FICOLOGIA: HISTÓRIA, CAMPO DE ESTUDO E PESQUISA - BIOLOGIA - 2024

O phycology ou Algologia é a disciplina científica que estuda as algas, concentrando-se principalmente no estudo de seus mecanismos fotossintéticos, produção de toxinas e produtos industriais sistemáticas.

As algas são um grupo polifilético (sem um ancestral comum) de organismos fotossintéticos presentes na parede celular. Este grupo inclui indivíduos unicelulares (cianobactérias ou algas verde-azuladas) e como multicelulares. Da mesma forma, células procarióticas e eucarióticas estão incluídas.

Biocombustível produzido com algas em laboratório. Fonte: Honeywell, via Wikimedia Commons

A ficologia começou na Grécia antiga, com as obras de Teofrasto e Dioscórides. Por muito tempo, as algas foram consideradas plantas, por isso foram estudadas principalmente por botânicos.

Linnaeus foi o primeiro a usar o nome de alga para definir esse grupo de organismos, embora também incluísse algumas briófitas. Porém, é no século XIX que a ficologia se impõe como disciplina, já que a estrutura das algas é mais conhecida.

Durante esses anos, grandes ficólogos, como Stackhouse, Lamouroux e Kützing, deram importantes contribuições na biologia e classificação das algas. Seus trabalhos se basearam principalmente no estudo da anatomia e do ciclo de vida desses organismos.

Dentre as áreas de estudo da ficologia, destaca-se a pesquisa sobre as "marés vermelhas", causadas pelo crescimento exponencial das microalgas. Esses organismos produzem toxinas que envenenam peixes e crustáceos, afetando negativamente a indústria pesqueira e a saúde pública.

História

As civilizações humanas costeiras desenvolveram um importante vínculo com as algas. Os Mapuche, no Chile, incluem algas em seu simbolismo mitológico. Por sua vez, os chineses são os primeiros a deixar referências escritas a esses organismos.

A ficologia ou algologia, como ciência, tem sua origem principalmente na cultura ocidental e seu desenvolvimento está ligado à história da botânica. Podemos reconhecer quatro fases em sua evolução histórica.

Grécia Antiga até o final do século 18

Os primeiros a usar o termo phykos (plantas marinhas) para se referir a algas foram os gregos Theophrastus e Dioscorides. Mais tarde, desse nome grego, o termo romano Fucus foi derivado, usado para nomear esses organismos.

Durante os séculos XVI e XVII, poucos estudos foram realizados no campo da ficologia. O botânico tcheco Von Zalusian (1592) incluiu algas junto com fungos, líquenes e ervas marinhas no grupo Musci. Von Zakusian considerou esses grupos como "Ruda et Confusa" (difícil e confuso), devido à dificuldade em classificá-los.

Outro botânico que fez contribuições nos primórdios da ficologia foi Gaspar Bauhin, em sua obra Prodromus theatri botánica (1620). O autor classificou diferentes grupos de plantas como algas, como musgos e cavalinhas (Equisetum).

No ano de 1711, o francês Ferchault de Reaumur descreveu as estruturas sexuais de uma espécie de alga. Esta foi uma contribuição importante para a algologia, embora botânicos como Samuel Gottlieb continuassem a considerar que as algas se reproduziam por partenogênese.

Linnaeus incluiu algas em criptogramas (plantas sem sementes) em seu sistema de classificação sexual (1735). Posteriormente, em 1753, descreveu o gênero Fucus, e aí o grupo passou a ter uma definição melhor.

1800 a 1880

O uso de melhores microscópios ópticos gerou grandes avanços na ficologia. Foi nesse período que se definiram a maioria dos principais grupos de algas, como são conhecidos hoje.

O primeiro a demonstrar claramente a sexualidade das algas foi o suíço Pierre Vaucher em sua obra Histoire des conferves de'eau douce (1803). A partir desse trabalho, as algas são reconhecidas como um grupo e a algologia começa a se consolidar.

John Stackhouse. Fonte. Livros do Google, via Wikimedia Commons

Considera-se que o inglês John Stackhouse transformou a ficologia em uma disciplina científica. Em 1801, Stackhouse estudou a germinação do zigoto de espécies Fucus e determinou que eles pertenciam a diferentes gêneros.

Mais tarde, o botânico francês Jean Lamouroux propôs um sistema de classificação para algas em 1813. Em suas obras, ele descreveu um grande número de espécies e definiu três grandes grupos (algas vermelhas, marrons e verdes).

Entre os grandes ficólogos da época, destacam-se os suecos CA Agardh e seu filho JG Agardh, que estudaram a morfologia das algas. JG Agardh propôs uma classificação das algas marinhas com base em suas características anatômicas.

Outro algologista proeminente foi o alemão Friedrich Kützing, que publicou vários tratados de ficologia nos quais descreveu várias espécies. Em suas pesquisas, ele levou em consideração principalmente a anatomia desses organismos.

De 1880 até o início da década de 1950 do século 20

Durante a maior parte deste período, a ficologia foi considerada um ramo da botânica e as algas foram incluídas na divisão Thallophyta (Plantae). Foi também realizado o estudo dos ciclos de vida de muitas espécies, o que permitiu uma definição mais clara dos diferentes grupos.

O ficólogo italiano Giovanni de Toni trabalhou por 35 anos em sua obra Sillete Algarín, publicada em 1924. Esta obra reúne todo o conhecimento sobre a sistemática das algas até então existente.

