DOCENTE: Profª Helena Galvão D.C.T.M.A., Universidade do Algarve

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1 DOCENTE: Profª Helena Galvão D.C.T.M.A., Universidade do Algarve

2 Programa Aulas Teóricas: 1.1 Conceitos e definições 1.2 Dominíos de Woese e 8 novos reinos de Cavalier- Smith 1.3 Classes de Protozoários (estrutura e função, habitat, importância no meio) - Ciliata (ciliados) - Rhizopoda (amiboides) - Flagellata/Mastigophora (flagelados) - Sporozoa (parasitas)

3 Programa (cont.) Aulas Teóricas (cont.) 2.1 Papel dos protozoários na teia alimentar microbiana 2.2 Importância da actividade de protozoários na depuração de águas residuais nas E.T.A.R.s 2.3 Exemplos de protozoário parasitas do homem Aulas Práticas a) Demonstração de técnicas para observação e enumeração de protistas usando micróscopia de inversão e epiflorescência. Observação de preparações. Fotomicrografias de protistas aquáticos em ecossistemas diferentes. Projecção de um video sobre protozoários. b) Observação de protistas em águas naturais. Exercícios sobre predação de protozoários usando leveduras coradas e micro-algas.

4 Parte 1 Conceitos e definições Heterogeneidade morfológica e genética Dicotomia entre protozoários e micro-algas. Isto é existem famílias de micro-algas semelhantes a ordens de protozoárias cuja única diferença é a presença ou ausência de cloroplastos. Exemplos: - Cryptomonadida vs Cryptophyceae - Haptomonadida vs Haptophyceae - Dinoflagellida vs Dinophyceae - Euglenida vs Euglenophyceae - Phytomonadida vs Chlorophyceae MIXOTROFIA: modos nutrionais fotossintético e fagotrófico em simultâneo (maioria dos protozoários flagelados aquáticos)

5 5 Reinos de Whittaker (1969)

6 Domínios de Woese Ancestral comum? Arvore da vida definida por Carl Woese (1990) na qual existem 3 linhas filogenéticas ou domínios de vida: Bacteria, Archaea e Eucarya. N.B. Filogenia das eubactérias antecede a das arquiobactérias

7 8 Novos Reinos cf. Cavalier-Smith (1993) 3 Domínios: 8 Reinos: Novos Reinos 1/14/2010 7

8 Classe Ciliata

9 Classe Ciliata Características: - película externa com filas de cilios (disposição dos cílios típico das especies) - cavidade bucal ou citostoma exibindo complexos ciliares especilizados para a captura de alimento - dimorfismo nuclear: macronucleo poliploide com função somática e 1 ou mais micronucleos diploides com função sexual - conjugação: processo de recombinação genética ou reprodução sexuada

10 Conjugação

11 Classe Ciliata Batimento Ciliar: altamente eficaz minimizando turbulência e fricção com o meio exterior Power-stroke o cílio mantem-se rígido e move-se para baixo perpendicular à superficie da célula Return-stroke o cilio fica menos rígido e retorna à posição inicial

12 Especies Aquáticas Classe Ciliata

13 Ciliados dos Solos e Sedimentos

14 Classe Rhizopoda Características: - protozoários amiboides exibindo pseudópodes (prolongamentos citoplasmáticos usados para a locomoção e captura de presas) - vários grupos: 1. amibas (desnudadas); 2. foraminíferos com carapaças de formas elaboradas típicas das espécies vivem fazem parte do plancton marinho, mas tambem importantes nos sedimentos; 3. Actinópodos com simetria circular e pseud opodes irradiantes exibindo exoesqueletos de silica (heliozoários comuns em águas doces, radiolários e acantários formas pelágicas marinhas com exosqueletos mais elaborados)

15 Classe Rhizopoda Classe Rhizopoda

16 Classe Rhizopoda ACTINÓPODOS Radiolários e Acantários Heliozoários

17 Classe Flagellata Características: - Dicotomia nesta classe na qual muitos grupos têm 2 classificações paralelas sendo considerados protozoários quando não possuem cloroplastos, e como micro-algas quando os têm. - Possuem vários tipos de flagelos cuja inserção, número, morfologia caracteriza as várias ordens ou famílias - Algumas ordens são únicamente de prtozoários (Choanoflagellida, Kinetoplastida, Bicoecida) - Como as outras classes de protozoários são predadores vorazes de bactérias e micro-algas e portanto regulam a abundância destes microrganismos tanto no mei aquático como nos sedimentos e nos solos.

