Tratamento de Efluentes

Algas

Desde Lineu, o termo ALGA vem sendo aplicado a uma variedade tão grande de organismos e sua interpretação tão discutida, que não se pode mais atribuir-lhe um significado preciso. Na sua concepção mais ampla as ALGAS incluem todos os talófitos e protistas clorofilados. num total de 8 divisões:


Chrysophyta Dinophyta Euglenophyta Phaeophyta
Chlorophyta Prochlorophyta Rhodophyta Cyanophyta

Morfologicamente, as algas variam de unicelulares, sem muita diferenciação, coloniais, filamentosas e sifonáceas. Muitas são móveis como os protozoários. A coloração também é muito variada sendo encontradas algas de cores verdes, amarelas, vermelhas, pardas, azuis, castanho-douradas, etc.


Chrysophyta

Dinophyta

Euglenophyta

Chrysophyta
Dinophyta
Euglenophyta

Chlorophyta

Prochlorophyta

Rhodophyta

Chlorophyta
Prochlorophyta
Rhodophyta

Cyanophyta

Cyanophyta

Phaeophyta

Phaeophyta

A reprodução é tão variada quanto as formas e cores, envolvendo mecanismos vegetativos, assexuados e sexuados, freqüentemente caracterizados pela produção de esporos e gametas flagelados. O único caráter comum a todos os grupos de algas é a ausência do envoltório multicelular dos esporângios e gametângios, começando a ocorrer no processo evolutivo das mais primitivas briófitas, com exceção do gametângio das Characeas.

Ecologicamente, as algas são um grupo de distribuição universal, ocorrendo na superfície da Terra, em todos os tipos de solos, sobre o gelo permanente e campos de neve, tendo o seu maior centro de distribuição nas águas que cobrem 70% da superfície da Terra.

Distribuição - As algas são encontradas em todos os ambientes. O ambiente mais rico, com certeza, é o aquático: rios, represas, lagos, lagoas, empoçados e pântanos. Porém podem ser facilmente encontradas em ambientes úmidos como troncos de árvores, paredes, rochas ou solo e em condições extremas e como no interior e em cima de vegetais e animais, águas termais, neve, etc.

O Processo de Nutrição - A grande maioria das algas são autotróficas, ou seja, sintetizam os metabólitos essenciais a partir de substâncias químicas relativamente mais simples e energia luminosa. Algumas algas com pigmentos fotossintetizantes como, por exemplo, certas espécies de Chlorela, Chlorogonium, Euglena e Navicula são capazes de crescer normalmente no escuro ou em ambiente de carência de gás carbônico, desde que lhes sejam fornecidas substâncias químicas de alto teor energético e facilmente metabolizáveis, como ácidos graxos, acetatos, carboidratos, etc. Outra característica importante do metabolismo das algas é a sua habilidade notável de assimilação de substratos variados, como na variação considerável que pode ocorrer nas porcentagens dos vários produtos de metabolismo acumulados no interior do organismo. Morfologicamente, as algas variam de unicelulares, sem muita diferenciação, coloniais, filamentosas e sifonáceas. Muitas são móveis como os protozoários. A coloração também é muito variada sendo encontradas algas de cores verdes, amarelas, vermelhas, pardas, azuis, castanho-douradas, etc.

A reprodução é tão variada quanto as formas e cores, envolvendo mecanismos vegetativos, assexuados e sexuados, freqüentemente caracterizados pela produção de esporos e gametas flagelados. O único caráter comum a todos os grupos de algas é a ausência do envoltório multicelular dos esporângios e gametângios, começando a ocorrer no processo evolutivo nas mais primitivas briófitas, com exceção do gametângio das Characeas.

Ecologicamente, as algas são um grupo de distribuição universal, ocorrendo na superfície da Terra em todos os tipos de solos e sobre o gelo permanente e campos de neve, tendo o seu maior centro de distribuição nas águas que cobrem 70% da superfície da Terra.

