Oomycetes: características, ciclo de vida, nutrição, reprodução

Os oomicetos ou moldes de água (ou Oomicetos Oomycota ) são um grupo de organismos tradicionalmente classificados entre os fungos. Entre as características compartilhadas por ambos os grupos de organismos (fungos e oomicetos) estão o tipo de crescimento, a forma de nutrição e o uso de esporos durante a reprodução. No entanto, estudos moleculares mostraram que os oomicetos não estão relacionados a fungos verdadeiros.

Algumas espécies são parasitas de plantas, estando entre os patógenos das culturas mais devastadoras. Entre as doenças que causam estão a praga das mudas, a podridão das raízes, a queima das folhas e oídio.

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Phytophthora infestans. Germinação direta de um esporângio por tubo germinativo. Fotografia HD Thurston. Tirada e editada em apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

A grande fome, ou fome irlandesa da batata, foi causada por um oomiceto chamado Phytophthora infestans . O patógeno varreu as colheitas de batata da Irlanda na década de 1840.

Naquela época, cerca de metade da população dependia exclusivamente dessa cultura para sobreviver. A perda de colheitas fez com que quase um milhão de pessoas morressem de fome e um número semelhante fugiu da ilha em busca de melhores condições de vida.

Caracteristicas

Os oomicetos são um grupo de organismos, principalmente aquáticos, que possuem uma parede celular composta de β-glucanos, prolina e celulose. Seu ciclo de vida é predominantemente diplóide.

As hifas são multinucleadas ou cenocíticas e assépticas. O micélio produz septos apenas para separar o tálus das estruturas reprodutivas.

A reprodução assexuada é através de esporos biflagellated (zoosporos) produzidos em zoosporângios. A reprodução sexual é heterogama e é produzido através de injecção directa de núcleos macho (= esperma) de anteridio nos ovos contidos no ovogônias.

O tamanho típico do genoma do oomiceto é de 50 a 250 Megabases (Mb), muito grande comparado ao de fungos, que é de 10 a 40 Mb.

Taxonomia

Tradicionalmente, os oomicetos eram classificados no reino dos fungos (fungos). No entanto, estudos moleculares e bioquímicos os levaram a ser realocados para o reino protista . Eles pertencem ao filo Heterokontophyta, classe Oomycota. A classe contém 15 pedidos até o momento.

Ciclo de vida

Durante a fase epidêmica, os oomicetos são dispersos pelo vento ou pela água, através de esporângios assexuais. Esses esporângios podem germinar diretamente, formando hifas invasivas.

A germinação do esporângio também pode ser indiretamente, liberando zoósporos móveis. Os zoosporos são atraídos para a superfície de futuros hospedeiros. Em algumas espécies, a germinação direta ou indireta do esporângio dependerá da temperatura ambiente.

Ao germinar, os esporângios e os zoósporos formam tubos germinativos, que serão infectados graças à formação de appressoria e estruturas de penetração.

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Após a penetração, as hifas crescem intercelularmente e intracelularmente no hospedeiro. Após pelo menos três dias de crescimento, as hifas podem formar novos esporângios que se espalharão para infectar novos organismos.

A reprodução sexual ocorre através da produção de gametângios: oogônios e precedentes. Geralmente, cada indivíduo produz anteidios e oogonios. Em algumas espécies, a reprodução deve ser cruzada (heterotálica); em outras, pode haver auto-fertilização (homotálica).

Dentro dos gametangios ocorre a divisão meiótica. Uma ou mais oosferas são produzidas na oogonia. O esperma flagelado está ausente nos oomicetos. No anteídio, formam-se núcleos haplóides. O anteídio cresce em direção à oogonia e forma os tubos de fertilização. Os tubos de fertilizantes penetram nas oosferas transferindo núcleos haplóides.

Esses núcleos fertilizam as oosferas, dando origem a uma oospor diploide de paredes espessas. O oóspora liberada pode permanecer no meio por um longo tempo antes de germinar e produzir uma hifa que produzirá rapidamente um esporângio.

Nutrição

Muitos oomicetos são saprófitos, outros são parasitas. Algumas espécies combinam os dois estilos de vida. As espécies parasitárias se adaptaram para parasitar diferentes grupos de organismos, como plantas, nematóides, vertebrados e crustáceos.

Os organismos saprófitos realizam uma digestão externa de seus alimentos, secretando enzimas e subsequentemente absorvendo as moléculas dissolvidas resultantes da digestão.

Os oomicetos parasitas podem ser biotróficos, hemibotróficos ou necrotróficos. As espécies biotróficas obtêm seus nutrientes dos tecidos vivos através de uma hifa especializada chamada haustorio.

Os hemibotróficos se alimentam primeiro de tecidos vivos e matam seus hospedeiros posteriormente. Os necrotróficos secretam toxinas e enzimas que matam as células hospedeiras e, em seguida, obtêm nutrientes delas.

Reprodução

Assexual

Os oomicetos se reproduzem assexuadamente através de esporângios. Os esporângios formam esporos biflagelados chamados zoospores. Nos oomicetos, pode haver dois tipos de zoósporos, primário e secundário.

As primárias possuem os flagelos inseridos no ápice. Os zoósporos secundários, de aspecto reniforme, possuem os flagelos inseridos lateralmente. Em alguns casos, os esporângios não formam esporos, mas germinam diretamente. Isso é considerado uma adaptação à vida terrestre.

