Fungos

Fungos são organismos eucarióticos, ou seja, suas células possuem o material genético (DNA e RNA) envolto por um núcleo, o que os incluí no domínio Eukarya (classificação acima de reino). Para a sociedade estes organismos chamam a atenção por representações como cogumelos, mofos e bolores. Os fungos produzem inúmeras substâncias, dentre elas enzimas que são importantes para o ambiente, pois auxiliam na degradação de matéria orgânica e consequente ciclagem de nutrientes. Estas substâncias conhecidas como metabólitos secundários também têm grande utilização comercial e atuam em setores industriais nos ramos alimentícios, farmacêuticos, biorremediação, tratamento de efluentes, entre outros.

A diversidade dos fungos foi estimada em 1,5 milhões de espécies e superestimada em 5,1 milhões, mas apenas 97.861 foram efetivamente registradas, pois muitos ambientes ainda não foram explorados e poucos são os especialistas que estudam os grupos em todo o mundo.

Classificação biológica para os fungos

Os fungos são conhecidos desde o século IV a.C., quando Aristóteles, filósofo grego ao organizar os seres vivos elege dois reinos, Animalia e Plantae. Os fungos juntamente com as algas e as plantas foram incluídos em Plantae. Durante um longo tempo os fungos foram agrupados neste reino e apenas em 1969, Whittaker, cientista norte americano propôs a separação e elegeu o reino dos fungos, Fungi. Este reino agrupava os fungos conhecidos como ascomicetos (filo Ascomycota), basidiomicetos (filo Basidiomycota), zigomicetos (filo Zygomycota) e quitridiomicetos (filo Chytridiomycota).

Atualmente, o sistema de classificação para o grupo dos fungos foi modificado e de acordo com informações inovadoras na área da genética e biologia molecular, a classificação dos fungos foi alterada. Além disso, descobriu-se que os fungos apresentam maior afinidade e grau de parentesco com os animais, do que com plantas como era previsto. Desta forma, os grupos aceitos foram classificados no filo Ascomycota (ascomicetos), que possuem como característica principal a presença de um ascoma, estrutura de reprodução sexuada produtora de ascos e esporos. Fungos como cogumelos, orelhas de pau, ferrugens entre outros pertencem ao basidiomicetos, classificados no filo Basidiomycota. Estes dois filos possuem maior número de espécies registradas no mundo e, portanto, possuem mais informações sobre as características, graus de parentescos e proximidade com outras espécies, além de dados sobre a origem e ancestralidade que traçam a história evolutiva do grupo (Filogenia e Sistemática). Ainda, o sub-reino Dikarya foi estabelecido para agrupar ascomicetos e basidiomicetos que possuem semelhanças moleculares, morfológicas, bioquímicas, entre outras.

Os zigomicetos, cujo filo era conhecido como Zygomycota deixou de existir e os fungos foram separados no subfilo Mucoromycotina, que agrupa àqueles popularmente conhecidos como bolores, mofos, ou “fungos do açúcar”. Estes organismos são encontrados facilmente decompondo alimentos (sapróbios), ou fezes (coprófilos). Outros representantes do grupos foram separados em outros subfilos, como Enthomophtoromycotina, Zoopagomycotina e Kickxellomycotina, cujas espécies representantes pertencem a fungos patógenos, principalmente de animais.Anteriormente a segregação dos zigomicetos, os fungos micorrízicos arbusculares (FMA), cujas espécies se encontram associados às raízes de plantas foram elevados à categoria de filo e classificados como Glomeromycota.

Os fungos aquáticos, ora referidos como quitrídias, ora como quitridiomicetos antigamente eram agrupados apenas no filo Chytridiomycota. Hoje este filo também passou por mudanças e algumas espécies foram separadas e novos filos foram propostos, como Noecallimastigomycota e Blastocladiomycota, fungos isolados do trato digestório de animais herbívoros.