Distribuição - As algas são encontradas em todos os ambientes. O ambiente mais rico, com certeza, é o aquático: rios, represas, lagos, lagoas, empoçados e pântanos. Porém podem ser facilmente encontradas em ambientes úmidos como troncos de árvores, paredes, rochas ou solo e em condições extremas e como no interior e em cima de vegetais e animais, águas termais, neve, etc.

O Processo de Nutrição - A grande maioria das algas são autotróficas, ou seja, sintetizam os metabólitos essenciais a partir de substâncias químicas relativamente mais simples e energia luminosa. Algumas algas com pigmentos fotossintetizantes como, por exemplo, certas espécies de Chlorela, Chlorogonium, Euglena e Navicula são capazes de crescer normalmente no escuro ou em ambiente de carência de gás carbônico, desde que lhes sejam fornecidas substâncias químicas de alto teor energético e facilmente metabolizáveis, como ácidos graxos, acetatos, carboidratos, etc. Outra característica importante do metabolismo das algas é a sua habilidade notável de assimilação de substratos variados, como na variação considerável que pode ocorrer nas porcentagens dos vários produtos de metabolismo acumulados no interior do organismo.  

Crysophyta - As algas crisófitas são, na maior parte unicelulares e abundantes em meios marinhos e de águas continentais. Fazem parte desta divisão as algas douradas, as diatomáceas e as xantofíceas, todas parte fundamental do fitoplâncton e base das cadeias alimentares aquáticas.

Possuem clorofilas a e c, cuja tonalidade verde é mascarada pela abundância de um pigmento acessório carotenóide de cor castanha-dourada, a fucoxantina. Por este motivo, os cloroplastos destas algas são muito semelhantes aos das algas castanhas. As algas douradas (cerca de 500 espécies conhecidas) geralmente não apresentam parede celular, mas podem ter estruturas de sustentação muito elaboradas e impregnadas em sílica. A grande maioria apresenta flagelos, mas algumas deslocam-se com a ajuda de pseudópodes e fagocitam bactérias, o que as torna muito semelhantes aos rizópodes, de que parecem ser aparentadas.

As diatomáceas formam a principal componente do fitoplâncton marinho, considerando-se que existem mais de 5.600 espécies vivas, o que, adicionado ao número de espécies extintas, coloca as espécies descritas em mais de 40.000. As diatomáceas tornaram-se abundantes no registro fóssil durante o Cretáceo e muitos dos fósseis são idênticos a formas atuais, numa persistência ao longo do tempo incomum em Biologia.

 Dinophyta (Pirrophyta) - Os chamados dinoflagelados são, na sua maior parte, algas unicelulares biflageladas. Existem mais de 2.100 espécies, muitas delas extremamente abundantes e produtivas a nível de fitoplâncton marinho. Os flagelos dos dinoflagelados estão localizados no interior de dois sulcos: um rodeia a célula como uma cintura, enquanto outro é perpendicular ao primeiro. Por esse motivo, o seu batimento provoca um movimento circular da célula, como o de um pião. No entanto, existem espécies imóveis (sem flagelos).

A aparência destas algas é geralmente estranha, pois as suas placas celulósicas rijas - teca - dão-lhes um aspecto de armadura antiga. No entanto, estas placas não estão no exterior como em outras algas mas em vesículas dentro da membrana plasmática. As zooxantelas são as principais responsáveis pela proliferação dos recifes de coral em águas tropicais, pobres em nutrientes. Os tecidos do coral podem conter até 30000 dinoflagelados simbiontes/mm3, principalmente no interior da cavidade gastrovascular. Dado que os dinoflagelados simbiontes são fotossintéticos, estes corais apenas vivem em águas rasas (até 60 metros de profundidade). Muitas das formas estranhas dos corais resultam de um esforço para expor mais eficientemente à luz todos os seus simbiontes.