Sexual

A reprodução sexual ocorre por oogamia. A produção de gametas sexuais ocorre nos gametangios. O gametangio feminino, ou oogônio, é geralmente grande e produzirá, por meiose, várias oosferas. O masculino, ou anteídio, produzirá núcleos haplóides.

O anteidium crescerá em direção ao oogônio e introduzirá, através de tubos de fertilização, os núcleos haplóides no oogônio. A maneira pela qual o anteídio se liga ao oogônio pode variar.

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Em alguns casos, o anteídio liga-se lateralmente ao oogônio, sendo chamado paragino. Em outros, o gamentagio masculino circunda a base do oogônio (anfíbio). A fusão do núcleo haplóide masculino com o núcleo da oosfera para dar origem a uma oóspora diplóide ocorre no oogônio.

Doenças

Em plantas

Algumas das doenças mais conhecidas, causadas por oomicetos nas plantas, incluem a praga tardia da batata, o oídio macio da uva, a morte súbita do carvalho e a podridão da raiz e caule da soja.

Durante a infecção, esses patógenos atingem a colonização de seus hospedeiros, modulando as defesas das plantas por meio de uma série de proteínas efetoras da doença.

Esses efetores são classificados em duas classes, de acordo com seus locais de destino. Os efetores apoplásticos são secretados no espaço extracelular da planta. Os agentes citoplasmáticos, por outro lado, são introduzidos na célula da planta por meio do oomycete haustoria.

O gênero Phytopthora inclui fitopatógenos hemibiótrofos (por exemplo, P. infestans , P. sojae ) e necrotróficos (por exemplo, P. cinnamomi ). As espécies deste gênero tiveram um impacto severo na agricultura,

Phytophora infestans , causa praga na batata e responsável pela Grande Fome dos anos 40 do século XIX, pode infectar uma variedade de espécies de plantas que não a batata, como tomate e soja. Esta espécie pode infectar toda a planta, tubérculos, raízes ou folhas, o que leva à morte da planta.

Phytophthora ramorum , por outro lado, produz a infecção chamada morte súbita do carvalho, que afeta essas e outras árvores e arbustos, causando morte rápida.

Outros fitopatógenos

Plasmopara viticola , a causa do míldio da videira, foi introduzida da América do Norte na Europa no final do século XIX. É caracterizada por atacar folhagens e cachos.

Os sintomas nas folhas são lesões amarelas com bordas difusas, com 1 a 3 cm de diâmetro. À medida que a doença progride, pode causar necrose foliar e até desfolhamento completo da planta.

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Plasmopara vitícola. Causal do oídio macio da videira. Tirada e editada a partir de https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

Aphanomyces euteiches causa podridão radicular em muitas leguminosas. É considerado o patógeno que mais limita o rendimento das culturas de ervilha em algumas partes do mundo. Outras espécies desse gênero afetam os animais, tanto os habitats terrestres quanto os aquáticos.

Em animais

Aphanomyces astaci é um parasita específico de lagostins, altamente patogênico para espécies europeias. Causou o desaparecimento de grande parte da população européia de crustáceos da família astacidae.

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Os zoósporos oomicetos são atraídos por sinais químicos do crustáceo e encistam na cutícula do caranguejo. Os cistos germinam e produzem um micélio que cresce rapidamente na cutícula, até atingir a cavidade interna do corpo. Uma vez atingidos os tecidos internos, o crustáceo morre dentro de 6 a 10 dias.

Membros da aprolegnia do gênero causam o grupo de doenças chamadas saprolegniose que atacam peixes ou seus ovos. Entre elas, a necrose dérmica ulcerativa é uma das doenças mais importantes que afetam as espécies salmonídeos. Esta doença afetou bastante as populações de salmão dos rios britânicos no final do século XIX.

A saprolegniose é caracterizada por manchas brancas ou cinza de micélio filamentoso no peixe. A infecção começa com o tecido epidérmico e pode se espalhar para dentro.

Ele também pode parasitar ovos e é frequentemente visível como uma massa branca de algodão na superfície de ovos ou peixes em aquários caseiros. Recentemente, a aprolegnia ferax esteve relacionada ao declínio nas populações de anfíbios.

A pitiose é uma doença causada pelo oomiceto de Pythium insidiosum . Esta doença é caracterizada por lesões granulomatosas na pele, trato gastrointestinal ou em vários órgãos.

Os zoósporos oomicetos se desenvolvem em águas estagnadas de áreas tropicais e subtropicais e penetram no hospedeiro através de feridas na pele. Quando atingem o hospedeiro, os zoósporos são engolfados e invadem o tecido do hospedeiro. Afeta cavalos, gatos, cães e ocasionalmente seres humanos.

Referências

  1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). A filogenia evolutiva dos oomicetos – idéias obtidas a partir de estudos de parasitas holocarpicos de algas e invertebrados. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Genética Oomycete e genômica: diversidade, interações e ferramentas de pesquisa. John Wiley & Sons, Inc. Empresas
  2. HS Judelson (2009) Reprodução sexual em oomicetos: biologia, diversidade e contribuições para o condicionamento físico. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetics e genômica: diversidade, interações e ferramentas de pesquisa. John Wiley & Sons, Inc. Empresas
  3. S. Kamoun (2003). Genética molecular de Oomycetes patogênicos. Célula eucariótica
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