gallica Sim Não Europa e América do Norte Armillaria mellea Sim Não Europa e América do Norte Armillaria ostoyae Sim Não Europa e América do Norte Armillaria tabescens Sim Não Europa e América do Norte ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Tricholomataceae GÉNERO: Filoboletus (3) GÉNERO: Dictyopanus (2) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Dictyopanus foliicolus Sim Sim Japão Dictyopanus pusillus var. sublamellatus ? Sim América do Sul Filoboletus pallescens ? Sim Malásia Filoboletus yunnanensis ? Sim China Poromycena hanedai ? Sim Japão
- 15. ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Mycenaceae GÉNERO: Mycena (37) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Mycena asterina Sim Sim América do Sul Mycena citricolor Sim Não América do Sul e Central Mycena chlorophos Sim Sim Malásia, Japão, Ilhas do Pacífico Mycena daisyogunensis ? Sim Japão Mycena discobasis ? Sim América do Sul e África Mycena epipterygia Sim Não Europa, América do Norte e Japão Mycena fera ? Sim América do Sul Mycena galopus Sim Não Europa, América do Norte e Japão Mycena haematopus Sim Sim Europa, América do Norte e Japão Mycena illuminans ? Sim Malásia e Japão Mycena inclinata Sim Não Europa, América do Norte e África Mycena lacrimans ? Sim América do Sul Mycena lamprospora Não Sim Malásia e Austrália Mycena lucentipes Sim Sim América do Sul e Central Mycena lux-coeli ? Sim Japão Mycena luxaeterna Sim Sim América do Sul Mycena luxarboricola Não Sim América do Sul Mycena luxperpetua Sim Sim Porto Rico Mycena maculata Sim ? Europa, América do Norte e África Mycena manipularis Sim Sim Austrália, Malásia e ilhas do Pacífico
- 16. ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Mycenaceae GÉNERO: Mycena (37) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Mycena manipularis var. microporus ? Sim Ilhas do Pacífico Mycena noctilucens ? Sim Malásia e ilhas do Pacifico Mycena noctilucens var. magnispora ? Sim Ilhas do Pacífico Mycena olivaceomarginata Sim Não Europa e América do Norte Mycena polygramma Sim Não África, Europa, América do Norte e Japão Mycena pruinoso-viscida ? Sim Malásia Mycena pruinoso-viscida var. rabaulensis ? Sim (esporos) Austrália Mycena pseudostylobates Sim ? Japão Mycena pura Sim Não Europa, América do Norte e Sul, Japão Mycena rorida Sim Não Europa, América do Norte e Sul, Japão Mycena rosea Sim Não Europa Mycena sanguinolenta Sim Não Europa, América do Norte, Japão Mycena silvaelucens ? Sim Malásia Mycena singeri ? Não América do Sul e Central Mycena stylobates Sim Não África, Europa, América do Norte e Japão Mycena sublucens Não Sim Malásia Mycena tintinnabulum Sim Não Europa Mycena zephirus Sim Não Europa
- 17. ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Mycenaceae GÉNERO: Panellus (4) GÉNERO: Roridomyces (1) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Panellus gloeocystidiatus ? Sim Japão e Malásia Panellus luminescens ? Sim Malásia Panellus pusillus Sim Sim África, Austrália, América do Norte e Sul e Malásia Panellus stipticus Sim Sim Austrália, Africa, Europa, América do Norte e Sul e Japão Roridomyces irritans Não Sim Austrália ORDEM: Agaricales FAMÍLIA: Pleurotaceae GÉNERO: Pleuorotus (2) Bioluminiscência Nome cientifico Distribuição Micélio Corpo frutífero Pleurotus decipiens ? Sim Malásia Pleurotus eugrammus var. radicicolus Não Sim Japão e Malásia
- 18. Por que Fungos Emitem Luz? Entre os organismos bioluminescentes, os fungos são os menos conhecidos; No início do século 20 emergiu a ideia de que a emissão de luz pelos fungos poderia ajudar na dispersão de esporos. Em 1981, o entomólogo John Sivinski, da Florida University, publicou resultados de uma experiência em que avaliou se a bioluminescência de cogumelos e do micélio estaria associada à atração de artrópodes, que poderiam ajudar na dispersão de propágulos. Segundo a experiência, um número maior de animais foram capturados em armadilhas com fungos bioluminescentes do que em armadilhas de controlo, que não continham micélio nem cogumelos emissores de luz. Esses resultados indicam uma possível relação com a dispersão de esporos.