Os dinoflagelados são responsáveis pelas chamadas "marés vermelhas", em que um crescimento anormal das populações destas algas origina uma alteração da cor do oceano e acumulação de neurotoxinas altamente tóxicas, que causam a morte de muitos organismos que os ingerem.

Estas ocorrências são devidas a fatores ambientais específicos, nomeadamente temperaturas superficiais elevadas, grande quantidade de nutrientes, baixa salinidade (freqüente após longos períodos chuvosos) e mar calmo. Assim, um período chuvoso seguido de outro ensolarado de Verão causa freqüentemente marés vermelhas.

Moluscos e outros organismos marinhos podem não ser afetados pelo consumo destes dinoflagelados, mas tornam-se altamente tóxicos, podendo causar a morte a predadores de topo, como golfinhos ou mesmo o Homem.  

Euglenophyta - A maioria das algas euglenófitas ocorre em águas continentais ricas em matéria orgânica. Existem cerca de 1000 espécies, variando grandemente em tamanho (10 a 500 um) e forma. Destas, apenas um gênero é colonial, todas as restantes são unicelulares. Os cloroplastos destas algas são muito semelhantes aos das algas clorófitas (apresentam clorofila a e b junto com carotenóides), o que parece indicar que estas algas terão ingerido células de clorófitas e, posteriormente, estabelecido uma simbiose estável com os seus cloroplastos.

Geralmente as euglenófitas reproduzem-se assexuadamente por bipartição, permanecendo a célula imóvel durante o processo. O gênero Euglena é o mais comum destas algas, devendo-se a ele o nome da divisão. Estas algas são muito usadas em estudos laboratoriais de biologia celular, pelo que a sua estrutura é muito bem conhecida.

A célula desta alga é complexa, apresentando numerosos cloroplastos pequenos. Tem um flagelo longo, inserido na parte anterior da célula e munido de pequenas cerdas de um dos lados, e um flagelo curto, não emergente.  

Phaeophyta - Também conhecidas como algas pardas, as algas da Divisão Phaeophyta são marinhas (há, no entanto, três gêneros dulcícolas), podendo aparecer na zona de rebentação, presas a rochas (bentônicas) por rizóides ou ventosas. Quanto aos pigmentos, elas possuem clorofilas a e c (semelhantemente a crisófitas), além de fucoxantina ou feofina, outras xantofilas e carotenos. Isso lhes dá uma cor pardo clara a olivácea.

Na parede, há uma camada de celulose interna coberta por outra camada de algina. Quanto ao tamanho, podem variar desde algas microscópicas a 90 metros de comprimento. Quanto à reprodução, pode haver formação de zoósporos e de aplanósporos (rep. assexuada) e de gametas característicos (rep. sexual por iso, aniso ou oogamia).

As feófitas são algas que dominam em águas frias, embora também sejam encontradas em águas tropicais. Nessas águas frias, normalmente as Laminariales formam coberturas extensas ("florestas de algas") chamadas de kelps. O kelps, constituído por algas como o Macrocystis, é constantemente usado para a obtenção do ácido algínico, que é um emulsificante e estabilizante de alimentos e tintas, além de ser usado como revestimento de papel. Talvez a formação mais conhecida desses kelps gigantes seja o Mar dos Sargaços, no Atlântico Norte.

Chlorophyta - As algas verdes estão presentes nos ambientes mais diversos. A grande maioria das espécies, aproximadamente 90%, é de água doce, apresentando uma distribuição cosmopolita, isto é, apresentam ampla distribuição no planeta. É o grupo predominante do plâncton de água doce. A maior parte das formas marinhas encontra-se em águas tropicais e sub-tropicais, fazendo parte dos bentos.

Existem algumas formas terrestres, crescendo sobre troncos ou barrancos úmidos (ex. Trentepohlia). Outras crescem sobre camadas de gelo nos pólos (ex. Chlamydomonas). Existem ainda, formas saprófitas (sem pigmentos) e formas que vivem em associações com fungos (líquens), protozoários, celenterados (ex. hidras) e mamíferos (ex. nos pêlos de bicho-pregiça).

