Sexta Selvagem: Mancha-marrom-do-milho

por Piter Kehoma Boll

Hoje continuarei a tendência parasita da semana passada, mas dessa vez trocando de um parasita de humanos para um parasita do milho, e de um parasita procarionte para um eucarionte. Então vamos falar de Physoderma maydis, comumente chamado de mancha-marrom-do-milho.

A mancha-marrom-do-milho é um fungo da divisão Blastocladiomycota que infecta as plantas do milho. Seu nome comum vem do fato de causar uma série de manchas marrons nas folhas das plantas infectadas.

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As manchas marrons vistas nesta folha de milho são devido a uma infecção por Physoderma maydis. Créditos da foto a Clemson University – USDA Comparative Extension Slide Series.*

O ciclo de vida da mancha-marrom-do-milho é tão complexo quanto o de muitos fungos. A infecção das plantas ocorre através de esporos que ficam no solo durante o inverno e são carregados para o hospedeiro pelo vento, germinando na estação chuvosa. Os esporos germinados produzem zoósporos, esporos flagelados capazes de nadar. Nadando através da folha de milho, os zoósporos infectam células isoladas e produzem zoosporângios na superfície da folha. Os zoosporângios liberam novos zoósporos que infectam novas células. No final da primavera e no versão, os zoósporos produzem um falo que cresce para dentro da folha do milho, infectando muitas células e produzindo esporângios de parede espessa. Depois que a planta morre e as folhas se tornam secas e quebram, os esporângios são liberados e atingem o solo, onde esperam pela próxima primavera para reiniciar o ciclo.

A mancha-marrom-do-milho é considerada um problema para plantações de milho em países com pluviosidade alta. Infecções graves podem matar a planta ou reduzir severamente seu desempenho antes de as espigas estarem prontas para a colheita. Apesar de fungicidas ajudarem a reduzir a infecção através das plantações, uma das formas mais eficientes de reduzir os danos é destruindo, geralmente com fogo, os restos da colheita anterior.

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Referências:

Olson, L. W.; Lange, L. (1978) The meiospore of Physoderma maydis. The causal agent of Physoderma disease of maize. Protoplasma 97: 275–290. https://dx.doi.org/10.1007/BF01276699

Plantwise Knowledge Bank. Brown spot of corn (Physoderma maydis). Available at: < http://www.plantwise.org/KnowledgeBank/Datasheet.aspx?dsid=40770&gt;. Access on Agust 7, 2017.

Robertson, A. E. (2015) Physoderma brown spot and stalk rot. Integrated Crop Management News: 679. http://lib.dr.iastate.edu/cropnews/679/

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Sexta Selvagem: H. pylori

por Piter Kehoma Boll

Já apresentei três espécies de bactéria aqui, todas de vida livre ou amiguinhas. Mas todos sabemos que muitas bactérias podem ser um verdadeiro incômodo para nós, humanos, então é hora de mostrar algumas dessas, certo?

Eu decidi começar com uma que eu pensei estar vivendo dentro de mim algum tempo atrás (mas no fim não estava), e esta é a temperamental Helicobacter pylori, que como sempre não tem nome comum, mas ela é comumente chamada de H. pylori pelos médicos, então vou chamá-la assim.

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Micrografia eletrônica de um espécie de H. pylori mostrando os flagelos.

O lugar mais comum para se encontrar a H. pylori é dentro do estômago. Estima-se que mais da metade da população humana tenha essa bactéria vivendo em seu trato gastrointestinal, mas na maioria das vezes isso não afeta sua vida em nada. No entanto algumas vezes as coisas podem ficar feias.

H. pylori é uma bactéria de 3 µm de comprimento com o formato de um bastão retorcido, de onde o nome Helicobacteri, significando “bastão hélice”. Ela também tem um conjunto de quatro a seis flagelos em uma de suas extremidades, o que a faz uma bactéria muito móvel. Pensa-se que o formato torcido, junto com os flagelos, é útil para a H. pylori penetrar o revestimento de muco do estômago. Ela faz isso para escapar do ambiente extremamente ácido no estômago, sempre penetrando em direção a um lugar menos ácido, eventualmente chegando ao epitélio do estômago e às vezes até vivendo dentro das células epiteliais.