18 Classe Flagellata

19 Classe Flagellata Batimento de flagelos Direcção da deslocação

20 Classe Sporozoa Classe de protozoários parasitas dividida em 2 grupos esporozoários e cnidósporos Ciclos biológicos complexos com formação de esporos diferentes em fases diferentes Identificação segundo o tipo de esporo mas exige a descrição do ciclo biológico completo reproduzido em laboratório Cnidósporos formam esporos amiboides e são parasitas de animais marinhos (peixes e invertebrados)

21 Classe Sporozoa Parasitas Mixosporídios (SPOROZOA) Cnidósporo, parasita de peixes ciprinídios

22 Parte 2 Teia Alimentar Microbiana O consórcio microbiano no meio ambiental (águas naturais, sedimentos solos húmidos) é formado por grupos funcionais diferentes de microrganismos que interagem entre si para manter um equílibrio ecológico microbiano. A ecologia microbiana assegura a auto-depuração do ambiente e a qualidade da água. O funcionamento das Estações de Tratamento de Águas Residuais (E.T.A.R.s) depende da depuração biológica assegurada pela teia alimentar microbiana detrítica.

23 Principais Processos: Teia Alimentar Microbiana Produção primária (fitoplancton/micro-algas) produz perdas sob forma de exsudações de matéria orgânica dissolvida (DOM); Bactérias incorporam este DOM, principal fonte de alimento em águas e sedimentos naturais não-poluídos; Protistas predam bactérias e micro-algas; Predação de protistas sofre perdas (10% a 60% do carbono consumido) quando ingere presas sloppy-feeding ; Remineralização de matéria orgânica pelas bactérias e protistas produzem nutrientes inorgânicos dissolvidos; Micro-algas e bactérias competem na absorção de DOM Senescência de microrganismos produz Matéria Orgânica Particulada (POM) Sedimentação deste POM principal fonte de alimento para a fauna bentónica

24 Teia Alimentar Microbiana Teia alimentar microbiana detrítica Teia alimentar planctónica

25 Teia Alimentar Microbiana Modelo conceptualizado num estuário Foz Processo de autodepuração de águas naturais Exemplo do estuário do Rio Elbe, Alemanha Foz Foz Foz

26 Protozoários Entéricos Patogénicos do Homem Giardia duodenalis (syn. G. lamblia) flagelado primitivo com ultraestrutura simples sem mitocondrias ou perixosomas (reino Archezoa) coloniza intestino de mamíferos, ciclo de vida com 2 fases: quistos no ambiente que germinam no intestino sob forma de trofozoides, causa diarreias crónicas (giardíases), distribuição global, transmissão por águas ou alimentos contaminados com fezes de animais ou por contacto directo com fezes (infantários), identificação por microscópia com corantes específocos, ou testes antigénicos ELISA (Enzyme- Linked-Immuno-Assay) Giardia lamblia em micróscopia electrónica de varreamento, esquema do ciclo de vida com estado enquistado e flagelado.

27 Protozoários Entéricos Patogénicos do Homem Cryptosporidium parvum parasita intracelelular obrigatório (filo Apicomplexa), patogenicidade confirmada 1970s, gastroenterites agudas (cryptosporidíose) causando morte em crianças e adultos imunocomprometidos, transmissão indirecta (águas de consumo ou de recreio; alimentos) ou directa (infantários), ciclo de vida mais complexo com estado infeccioso sob forma de oocisto e estado parasitíco no intestino do homem com fase assexuada e sexuada, distribuição geográfica menos generalizada que Giardia (América do Norte e do Sul), detecção por imunofluorescencência, ELISA e técnicas de biologia molecular (PCR RFLP)

28 Protozoários Entéricos Patogénicos do Homem Entamoeba histolytica disenteria aguda amíbica (amibíase), transmissão directa (contacto com fezes) e indirecta, incidência mais elevada em paises em desenvolvimento, ciclo de vida simples com estado infeccioso sob forma de quisto e estado parasítico sob forma de trofozoides por desenquistamento, transmissão directa (contacto com fezes) ou indirecta (água contaminada), detecção por micróscopia, testes antigénicos (ELISA) e biologia molecular (PCR).

29 Protozoários Entéricos Patogénicos do Homem Tratamento de águas de consumo para remover formas enquistadas destes protozoários implicam: - floculação e sedimentação como tratamento prévio; - filtração por areias ou membranas; - desinfecção usando cloro, ozono ou radiação UV ou aplicação de técnicas mistas. Metodologias dispendiosas necessárias porque quistos têm dimensões muito pequenas (G. lamblia 8 a 12 µm; C. parvum 4 a 6 µm e E. histolytica 5 a 20 µm) e possuem paredes celulares espessa resistentes a agentes químicos e físicos. Infecções no homem tratadas com farmácos específicos: - G. lamblia : nitroimidazoles eg. metronidazole, secnidazole, tinidazole - C. parvum: paromomicin e azithromycin em conjunto; nitazoxanida - E. histolytica : nitroimidazoles como metronidazole e tinidazole.