Existem desde formas microscópicas até formas que podem atingir 8 metros de comprimento (ex. Codium).

Morfologicamente, é um grupo muito diversificado, existindo formas unicelulares, coloniais, filamentosas e parenquimatosas. Algumas formas coloniais apresentam um número definido de células para a espécie. Estas colônias recebem o nome de Cenóbio. Quanto às formas filamentosas, estas podem sr celulares ou cenocíticas. As formas cenocíticas não apresentam paredes transversais, e são multinucleadas. Também existem formas cenocíticas não filamentosas.

Nas clorofíceas ocorre reprodução vegetativa, espórica e gamética. A reprodução vegetativa ocorre por divisão celular simples, fragmentação. As algas verdes também podem se reproduzir através da formação de esporos (zoósporos ou aplanósporos).

 Prochlorophyta - O primeiro gênero descrito, Prochloron, vive em associação a tunicados marinhos. São algas procarióticas, como as Cyanophyta, no entanto, devido à presença de clorofila b e ausência de ficobilinas, têm sido consideradas como uma divisão separada. posteriormente foram descritos mais dois gêneros, mão associados a tunicados.

São encontradas em ambiente aquático de água doce ou marinho, fazendo parte do plâncton, ou associadas com ascídias coloniais. Conhecem-se formas unicelulares e filamentosas. São procariontes, bioquímica e estruturalmente semelhantes às cianofíceas, não possuindo, no entanto, grânulos de cianoficina.

Rhodophyta - As chamadas algas vermelhas (gr. Rhodon = vermelho), como a coralina. Derivam, provavelmente, das algas verdes, pelo histórico fóssil encontrado. São quase todas multicelulares e marinhas, principalmente em mares tropicais de águas transparentes, vivendo geralmente fixas a rochas ou a outras algas, geralmente apresentam uma morfologia filamentosa, embora existam algumas unicelulares.

A sua vida fixa é fundamental, pois necessitam do movimento das marés para realizar as trocas gasosas eficientemente.

A presença do pigmento vermelho permite-lhes absorver a luz azul, podendo, assim, sobreviver a profundidades muito superiores às das outras algas. Já foram encontradas algas desta divisão a mais de 200 metros de profundidade, desde que a água seja límpida o suficiente para permitir a passagem de luz.

Estas algas, como outros grupos semelhantes, têm a capacidade de fazer variar a quantidade relativa de cada tipo de pigmento fotossintético, dependendo das condições de luz em que se encontram (podem ser verde brilhante quando vivem perto da superfície e vermelhas escuras quando vivem em profundidade).

Algumas espécies de algas vermelhas reforçam a formação de recifes de coral, pois têm o metabolismo necessário à deposição de carbonato de cálcio tanto na própria parede celular, como em volta dela.

Cyanophyta - Cyanophyta é a divisão das algas azul-esverdeadas. Apesar deste nome, apenas metade das espécies de cianofíceas tem realmente cor azul-esverdeada. As cianofíceas, muitas vezes, são chamadas de cianobactérias. Isto acontece, pois são as bactérias os parentes mais próximos das cianofíceas, aqui incluídas na divisão Cyanophyta.

A maioria das cianofíceas possui uma bainha mucilaginosa, ou envoltório, que é, com freqüência, fortemente pigmentado, em particular nas espécies que às vezes ocorrem no ambiente terrestre. As cianofíceas fotossintetizantes possuem clorofila a, carotenóides e ficobilinas. O principal produto de reserva das cianofíceas é o glicogênio. Elas possuem numerosas camadas de membranas no interior das células e massas de ribossomos, que lembram os cloroplastos, inclusive podem ter originado pelo menos alguns tipos de cloroplastos por simbiose.

As cianofíceas podem formar filamentos ou ser unicelulares, ocupando diversos ambientes, onde se proliferam em condições extremamente adversas - desde águas de fontes termais até geleiras Antártica.