De maneira a evitar ainda mais os ácidos, a H. pylori produz grandes quantidades de urease, uma enzima que digere a ureia no estômago, produzindo amônia, a qual é tóxica para humanos. A presença de H. pylori no estômago pode levar a inflamação como uma resposta imune do hospedeiro, o que aumenta as chances das membranas mucosas do estômago e do duodeno serem prejudicadas pelos fortes ácidos, levando a gastrite e eventualmente úlceras.

A associação entre humanos e H. pylori parece ser bem velha, possivelmente tão velha quanto a espécie humana em si, pois suas origens foram traçadas até a África Oriental, o berço do Homo sapiens. Esta bactéria é, portanto, um velho amigo e rival e provavelmente continuará conosco por muitos e muitos anos no futuro.

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Referências:

Linz, B.; Balloux, F.; Moodley, Y. et al. (2007) An African origin for the intimate association between humans and Helicobacter pyloriNature 445: 915–918. https://dx.doi.org/10.1038/nature0556

Wikipedia. Helicobacter pylori. Disponível em < https://en.wikipedia.org/wiki/Helicobacter_pylori >. Acesso em 5 de agsto de 2017.

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A Planaria elegans de Darwin: escondida, extinta ou mal identificada?

por Piter Kehoma Boll

Durante sua viagem épica no Beagle, Charles Darwin visitou o Rio de Janeiro, no Brasil, e coletou algumas incríveis planárias terrestres, um grupo que até então era muito pouco conhecido. Uma das espécies que ele encontrou foi Geoplana vaginuloides, a espécie-tipo do gênero Geoplana, na época chamada Planaria vaginuloides.

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Geoplana vaginuloides (Darwin, 1844), a primeira espécie de planária terrestre brasileira a ser descrita. Foto de Fernando Carbayo.*

A segunda espécie descrita por Darwin foi chamada Planaria elegans. A descrição de Darwin é como segue (traduzida do original em inglês):

“Posição dos orifícios como em P. vaginuloides. Parte anterior do corpo pouco alongada. Ocelos ausentes na extremidade anterior, e somente alguns poucos ao redor da margem do pé. Cores belas; dorso branco-neve, com duas linhas aproximadas de marrom-avermelhado; próximo dos lados com várias linhas finas paralelas do mesmo tom; pé branco, exteriormente marcado, junto com a margem do pé, com roxo-enegrecido-pálido: corpo cruzado por três anéis sem cor, nos dois posteriores se situam os orifícios. Comprimento 1 polegada; largura mais uniforme, e maior em proporção ao comprimento do corpo que na última espécie.
Hab. O mesmo que em P. vaginuloides. [Rio de Janeiro]”

E isso é tudo que sabemos desta espécie. Darwin não forneceu nenhum desenho e pesquisadores posteriores não registraram a espécie novamente, exceto quando mencionando a publicação de Darwin. Como você pode ver pela descrição, ela não é muito acurada. Ele não diz qual é a largura de cada linha ou banda, nem quantas as “várias linhas finas paralelas do mesmo tom” há. Aqui está um rápido desenho que eu fiz de como eu imagino que a criatura seria:

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Minha ideia de com o que a Planaria elegans de Darwin deve ter se parecido. Cabeça para a esquerda. Créditos para mim mesmo, Piter Kehoma Boll.**

Em 1938, Albert Riester descreveu uma planária terrestre de Barreira, um distrito na cidade de Teresópolis, Rio de Janeiro, chamando-a Geoplana barreirana. Ele a descreveu como segue (traduzido do original em alemão):

“Planária terrestre encontrada sobre uma folha depois de uma chuva; maior comprimento ca. 20 mm. Meio do dorso branco com duas finas estrias paralelas roxo-vermelhas (atropurpúreo claro). Do lado de fora do branco também limitado por vermelho pálido, então segue (de cada lado) uma faixa preta e lateralmente um padrão marmorado marrom-preto sobre um fundo marrom. A listra do meio termina na [extremidade] posterior. Cabeça manchada, marcada por faixas transversais manchadas (regenerado?). Lado inferior cinza, bordeado de marrom-preto. Extremidade anterior é arqueada para trás.”