Caracterização geral

Os fungos são conhecidos pela forma macroscópica dos cogumelos, ou pelo aspecto pulverulento e esverdeado dos mofos. Assim como todos os outros seres vivos, os fungos são constituídos por células e estas são típicas e nomeadas como hifas (figura 1). As hifas têm formas filamentosas e estes filamentos vistos ao microscópio podem apresentar septos, paredes transversais que separam as organelas incluindo os núcleos celulares. Contudo, existem fungos cujas hifas não possuem septos e são mencionadas como cenocíticas, ficando um único citoplasma com diversos núcleos (formas multinucleadas e pluricelulares). Estas hifas agregam-se densamente formando estruturas como cogumelos e orelhas-de-pau, ou simplesmente massas compactas referidas como micélio (figura 2). Porém, a maioria das estruturas que constituem os fungos é microscópica, como esporos, conídios, conidióforos, esporângios, ascos, basídios, etc.

Figura 1. Hifas septadas e cenocíticas (sem septo). Ilustração: Designua / Shutterstock.com

Além das formas filamentosas e pluricelulares, os fungos podem ser unicelulares, formas referidas como leveduras. As leveduras são conhecidas pela ampla utilização em processos fermentativos que são bastantes utilizados na fabricação de pães ou bebidas.

A parede celular é composta, em sua maioria por quitina, o mesmo tipo de polissacarídeo encontrado no exoesqueleto de animais, como artrópodes. E assim como os animais, os fungos mantém como reserva energética o glicogênio.

Figura 2. Micélio observado em microscópio. Foto: Rattiya Thongdumhyu / Shutterstock.com

Ciclo de vida e reprodução

Os fungos são organismos muito diversos e, portanto, a maneira como se reproduzem é diversificada e peculiar a cada grupo. Na maioria das vezes os fungos podem apresentar tanto a reprodução assexuada (fase anamorfa) como sexuada (fase teleomorfa). Fungos filamentosos formam estruturas às vezes observadas a olho nu, como os cogumelos, estruturas macroscópicas diferenciadas a partir de um micélio somático durante um ciclo reprodutivo sexuado. Porém, a maioria das estruturas de reprodução é microscópica e surgem durante a reprodução sexuada ou assexuada do fungo. Os esporos (estruturas microscópicas) são unidades de dispersão dos fungos que se originam a partir de estruturas específicas e são liberados aos milhares para o ambiente. As hifas surgem após a germinação dos esporos. Em basidiomicetos, os esporos se diferenciam no interior de basídios após a meiose; em ascomicetos, os esporos se diferenciam no interior de ascos. Ambos os eventos surgem durante o ciclo de vida sexuado. Contudo, há produção de esporos durante a fase assexuada em ciclo de vida de fungos aquáticos, os quitridiomicetos e também em fungos pertencentes ao antigo grupo dos zigomicetos.

A variabilidade genética ocorre quando indivíduos diferentes se encontram e em um dado momento as hifas se unem por um processo conhecido como plasmogamia. Posteriormente, há a fusão de núcleos e a troca de material genético em outro processo conhecido como cariogamia. Há especificidade durante a cariogamia a cada grupo de fungo.

Contudo, há reprodução assexuada em fungos e pode ocorrer simplesmente pela fragmentação seguida de divisão mitótica do micélio. Em leveduras, o tipo de reprodução melhor documentado foi assexuado através de brotamento, onde a célula-mãe se divide através da mitose originando células-filhas idênticas à mãe.

Existe ainda um tipo peculiar e muito diferente de reprodução assexuada, onde ocorre variabilidade genética, mas sem a divisão meiótica onde comumente há troca de informações genéticas. Este tipo de reprodução é referido por parassexualidade e acontece em fungos anamórficos (antigamente referidos como deuteromicetos). Diferente dos outros grupos de fungos, os fungos anamórficos produzem como estruturas de dispersão os conídios, que se diferenciam dos esporos durante a formação (ontogenia). Além disso, os conídios são produzidos continuamente por conidióforos e células conidiogênicas, enquanto os esporos são produzidos e liberados uma única vez, pois as estruturas que o formaram senescem após a dispersão.