Uma célula de cianofícea pode dividir-se, e as sub-unidades resultantes podem então se separar, produzindo um novo indivíduo. Além disso, filamentos podem partir-se em partes chamadas de hormogônios, que dão origem a um novo indivíduo.

Muitos gêneros de cianofíceas podem fixar nitrogênio. Nas filamentosas, esta fixação ocorre em células especializadas e maiores, os heterocistos. Além disso, algumas cianofíceas formam esporos resistentes, denominados acinetos. Estas células grandes são resistentes ao aquecimento e à dessecação, o que permite a sobrevivência das cianofíceas em períodos desfavoráveis.

Camadas de depósitos calcários, denominadas estromatólitos, que têm um contínuo registro geológico através de 2,7 bilhões de anos, são produzidas quando colônias de cianofíceas se ligam a sedimentos ricos em cálcio nas áreas de clima quente e seco. Sua abundância nos registros fósseis é a evidência de que tais condições ambientais eram prevalentes no passado, quando as cianofíceas desempenhavam papel decisivo na elevação do nível de oxigênio livre na atmosfera da Terra.

Além desse importante papel, as cianofíceas são muito usadas na agricultura, onde plantações de arroz podem ser cultivadas no mesmo solo continuamente sem adição de fertilizantes, devido à presença de Anabaena azzolae, que se desenvolve nos tecidos de Azolla - samambaia que cresce nos campos de arroz - fixando nitrogênio. Simbiose também ocorre com algumas esponjas, amebas, protozoários flagelados, diatomáceas, musgos, plantas vasculares, oomicetos, sem esquecer de seu papel mais conhecido: parceira fotossintetizante em muitos liquens.

A coloração esverdeada de alguns ursos polares em zoológicos é causada pela presença de colônias de cianofíceas que se desenvolvem na sua pelagem, nos espaços entre os pêlos.

Algumas cianofíceas pertencentes do plâncton contêm estruturas brilhantes, irregulares, denominadas vacúolos de gás. Estes vacúolos regulam a flutuação dos organismos, permitindo assim que estes flutuem em determinados níveis da água. Quando várias cianofíceas se tornam capazes de regular seus vacúolos de gás adequadamente elas podem boiar até a superfície da água e formar massas visíveis - os blooms. Alguns blooms são tóxicos a outros organismos, pois as cianofíceas presentes podem secretar substâncias químicas tóxicas. Estes blooms podem também impedir a passagem de sol às camadas mais profundas, impedindo o desenvolvimento e sobrevivência de outras espécies dependentes da luz solar. O Mar Vermelho aparentemente recebeu este nome graças ao bloom de Trichodesmium, espécie planctônica de cianofícea vermelha.

Reprodução nas Algas Azuis: A reprodução das cianofíceas não coloniais é assexuada, por divisão binária, semelhante à das bactérias.As formas filamentosas podem reproduzir-se assexuadamente por fragmentação ou hormogônia: quebram-se em alguns pontos, dando origem a vários fragmentos pequenos chamados hormogônios, que, por divisão de suas células, darão origem a novas colônias filamentosas. Algumas formas coloniais filamentosas produzem esporos resistentes, denominados acinetos, que podem destacar-se e originar novos filamentos. Além de acinetos, algumas espécies possuem uma célula especial denominada heterocisto, cuja função ainda não está esclarecida, mas há indícios de que sejam células fixadoras de nitrogênio e de que auxiliem na sobrevivência e flutuação dos organismos sob condições desfavoráveis.