Felizmente, Riester forneceu um desenho, o qual você pode ver abaixo:

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Geoplana barreirana desenhada por Riester (1938).

Elas se parecem um pouco, certo? Felizmente Geoplana barreirana (atualmente chamada Barreirana barreirana) foi encontrada por pesquisadores posteriores e temos fotografias! Veja um espécime abaixo:

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Um espécime de Barreirana barreirana encontrado no Parque Nacional da Tijuca, Rio de Janeiro. Foto de Fernando Carbayo.*

Riester não descreveu nenhuma marca transversal em seus espécimes, mas ele pode tê-los confundido com perda de cor em espécies preservados ou algo assim. Fora isso o espécime é muito similar ao desenho de Riester, e a anatomia interna, a qual Riester forneceu também, é compatível.

Agora vamos tentar encaixar a descrição de Darwin de Planaria elegans nessa fotografia. Fundo branco, duas listras marrom-avermelhas e várias listras finas paralelas do mesmo tom. Ele provavelmente descreveu os animais a partir de espécimes preservados, mesmo tendo-os visto vivos e os coletado. Talvez as cores já estivessem um pouco apagadas e as listras pretas, que internamente tocam duas das listras avermelhadas, possam ter sido consideradas uma única listra vermelho-roxa? Não fica claro, na sua descrição, se há branco entre as linhas marrom-avermelhadas e os lados de “roxo-enegrecido pálido”, como eu fiz no desenho, ou não, como em Barreirana barreirana, mas certamente os lados cinza-escuros de B. barreirana poderia ser o mesmo que os lados roxo-enegrecido pálidos de Planaria elegans, não acha? E B. barreirana TEM três “anéis” brancos cruzado no corpo. Você pode ver o primeiro e o segundo bem claramente no espécime acima. O terceiro não é muito bem marcado, mas você pode ver uma terceira marca branca interrompendo os lados cinzas. E as segunda e quase terceira marcadas parecem estar bem onde se esperariam estar os dois orifícios (boca e gonóporo) da planária!

E quanto ao lado ventral?  Darwin descreveu o de P. elegans como sendo branco com borda roxo-enegrecida pálida como os lados do dorso. Riester descreveu o de G. barreirana como sendo cinza bordeado de marrom-preto. Aqui está o lado ventral de Barreirana barreirana:

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Lado ventral de Barreirana barreirana do Parque Nacional da Tijuca, Rio de Janeiro. Foto de Fernando Carbayo.*

É branco, ou cinza-claro talvez, e as bordas são da mesma cor dos lados do dorso!

Eu acho que é muito, muito provável que a Planaria elegans de Darwin e a Geoplana barreirana de Riester sejam a mesma espécie. O fato de ninguém mais além de Darwin jamais ter visto um espécime de P. elegans torna isso ainda mais provável.

O que você acha?

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Veja também:

A fabulosa aventura taxonômica do gênero Geoplana.

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Referências:

Darwin, C. (1844) Brief Description of several Terrestrial Planariae, and of some remarkable Marine Species, with an Account of their Habits. Annals and Magazine of Natural History 14, 241–251.

Riester, A. (1938) Beiträge zur Geoplaniden-Fauna Brasiliens. Abhandlungen der senkenbergischen naturforschenden Gesellschaft 441, 1–88.

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Sexta Selvagem: Tardígrado-Comum

por Piter Kehoma Boll

Pequenino e durão, nosso mais novo integrante da Sexta Selvagem pode ser encontrado escondido entre o musgo através da maior parte do planeta e talvez até além dele, porque se há uma espécie para a qual o espaço é tranquilo, essa espécie é o tardígrado-comum Milnesium tardigradum.

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Uma imagem de microscopia eletrônica de varredura de um espécime de tardígrado-comum em seu estado ativo. Foto extraída de Schokraie et al. (2012).*

Você já deve ter ouvido falar dos tardígrados (ou ursos-d’água como também são chamados), minúsculos animaizinhos rechonchudos que são capazes de suportar as mais extremas condições, tal como dessecação intensa, radiação e mesmo o vácuo do espaço. A maior parte dos dados referentes à resistência desses organismos vem do tardígrado-comum, a espécie mais amplamente distribuída do filo Tardigrada.