- 19. Entretanto, apenas os cogumelos produzem esporos, e a experiência não explica a atração de animais pela luz do micélio. Adicionalmente, Sivinski sugeriu que a bioluminescência poderia ter a função de alertar os predadores de suas defesas (função aposemática) – afastando animais que comem fungos (conhecidos como fungívoros noturnos) – ou, ainda, que a luz poderia atrair predadores desses animais fungívoros, conferindo vantagens para os fungos bioluminescentes. Mas essas ideias ainda não foram adequadamente testadas e, mesmo que complementares, não têm muitas chances de explicar exclusivamente o porquê da bioluminescência.
- 20. Outra linha de raciocínio tem grado cepticismo entre micólogos apaixonados pelos fungos, mas envolve uma explicação bastante plausível. Todos os fungos que emitem luz são saprófitos (decompõem matéria orgânica). Segundo essa hipótese fisiológica, a bioluminescência seria um subproduto de processos metabólicos associados à destruição de lignina para atingir a celulose. A lignina (um polímero de glicose, como o amido) é a substância que forma a base da madeira, e a emissão de luz pelos fungos poderia estar associada a um efeito antioxidante, conferindo alta capacidade para decompor esse substrato sem o problema da intoxicação pelas espécies reactivas ao oxigénio entretanto geradas. Nesse caso, a emissão de luz não teria uma função directa, mas seria consequência do processo digestivo do fungo.
- 21. Atualmente, são realizados inúmeros estudos dos fungos bioluminescentes a nível mundial com enorme potencial de gerar novos conhecimentos e informações sobre o significado biológico e ecológico da sua emissão, como por exemplo: - Utilização de novas substâncias bioativas em extratos dos cogumelos; - Desenvolvimento de bioensaios ecotoxicológicos; - Biorremediação de solos contaminados; - Biodegradação de resíduos industriais; e, - Pesquisa médica usando imagiologia bioluminiscente.
- 22. APLICAÇÕES EM ESTUDO E APLICADAS PARA BIOLUMINISCÊNCIA: • Árvores luminosas para iluminar estradas e poupar dinheiro gasto em electricidade pelo governo; • Árvores de natal que não precisam de luzes, reduzindo o perigo de incêndios eléctricos; • Culturas agrícolas e plantas domésticas que iluminam quando necessitam de água; • Novos métodos para detectar contaminação bacterial de carnes e outras comidas; • Bio identificadores para condenados e pacientes mentais; • Detecção de espécies bacteriais em cadáveres suspeitos; • Utilização como detectores de poluição orgânica da água (baterias bioluminescentes); • Utilização como biomarcadores no estudo de doenças como Alzheimer, Parkinson ou alguns tipos de cancro; • Uso dos pirilampos como indicadores de poluição luminosa; • Utilização como genes reporteres no campo da engenharia genética; e, • Animais de estimação que bioluminescem (coelhos, ratos, peixes, etc…)
- 24. Obrigado pela atenção Ricardo Sousa Ricvsousa@gmail.com
Notas do Editor
- Ferris Wheel 3-D transition effect and pictures(Basic)To reproduce the picture effects on this slide, do the following:On the Home tab, in the Slides group, click Layout, and then click Blank.On the Insert tab, in the Images group, click Picture. In the Insert Picture dialog box, select a picture and then click Insert.Select the picture. Under PictureTools, on the Format tab, in the Size group, click the Size and Position dialog box launcher. In the Format Picture dialog box, resize or crop the image so that the height is set to 3.86” and the widthis set to 5.79”. To crop the picture, click Crop in the left pane, and in the right pane, under Crop position, enter values into the Height, Width, Left, and Top boxes. To resize the picture, click Size in the left pane, and in the right pane, under Size and rotate, enter values into the Height and Width boxes.Also under Picture Tools, on the Format tab, in the Picture Styles group, click Drop Shadow Rectangle.To reproduce the shape effects on this slide, do the following: On the Home tab, in the Drawing group, click Shapes, and then under Basic Shapes, click Oval.On the slide, drag to draw an