Diferenças entre cianofíceas e bactérias

Cyanophyta

Bactérias

Clorofila “a”

Presente

Ausente

O2 por fotossíntese

Sempre

Nunca

Flagelo

Ausente

Presente

Complexidade morfológica

Grande

Pequena


As cianofíceas representam um grupo muito antigo, tendo sido os primeiros organismos fotossintetizantes com clorofila a, que surgiram na Terra há aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Existem evidências fósseis, os estromatólitos, que datam do Pré-Cambriano. Estromatólitos são formações calcárias dispostas em camadas, onde se encontram evidências de algas azuis. Possivelmente, foram os responsáveis pelo acúmulo de O2 na atmosfera primitiva, o que possibilitou o aparecimento da camada de Ozônio (O3), que retém parte da radiação ultra-violeta, permitindo a evolução de organismos mais sensíveis à radiação UV. As cianofíceas são pouco sensíveis a esta radiação, possuindo um sistema de reparo do material genético.

A fotossíntese em algas azuis é estimulada por baixos teores de O2, refletindo talvez, a adaptação à ausência de O2 livre na atmosfera do Pré-Cambriano.

As algas azuis podem viver em ambientes extremamente diversos. A maioria é aquática de água doce, podendo sobreviver a temperaturas de até 74°C em fontes termais (ex. Synechococcus) ou a temperaturas muito baixas, de lagos antárticos, onde podem ocorrer sob a calota de gelo. Existem formas marinhas que resistem a altas salinidades, ou a períodos de dessecamento, como as cianofíceas que habitam o supra-litoral. Algumas formas são terrestres, vivendo sobre rochas ou solo úmido. Outras vivem em associações com fungos, como nos liquens Cora e Leptogium, entre outros. Ainda existem algumas que se associam a outros vegetais (Anthoceros, briófita; Azzola, pteridófita; Cycas, gimnosperma) ou a protozoários.

As cianofíceas apresentam heterocisto, que é uma célula de conteúdo homogêneo, parede espessa, geralmente maior que a célula vegetativa, de cor verde-amarelada que pode ocorrer em algumas cianofíceas filamentosas. Está relacionada com a fixação de N2. Muitas cianofíceas unicelulares e filamentosas podem se movimentar quando em contato com o substrato, ou outras algas. Este movimento pode ocorrer em resposta a um estímulo luminoso. Possivelmente esta movimentação é decorrente da contração de microfibrilas presentes no protoplasto. Certas algas azuis podem produzir toxinas e liberá-las para o meio onde vivem. As substâncias tóxicas isoladas até o presente a partir de cianofíceas de água doce são de dois tipos: alcalóides (neurotoxinas) ou peptídeos de baixo peso molecular (hepatotoxinas). O grande valor econômico das cianofíceas está relacionado às formas fixadoras de Nitrogênio, que quando presentes ou adicionadas ao solo, podem em muitos casos, substituir ou reduzir a utilização de fertilizantes. Além disso, algumas cianofíceas são utilizadas como fonte de proteínas (ex. Spirulina). Em ambientes anóxicos, algumas cianofíceas podem usar H2S como doador de elétrons, de modo semelhante ao que ocorre em bactérias fotossintetizantes. Têm, portanto, a habilidade de fotossintetizar sob condições aeróbicas ou anaeróbicas. São fototróficas anaeróbicas facultativas, e preenchem um importante nicho ecológico nos sistemas aquáticos.

As algas azuis, algas cianofíceas ou cianobactérias, não podem ser consideradas nem como algas e nem como bactérias comuns. São microorganismos com características celulares procariontes (bactérias sem membrana nuclear), porém com um sistema fotossintetizante semelhante ao das algas (vegetais eucariontes), ou seja, são bactérias fotossintetizantes. Existe uma confusão na nomenclatura destes seres, pois a princípio pensou tratar-se de algas unicelulares, posteriormente os estudos demonstraram que elas possuem características de bactérias. Para simplificação, neste texto, serão denominadas simplesmente cianobactérias.

Infestações comuns de cianofíceas em aquário:

Nostoc sp.; Anabaena sp.; Chamaesiphon sp.; Chroococcus sp.; Gleocapsa sp.; Merismopedia sp.; Microchaete sp.; Nostochopsis sp.; Oscillatoria sp.; Phormidium sp.; Scytonema sp.; Microcystis sp.; Bloom de Microcystis sp.


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