Medindo até 0.7 mm de comprimento, o tardígrado-comum tem 8 patas com garras nas pontas e é considerado um predador, alimentando-se de uma variedade de outros organismos pequenos, incluindo algas, rotíferos e nematódeos. Ele tem uma distribuição cosmopolita e é comumente encontrado vivendo no musgo, tal como o musgo-prateado já apresentado aqui.

Como membros do supergrupo Ecdysozoa (que também inclui artrópodes e nematódeos), os tardígrados sofrem ecdise, também chamada comumente de muda, um processo pelo qual eles trocam o exoesqueleto. No tardígrado comum, as fêmeas sempre depositam os ovos perto da época da muda. Antes de deixarem o exoesqueleto velho, as fêmeas depositam o cacho de ovos, que pode variar de 1 a 12 ovos, entre o exoesqueleto velho e o novo e geralmente continuam dentro do exoesqueleto antigo por várias horas após porem os ovos. Quando elas finalmente vão embora, os ovos permanecem dentro da pele velha, o que talvez os ajude a ficarem mais protegidos do perigo.

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Um conjunto de sete ovos é deixado num exoesqueleto vazio enquanto a fêmea vai embora. Foto de Carolina Biological Supply Company.**

Quando o habitat do tardígrado comum se torna muito seco, ele entra num estado chamado criptobiose, no qual o corpo se encolhe e o metabolismo para. Nesse estado, conhecido como tun, ele pode suportar altas doses de radiação e tanto pressões atmosféricas altas quanto a ausência de pressão, sobrevivendo mesmo no ambiente do espaço sideral. Ele não é invencível, contudo. A radiação em doses acima de 1000 Gy pode nem sempre matá-lo, mas sempre o deixa estéril, o que é, evolutivamente, basicamente a mesma coisa.

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Imagem de microscopia eletrônica de varredura de um tardígrado no estado tun. Foto extraída de Schokraie et al. (2012)*

De qualquer forma, a barata-americana é só um amador se tratando de sobrevivência quando comparada com o tardígrado comum.

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Referências:

Horikawa, D. D.; Sakashita, T.; Katagiri, C.; et al. (2009) Radiation tolerance in the tardigrade Milnesium tardigradumInternatonal Journal of Radiation Biology, 86(12): 843–848. http://dx.doi.org/10.1080/09553000600972956

Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012) Comparative proteome analysis of Milnesium tardigradum in early embryonic state versus adults in active and anhydrobiotic state. PLoS ONE 7(9): e45682. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0045682

Suzuki, A. C. (2003) Life history of Milnesium tardigradum Doyère (Tardigrada) under a rearing environment. Zoological Science 20(1): 49–57. https://doi.org/10.2108/zsj.20.49

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Eles só se importam se você for fofo: como o carisma prejudica a biodiversidade

por Piter Kehoma Boll

Qual das duas espécies mostradas abaixo é mais carismática?

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Tangara chilensis (Tangará-do-paraíso). Foto do usuário do flickr ucumari.*

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Apocrypta guineensis (uma vespa-do-figo). Foto do usuário JMK do Wikimedia.**

Você provavelmente escolheria a primeira. E se eu perguntasse qual merece mais atenção e esforços para ser preservada, você provavelmente escolheria a ave também, ou ao menos a maioria das pessoas escolheria. Mas qual é o problema com isso? É isso que vou mostrar.

Como todos sabemos, a proteção da diversidade biológica é um assunto importante do mundo atual. Felizmente, há campanhas crescentes promovendo a preservação da biodiversidade, mas infelizmente elas são quase sempre direcionadas a um pequeno subconjunto de espécies. Você pode encontrar organizações buscando proteger tartarugas marinhas, tigres, águias ou pandas-gigantes, mas você consegue pensar em alguma querendo proteger besouros? A maioria dos programas de preservação visa criaturas grandes e carismáticas, como mamíferos, aves e plantas com flores, enquanto organismos menores e não tão fofos seguem negligenciados. E isso não é só verdade em ambientes que incluem pessoas não-biólogas, mas em todos os campos de pesquisa. E mais do que apenas levando a uma proteção de ecossistemas tendenciosa, esta preferência leva a milhares de espécies mal estudadas que poderiam trazer revoluções biotecnológicas para a humanidade.