oval.Select the oval. Under Drawing Tools, on the Format tab, in the Size group, enter 0.13” in the Height box and enter 0.0” in the Width box.Also on the Format tab, in the Shape Styles group, click the Format Shape dialog box launcher. In the Format Shape dialog box, click Fill in the left pane, on the Fill pane, select Solid fill, and then do the following:Click the button next to color and then click White, Background 1 (first row).In the Transparency box, enter 90%.Also in the Format Shape dialog box, click Line Color in the left pane, in the Line Color pane, click No line.Also in the Format Shape dialog box, click Size in the left pane, in the Size pane, under Size and rotate, in the Rotation box, enter 15°.On the Home tab, in the Clipboard group, click the arrow to the right of Copy, and then click Duplicate. Repeat this process until there are 90 ovals on the slide.Select one of the ovals. Position the oval below the bottom right edge of the picture.Select another oval. Position the oval slightly over the right edge of the slide.Press and hold CTRL, and then select all 90 ovals. On the Home tab, in the Drawing group, click Arrange, and then do the following:Point to Align, and then do the following:Click Align Selected Objects.Click Distribute Horizontally.Click Align Middle.Under Group Objects, click Group.To reproduce the text effects on the slide, do the following:On the Insert tab, in the Text group, click TextBox, and then on the slide drag to draw your text box.Enter text in the text box, and then select the text. On the Home tab, in the Font group, do the following:Select Cambria from the Font list.Select 24 pt. from the FontSize list.Click Font Color and then click White, Background 1.Click Italic.To reproduce the animation effects on this slide, do the following:On the slide, select the group of circles. On the Animations tab, in the Advanced Animation group, click Add Animation, and then click More Entrance Effects. In the Add Entrance Effect dialog box, under Moderate, click Float In.Also on the Animations tab, in the Timing group, do the following:In the Start list, select After Previous.In the Duration box, enter 1.00 seconds.Also on the Animations tab, in the Animation group, click Effect Options, and then click Float Down.On the slide, select the text box. On the Animations tab, in the Advanced Animation group, click Add Animation, and then click More Entrance Effects. In the Add Entrance Effect dialog box, under Moderate, click Float In.Also on the Animations tab, in the Timing group, do the following:In the Start list, select With Previous.In the Duration box, enter 1.00 seconds.Also on the Animations tab, in the Animation group, click Effect Options, and then click Float Up.To reproduce the transition effects on this slide, do the following:On the Transitions tab, in the Transition to This Slide group, click More, and then click Ferris Wheel.Also on the Transitions tab, in the Transition to This Slide, click Effect Options, and then click From Right. Also on the Transitions tab, in the Timing group, do the following:Clear the On Mouse Click box.Select After, and then in the After box enter 4.00 seconds.To create the second and third slides, do the following:Select the slide. On the Home tab, in the Slides group, click the arrow below New Slide, and then click Duplicate Selected Slides. Repeat this process for a total of three slides.In the Slides pane, select the second slide. On the slide, select the picture. Under Picture Tools, on the Format tab, in the Adjust group, click ChangePicture. In the Insert Picture dialog box, select a picture and then click Insert.In the Slides pane, select the third slide. On the slide, select the picture. Under Picture Tools, on the Format tab, in the Adjust group, click ChangePicture. In the Insert Picture dialog box, select a picture and then click Insert.To reproduce the background on this slide, do the following:On the Design tab, in the Background group, click Background Styles, and then click Style 12.(Note: Taking this action will change the colors on the slide.)