ANABAENA: CHARAKTERYSTYKA, SIEDLISKO, ROZMNAŻANIE I ODŻYWIANIE - BIOLOGIA - 2026

Anabaena to rodzaj prokariotycznych fotosyntetyzujących cyjanobakterii, to znaczy jednokomórkowych, bez określonego jądra, z materiałem genetycznym, ale rozproszonych w cytoplazmie. Są to organizmy plantoniczne z płytkich wód, o beczkowatych kształtach i mogą tworzyć kolonie.

Sinice, w tym Anabaena, nazywane są również sinicami, chociaż nie są spokrewnione z królestwem Plantae. Są tak nazywane, oprócz swojego ubarwienia, ze względu na zdolność niektórych gatunków do wiązania azotu, a inne, ponieważ zawierają chlorofil i fotosyntetyzują.

Gatunki Cyanobacterium Anabaena circinalis. Zaczerpnięte i zredagowane z: Bdcarl Nabaenas są przedmiotem dużej uwagi naukowej, ponieważ są jedną z nielicznych grup cyjanobakterii, które mogą wiązać azot atmosferyczny, co sprawiło, że są szczególnie interesujące w badaniach genomicznych, ewolucyjnych, biochemicznych i farmaceutycznych wśród wiele innych.

cechy

Są organizmami prokariotycznymi. Prezentują ścianę komórkową peptydoglikanu o budowie bardzo podobnej do bakterii, które reagują negatywnie na barwienie metodą Grama (Gram ujemne).

Na ogół mierzą około 2 do 10 mikrometrów, chociaż niektóre gatunki mogą mierzyć do 20 mikrometrów. Istnieją gatunki wolno żyjące, a większość z nich jest nitkowata (z nierozgałęzionymi włoskami).

Mają chlorofil a, więc mogą fotosyntetyzować. Komórki nitkowate mają wyspecjalizowane komórki zwane heterocystami, które utraciły zdolność fotosyntezy, ale zamiast tego pozwalają im wiązać azot atmosferyczny za pomocą enzymu zwanego azotazą.

Komórki heterocysty powstają we włóknie i / lub w jego końcowych obszarach. Ze względów fizjologicznych i chemicznych komórki te tworzą grubszą błonę komórkową niż inne komórki w kolonii.

Funkcją tej membrany jest tworzenie beztlenowego mikrośrodowiska, a tym samym możliwość wychwytywania i wiązania azotu atmosferycznego, ponieważ enzym azotaza jest inaktywowany w obecności tlenu.

Nabaenas, podobnie jak inne cyjanobakterie, które mają heterocysty, mogą przeprowadzać procesy wiązania azotu w nieobecności lub w obecności światła; Nawet gdy rosną bez azotu, wychwytują dwutlenek węgla i ulegają fotosyntezie.

Niektóre gatunki powodują zakwity lub zakwity, inne mają zdolność do wytwarzania bioluminescencji, a niektóre mogą stać się toksyczne.

Taksonomia i filogeneza

Anabaena należy do domeny Bacteria, zaproponowanej przez Carla Woese w 1990 roku. Domena ta, według Woese, jest grupą siostrzaną Archea (kolejna grupa prokariotów bliżej spokrewniona z eukariotami) i Eukarya (organizmy eukariotyczne).

Są w królestwie Bakterie i gromada cyjanobakterii. Układ taksonomiczny cyjanobakterii jest obecnie przedmiotem kontrowersji, ich klasyfikacja jest dość złożona, a naukowcy nie do końca zgadzają się z obecnymi ustaleniami taksonomicznymi.

Jednak w grupie sinic istnieje pewna naukowa akceptacja związków filogenetycznych, które istnieją między rzędami Nostocal i Stigonematal, obie grupy z heterocystycznymi komórkami typowymi dla rodzajów Anabaena, Nostoc i Cylindrospermum.

Niektóre badania filogenetyczne ujawniają, że w obrębie Nostocales rodzaje Anabaena i Nostoc są ze sobą bardziej spokrewnione niż z Cylindrospermum. Obecnie opisano ponad 170 gatunków z rodzaju Anabaena.

Siedlisko

Są to pospolite organizmy zamieszkujące płytkie zbiorniki słodkowodne, niektóre gatunki pochodzą ze środowisk morskich, a inne zostały nawet odnotowane w wilgotnych środowiskach lądowych.