Num estudo interessante publicado recentemente na Scientific Reports da Nature (veja referência abaixo), Troudet et al. analisaram a tendência taxonômica em dados de biodiversidade ao comparar a ocorrência de dados em vários grupos taxonômicos à diversidade desses grupos. Os resultados são impressionantes, apesar de não muito surpreendentes. Os grupos mais carismáticos, como aves, são, pode-se dizer, superestudados, com um excesso de registros, enquanto outros, como insetos, são altamente subestudados. Enquanto aves apresentam um total de 200 milhões de ocorrências acima do registro ideal, insetos tem cerca de 200 milhões abaixo do número ideal. E a situação não parece estar melhorando muito ao longo dos anos.

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A tendência é interessante e clara. A linha vertical indica o número “ideal” de ocorrências de cada grupo. Uma barra verde indica um excesso de ocorrências, enquanto uma barra vermelha indica uma falta de ocorrências. Aves e insetos estão em extremos opostos, mas certamente o desvio dos insetos é bem pior. Figura extraída de Troudet et al. (2017).***

Além disso, o estudo conclui que a principal razão para tal disparidade é simplesmente a preferência da sociedade, ou seja, os grupos mais estudados são os mais amados pelas pessoas em geral. O assunto é realmente um simples caso de carisma e tem pouco a ver com razões científicas ou de viabilidade.

A única maneira de mudar este cenário é se encontrarmos uma maneira de aumentar a percepção e o interesse do público geral sobre grupos menos carismáticos. Temos que torná-los interessantes para o público leigo de forma a receber seu apoio e aumentar o número de biólogos futuros que escolherão trabalhar com essas criaturas negligenciadas, mas muito importantes.

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Leia também:

Encontrados e depois perdidos: o lado não tão iluminado da taxonomia

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Referência:

Troudet, J.; Grandcolas, P.; Blin, A,; Vignes-Lebbe, R.; Legendre, F. (2017) Taxonomic bias in biodiversity data and societal preferences. Scientific Report 7: 9132. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-09084-6

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Sexta Selvagem: Mixomiceto-celular-rosa

por Piter Kehoma Boll

Protistas sempre foram organismos problemáticos, e a espécie da Sexta Selvagem de hoje é uma das mais problemáticas. Conhecida cientificamente como Acrasis rosea, ela não tem um nome comum, como vocês já devem ter adivinhado, mas vou chamá-la de mixomiceto-celular-rosa, a tradução de um termo em inglês que encontrei em uma publicação.

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Células (nem tão) isoladas de Acrasis rosea. Foto de Shirley Chio.*

O mixomiceto-celular-rosa é um organismo unicelular com um formato ameboide. Ele se alimenta de uma variedade de bactérias e leveduras e é comumente encontrado em matéria vegetal em decomposição. Quando o suprimento de alimento é completamente consumido e as células começam a passar fome, elas se juntam e formam uma colônia que age como um único organismo que se move como um plasmódio similar aos mixomicetos. Por essa razão, elas foram originalmente chamadas de mixomicetos celulares e consideradas relacionadas a outros organismos que mostram um comportamento similar, como os do gênero Dictyostelium.

Este plasmódio se move através da formação de “pseudópodes”. Eventualmente as células começam a formar uma pilha, se elevando no ar, e produzem corpos de frutificação na forma de cadeias ramificadas de esporos. Há uma ligeira divisão de tarefas entre o talo e os esporos, mas ambos os grupos de células são viáveis para produzir a nova geração.

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As cadeias de esporos são visíveis nesta imagem do mixomiceto-celular-rosa durante sua fase de plasmódio. Foto de Shirley Chio.*

Todo o processo é similar ao que é visto em espécies de Dictyostelium, mas a divisão de tarefas e a morfologia do plasmódio e dos corpos de frutificação são um pouco mais complexas. Contudo, com o avanço da filogenia molecular, toda a classificação de mixomicetos e mixomicetos celulares caiu por terra.