Além disso, nasceu a ficologia marinha, especializada no estudo das algas presentes nos mares e oceanos. Nesse período, foram iniciadas expedições ao longo de diferentes costas do mundo para classificar esses organismos.

Fase moderna

Na década de 50 (século 20) houve um grande avanço na ficologia, graças ao desenvolvimento dos microscópios eletrônicos de varredura e transmissão. Isso tornou possível estudar aspectos da fisiologia, biologia celular e ecologia dos diferentes grupos de algas.

Na década de 1970, a abordagem sistemática da ficologia mudou, devido ao uso de técnicas moleculares. Foi possível determinar que as algas são um grupo polifilético (não compartilham um ancestral comum). Assim, as cianobactérias estavam localizadas dentro das bactérias e outros grupos de algas do Reino Protista.

Atualmente, a ficologia é uma disciplina consolidada e conta com inúmeros pesquisadores em suas diferentes áreas de estudo.

Campo de estudo

Ficologia é a disciplina que se dedica ao estudo das algas. Não se refere apenas a uma categoria taxonômica (devido à origem desse grupo), mas ainda é usado para fins práticos.

Dentro das algas, são encontradas células procarióticas e eucarióticas, a maioria das quais fotossintetiza. No grupo dos eucariotos, as algas são talófitos (plantas com talo) cujo pigmento fotossintético primário é a clorofila a.

Alga vermelha. Fonte: Ed Bierman, via Wikimedia Commons

A ficologia estuda as características morfológicas e anatômicas dos diferentes grupos de algas. Além disso, aborda pesquisas sobre os processos evolutivos desses organismos, incluindo diversos aspectos como a evolução do cloroplasto e dos mecanismos fotossintéticos.

No campo da fisiologia e da bioquímica, os ficólogos têm se dedicado ao estudo das chamadas “marés vermelhas”. Isso se refere ao crescimento exponencial de certas microalgas que produzem fitotoxinas, que são organismos tóxicos para a fauna marinha e os humanos.

Dentro da algologia, é contemplado o conhecimento do papel das algas nos ecossistemas onde são encontradas. Este assunto é de grande importância para a ciência, uma vez que esses organismos são os principais produtores de oxigênio do planeta.

Por outro lado, as algas são úteis para o homem como alimento e como base para a produção de produtos industriais. Portanto, a ficologia também estuda espécies potencialmente úteis, bem como as formas mais eficientes de utilização de algas.

Exemplos de pesquisas recentes

A Ficologia como disciplina abrange várias áreas de interesse dos pesquisadores. Atualmente, destacam-se aqueles relacionados à sua fisiologia, produção de toxinas, produtos industriais e sistemática.

Mecanismos fotossintéticos

Foi sugerido que os cloroplastos de algas evoluíram de cianobactérias endossimbióticas. A pesquisa neste campo está focada nos mecanismos de transporte de informação que controlam a divisão e o metabolismo dos cloroplastos.

Durante 2017, foi realizado um estudo em cianobactérias e outros grupos de algas. Por meio disso, foram investigados os mecanismos de utilização do oxigênio, uma vez que excessos desse elemento podem causar danos oxidativos nas células.

Os resultados deste estudo mostram que nas cianobactérias é ativada uma enzima que protege a célula de altas intensidades de luz. Em outras espécies, foram observadas estratégias bioquímicas que tornam as células insensíveis ao excesso de O ₂.

Phycotoxins

A produção de fitotoxinas pode produzir as chamadas "marés vermelhas", que geram grande impacto ecológico e econômico. É por isso que a ficologia se concentrou no estudo desses compostos.

Várias investigações foram realizadas para determinar como essas ficotoxinas agem em diferentes organismos, incluindo humanos. Em 2018, pesquisadores espanhóis revisaram as toxinas produzidas pelas microalgas e os mecanismos de ação e sintomas que elas produzem nos humanos.

Maré vermelha. Fonte: NOAA, via Wikimedia Commons

Biocombustíveis

A ficologia, nos últimos anos, tem dedicado atenção ao campo dos biocombustíveis. Numerosas investigações estão sendo realizadas em aspectos biológicos e aplicados de algas que podem ser potencialmente utilizáveis.

Uma análise das perspectivas de utilização de algas como biocombustíveis (realizada em 2017) indica que os principais desafios da ação estão na área tecnológica. Principalmente, eles estão focados em alcançar alta produção de biomassa, bem como em condições de cultivo adequadas.

Metais pesados

Alguns gêneros de algas como Cladophora (algas verdes) e Fucus (algas vermelhas) são tolerantes a metais pesados. Nesse sentido, estudos estão sendo realizados para determinar a quantidade de metais que esses organismos podem conter.

A partir das informações obtidas, modelos de simulação foram estabelecidos sobre o comportamento da contaminação por metais pesados ​​em corpos d'água.

Sistemático

A fisiologia atribuiu grande importância ao estudo sistemático das algas. Este campo se concentrou principalmente no estudo da relação das algas entre si e seus efeitos em outros organismos.

Nesse sentido, as técnicas moleculares têm sido muito importantes na definição dessas relações entre os organismos.

Recentemente, as algas glaciais da Groenlândia, localizadas dentro do grupo das Chlorophytas (algas verdes), foram estudadas. Verificou-se que essas são as algas mais relacionadas às plantas e que sua ecologia pode ajudar a entender melhor a colonização vegetal do ambiente terrestre.

Referências

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