Gatunki morskie mogą żyć w różnych warunkach zasolenia. Jeśli chodzi o temperaturę, niektóre gatunki występują latem w strefach umiarkowanych, są tolerancyjne na wahania temperatury i mogą nawet rozwijać się w środowisku o temperaturze powyżej 70º Celsjusza.

Będąc głównie wodami słodkowodnymi, tolerują pewien poziom kwasowości, jednak są gatunki, które żyją również w środowisku termicznym o odczynie zasadowym, czyli ciepłym o wysokim pH (zasadowym).

Asocjacje symbiotyczne

Stwierdzono, że kilka gatunków Anabaena żyje w symbiotycznych skojarzeniach z algami i roślinami fanerogamicznymi. Zasiedlają organizm swojego żywiciela i dostarczają azot w zamian za ochronę przed drapieżnikami.

Reprodukcja

Te cyjanobakterie rozmnażają się bezpłciowo, to znaczy nie wymagają obecności gamet męskich ani żeńskich. Zamiast tego wykorzystują inne mechanizmy reprodukcyjne.

W Anabaena rozmnażanie następuje przez fragmentację; te mikroorganizmy tworzą kolonie typu nitkowatego. Fragmentacja ma miejsce, gdy część włókna (hormogonia) oddziela się od reszty kolonii.

Gdy nastąpi oderwanie, najmniejsza część, która została rozdrobniona, ślizga się lub unosi w słupie wody. Później zacznie tworzyć własną kolonię.

Odżywianie

Rodzaj Anabaena jest autotroficznym taksonem żywieniowym, to znaczy jego przedstawicielami są organizmy wytwarzające własną żywność ze związków lub pierwiastków nieorganicznych. Anabaena ma dwa rodzaje odżywiania autotroficznego:

Fotosynteza

Fotosynteza to proces chemiczny zachodzący w niektórych organizmach, takich jak rośliny i niektóre bakterie, w którym dwutlenek węgla i woda tworzą cukry w obecności światła, a tlen jest uwalniany jako produkt uboczny.

Anabaena posiada chloroplasty z fotosyntetycznym barwnikiem chlorofilem a, który pozwala jej absorbować energię świetlną i ją przekształcać.

Wiązanie azotu

Wiele bakterii to heterotrofy wiążące azot. Jednak większość z nich robi to przy braku światła słonecznego i przy niedotlenieniu lub przy niskim stężeniu tlenu.

Jak już wcześniej opisaliśmy, Anabaena jest jedną z niewielu grup, które mają wyspecjalizowane komórki zwane heterocystami. Umożliwiają one wiązanie azotu atmosferycznego w obecności światła słonecznego i tlenu, a tym samym uzyskanie składników odżywczych niezbędnych do rozwoju kolonii.

Heterocysty u sinic z rodzaju Anabaena. Zrobione i zredagowane z: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toksyczność

Wiadomo również, że rodzaj Anabaena przedstawia gatunki wytwarzające toksyny. Gdy warunki siedliskowe są sprzyjające, może wystąpić rozmnażanie lub kwitnienie (kwitnienie) tych gatunków.

Podczas tych zakwitów woda staje się bardzo niebezpiecznym środkiem toksycznym dla organizmów, które ją piją, ze względu na obecność cyjanobakterii. Wiadomo o zatruciu bydła, ptaków, ryb, zwierząt domowych, a nawet ludzi z tego powodu.

Gatunki toksyczne wytwarzają neurotoksynę (np. Anabazyny), która wpływa na centralny układ nerwowy organizmów, które ją spożywają. Ta toksyna powoduje demencję podobną do choroby Alzheimera, objawy podobne m.in. do choroby Parkinsona.

W niektórych ostrych przypadkach może dojść do śmierci pacjentów. Nie ma znanego lekarstwa na tę toksynę, leczenie jest objawowe.

Bibliografia

1. Anabaena. Odzyskany z britannica.com
2. Anabaena. Żądane z wikipedia.org
3. M. Burnat i E. Flores (2014) Inaktywacja agmatynazy wyrażanej w komórkach wegetatywnych zmienia katabolizm argininy i zapobiega diazotroficznemu wzrostowi cyjanobakterii Anabaena tworzącej heterocysty. Mikrobiologiaopen.
4. Anabaena. Odzyskany z bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Odzyskany z wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Porównawczy wzrost i skład biochemiczny czterech szczepów Nostoc i Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) w stosunku do azotanu sodu. Kolumbijska ustawa biologiczna.