Enquanto Acrasis revelou ser um excavado, sendo mais proximamente relacionado a organismos como as euglenas e os flagelados parasitas, Dictyostelim é proximamente relacionado aos mixomicetos verdadeiros, como o limo-de-muitas-cabeças já apresentado aqui.

Mas os excavados ainda são um grupo problemático entre os protistas, e assim a real posição do mixomiceto-celular-rosa pode ainda não estar estabelecida.

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Referências:

Bonner, J. T. (2003) Evolution of development in the cellular slime molds. Evolution and Development 5(3): 305–313. http://dx.doi.org/10.1046/j.1525-142X.2003.03037.x

Olive, L. S.; Dutta, S. K.; Stoianovitch, C. (1961) Variation in the cellular slime mold Acrasis rosea*. Journal of Protozoology 8(4): 467–472. https://dx.doi.org/10.1111/j.1550-7408.1961.tb01243.x

Page, F. C. (1978) Acrasis rosea and the possible relationship between Acrasida and Schizopyrenida. Archiv für Protistenkunde 120(1–2): 169–181. https://doi.org/10.1016/S0003-9365(78)80020-7

Weitzman, I. (1962) Studies on the nutrition of Acrasis roseaMycologia 54(1): 113–115.

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Sexta Selvagem: Acroqueta-operculada

por Piter Kehoma Boll

Semana passada apresentei uma alga vermelha, o musgo-irlandês. Hoje estou trazendo outra alga, desta vez uma verde, mas essa não é uma alga verde comum, mas sim uma parasita do musgo-irlandês! Então vamos falar sobre Acrochaete operculata, ou a acroqueta-operculada, como eu decidi chamá-la em português, visto que obviamente não haveria um nome comum para uma alga que parasita outra alga.

Descoberta e nomeada em 1988, a acroqueta-operculada é um parasita exclusivo de Chondrus crispus. A infecção ocorre quando zoósporos flagelados do parasita se depositam na parede celular externa do musgo-irlandês, onde começam seu desenvolvimento e digerem a parede celular, penetrando os tecidos do hospedeiro. Em esporófitos do musgo-irlandês, a acroqueta-operculada digere a matriz intercelular e se espalha pela fronde, enquanto em gametófitos as infecções permanecem localizadas, formando pápulas. Os danos causados pela alga verde levam a infecções secundárias por outros organismos, especialmente bactérias, e as frondes infectadas acabam se despedaçando, completamente degradadas.

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Uma fronde do hospedeiro (Chondrus crispus) à esquerda e a parasita Acrochaete operculata que infecta seus tecidos à direita. Foto extraída de chemgeo.uni-jena.de

Como mencionado semana passada, os esporófitos e os gametófitos do musgo-irlandês possuem diferentes formas do polissacarídeo carragenina e essa parece ser a razão por que o parasita infecta ambos diferentemente. Os esporófitos possuem lambda-carragenina, a qual parece aumentar a virulência do parasita, enquanto a kappa-carragenina do gametófito parece limitar a dispersão da alga verde.

Desde sua descoberta, a acroqueta-operculada e sua interação com o musgo-irlandês foram estudadas tanto como uma forma de reduzir os danos em cultivos da alga vermelha quanto como um modelo para entender a relação de plantas e seus patógenos.

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Referências:

Bouarab, K.; Potin, P.; Weinberger, F.; Correa, J.; Kloareg, B. (2001) The Chondrus crispus-Acrochaete operculata host-pathogen association, a novel model in glycobiology and applied phycopathology. Journal of Applied Phycology 13(2): 185-193.

Correa, J. A.; McLachlan, J. L. (1993) Endophytic algae of Chondrus crispus (Rhodophyta). V. Fine structure of the infection by Acrochaete operculata (Chlorophyta). European Journal of Phycology 29(1): 33–47. http://dx.doi.org/10.1080/09670269400650461

Correa, J. A.; Nielsen, R.; Grund, D. W. (1988) Endophytic algae of Chondrus crispus (Rhodophyta). II. Acrochaete heteroclada sp. nov., A. operculata sp. nov., and Phaeophila dendroides (Chlorophyta). Journal of Phycology 24: 528–539. http://dx.doi.org/10.1111/j.1529-8817.1988.tb04258.x

 

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