Habitat e hábito dos fungos

Os fungos são isolados do solo, água e ar, em diferentes regiões do mundo; além de ambientes extremófilos, como desertos, regiões vulcânicas e polares. Heterótrofos por natureza têm nutrição por absorção com a digestão da matéria orgânica feita de maneira extracelular e, por isso, são referidos como organismos sapróbios. Algumas espécies são letais e foram registradas principalmente como parasitas de animais e plantas. Contudo, agem de maneira benéfica quando vivem em simbiose com outros organismos. Geralmente, fungos simbióticos trocam nutrientes, como é o caso de fungos endofíticos que se associam às plantas colonizando tecidos internos; ou fungos micorrízicos (micorrizas) que se associam às raízes das plantas; existem também fungos vivendo no trato digestório de animais herbívoros auxiliando em processos digestórios. Outra importante associação e bem relatada em literatura são os líquens, cuja constituição acontece através da junção de certos tipos de fungos ascomicetos com certas espécies de algas ou cianobactérias. Os líquens também podem ter sua constituição a partir da associação entre fungos basidiomicetos e algas ou cianobactérias, porém este tipo é menos frequente.

Importância econômica

Como mencionado, os fungos possuem metabólitos secundários e, por isso, são utilizados comercialmente em diversos setores industriais. Contudo, desde a antiguidade (século XVII) algumas espécies de cogumelos já eram consumidas como fontes de alimento e utilizadas por suas conhecidas propriedades medicinais. Atualmente, o consumo de fungos é feito principalmente em países europeus e asiáticos. No Brasil este consumo ainda é tímido, com algumas espécies bem conhecidas como o champignon (Agaricus bisporus), o shiitake (Lentinulus edodes) e o shimeji (Pleurotus sp.). A utilização dos fungos em escala industrial ocorre devido a grande riqueza nutricional que oferecem cuja composição tem inúmeros nutrientes, dentre eles: proteínas, lipídios, glicídios, cálcio, ferro, potássio.

Champignon. Foto: Gita Kulinitch Studio / Shutterstock.com

Durante os processos de fermentação os fungos podem ser utilizados em indústrias alimentícias, como para a fabricação de tofu (queijo de soja), ou o shoyu, molho obtido após a fermentação da soja. A obtenção de pães ou cervejas acontece após processos fermentativos de um importante fungo conhecido como Saccharomyces cerevisae, fungo leveduróide (levedura). Alguns metabólitos secundários são utilizados como conservantes de alimentos; o ácido cítrico é um excelente conservante de alimentos enlatados, pois impede a oxidação. Além disso, o ácido cítrico mantém o pH de geleias e sucos, além de evitar a perda da vitamina C de alimentos congelados.

No setor farmacêutico, após a descoberta da penicilina por Alexander Fleming, em 1929, as pesquisas se intensificaram e a comercialização de outros compostos foram descobertas, como a cefalosporina, um bactericida produzido por Cephalosporium acremonium; ou a griseofulvina, um antifúngico produzido por Penicillium griseofulvum.

Alguns fungos têm se mostrado importantes ao combate de ambientes contaminados por compostos de difícil degradação, como pesticidas, resíduos industriais e metais pesados. A área responsável por estes estudos é conhecida como biorremediação. Os basidiomicetos são excelentes decompositores de substratos lignocelulósicos, que possuem estrutura molecular semelhante àquelas encontradas em compostos organoclorados e sintéticos como o pentaclorofenol (PCF), pireno e alguns pesticidas. O PCF é um composto proibido pela OMS (Organização Mundial de Saúde) e foi banido de muitos países, embora seja ainda muito utilizado para a conservação de madeiras.

Biosorção é outra linha de estudo que se preocupa com a descontaminação de ambientes. A biosorção remove metais pesados ou radioativos através da adsorção realizada pelos fungos, ou seja, quando ocorre uma ligação química entre a superfície dos fungos e estes compostos químicos. Indústrias de fertilizantes, metalúrgicas, siderúrgicas, refinarias entre outras são responsáveis pela contaminação de ambientes ao dispersarem cádmio (Cd), cromo (Cr), cobre (Cu), mercúrio (Hg), níquel (Ni), chumbo (Pb) e zinco (Zn). Estes metais quando em excesso causam alterações na permeabilidade celular, inibem a síntese de proteínas, interferem nos processos respiratórios e da fotossíntese e podem comprometer as funções de órgãos e tecidos resultando na morte de seres vivos. Alguns estudos demonstraram a capacidade que alguns fungos possuem ao adsorver estes metais pesados, sem, contudo, integrá-los em seu metabolismo. Estes fungos fazem parte do grupo Mucoromycotina, os antigos zigomicetos.