ANABAENA: EGENSKABER, LEVESTEDER, REPRODUKTION OG ERNÆRING - BIOLOGI - 2025

Anabaena er en slægt af prokaryotiske fotosyntetiske cyanobakterier, det vil sige, de er unicellulære uden en defineret kerne med genetisk materiale, men spredt i cytoplasmaet. De er plantoniske organismer i lavt vand med tøndeformer og kan danne kolonier.

Cyanobakterier, inklusive Anabaena, kaldes også blågrønne alger, selvom de ikke er relateret til kongeriget Plantae. De er såkaldte, udover deres farve, på grund af nogle arts evne til at fikse nitrogen og andre fordi de præsenterer klorofyll og fotosyntetiserer.

Cyanobacterium-arter Anabaena circinalis. Taget og redigeret fra: Bdcarl Nabaenas er genstand for meget videnskabelig opmærksomhed, da de er en af ​​de få grupper af cyanobakterier, der kan fikse atmosfærisk nitrogen, hvilket har gjort dem særlig interesserede i genomiske, evolutionære, biokemiske og farmaceutiske undersøgelser blandt mange andre.

egenskaber

Det er prokaryote organismer. De præsenterer en peptidoglycan cellevæg med en struktur, der ligner strukturen af ​​bakterier, der reagerer negativt på Gram-farvning (Gram negativ).

De måler normalt ca. 2 til 10 mikrometer, selvom nogle arter kan måle op til 20 mikrometer. Der er fritlevende arter, og de fleste er filamentøse (med uforgrenede trichomer).

De har klorofyll a, så de kan fotosynteses. Filamentøse celler har specialiserede celler kaldet heterocyster, der mistede evnen til at fotosyntetisere, men tillader dem i stedet at fikse atmosfærisk nitrogen ved hjælp af et enzym kaldet nitrogenase.

Heterocystiske celler dannes inden i filamentet og / eller i terminale områder af det. Af fysiologiske og kemiske grunde danner disse celler en tykkere cellemembran end de andre celler i kolonien.

Funktionen af ​​denne membran er at skabe et anaerobt mikromiljø og således være i stand til at opfange og fikse atmosfærisk nitrogen, da nitrogenase-enzymet inaktiveres i nærvær af ilt.

Nabaenas kan, ligesom andre cyanobakterier, der har heterocyster, udføre nitrogenfikseringsprocesser i fravær eller tilstedeværelse af lys; selv når de dyrkes i fravær af nitrogen, opsamler de kuldioxid og fotosyntetiserer.

Nogle arter genererer blomst eller blomstrer, andre har kapacitet til at producere bioluminescens, og visse arter kan blive giftige.

Taksonomi og fylogeni

Anabaena hører til bakteriedomænet, foreslået af Carl Woese i 1990. Dette domæne er ifølge Woese en søstergruppe til Archea (en anden gruppe af prokaryoter, der er mere beslægtet med eukaryoter) og Eukarya (eukaryote organismer).

De er inden for kongeriget bakterier og phyllum cyanobakterier. Det taxonomiske arrangement af cyanobakterier er i øjeblikket underlagt kontroverser, deres klassificering er ret kompliceret, og forskere er ikke helt enige i den nuværende taxonomiske ordning.

I gruppen af ​​cyanobakterier er der dog en vis videnskabelig accept af de fylogenetiske forhold, der findes mellem Nostocal og Stigonematal orden, begge grupper med heterocystiske celler, der er typiske for anabaena-, Nostoc- og Cylindrospermum-slægterne.

Nogle fylogenetiske studier afslører, at inden for Nostocales er anabaena- og Nostoc-slægterne mere relaterede til hinanden end til Cylindrospermum. På nuværende tidspunkt er mere end 170 arter af slægten Anabaena blevet beskrevet.

Habitat

Det er almindelige organismer, der bor i lave ferskvandsforekomster, nogle arter kommer fra havmiljøer, og andre er endda rapporteret i fugtige, landlige miljøer.

Marine arter kan leve under forskellige saltholdighedsbetingelser. Med hensyn til temperatur er visse arter til stede i tempererede zoner om sommeren, de er tolerante over for temperaturvariationer og kan endda udvikle sig i miljøer med temperaturer over 70 ° C.

Da de hovedsageligt er ferskvandsvand, tolererer de visse niveauer af surhedsgrad, men der er arter, der også lever i alkaliske termiske miljøer, det vil sige varme miljøer med høj pH (basisk).

Symbiotiske foreninger

Der er fundet adskillige arter af Anabaena, der lever i gensidige symbiotiske forbindelser med alger og fanerogamiske planter. De bebor kroppen af ​​deres vært og leverer nitrogen i bytte for beskyttelse mod rovdyr.

Reproduktion

Disse cyanobakterier gengiver aseksuelt, dvs. de kræver ikke tilstedeværelse af mandlige eller kvindelige gameter. I stedet anvender de andre formeringsmekanismer.

I Anabaena foregår reproduktion ved fragmentering; disse mikroorganismer danner filamentøse kolonier. Fragmentering opstår, når et afsnit af glødetråden (hormogoni) løsnes fra resten af ​​kolonien.

Når løsningen finder sted, glider eller flyder den mindste del, der blev fragmenteret, i vandkolonnen. Senere begynder det at danne sin egen koloni.

Ernæring

Slægten Anabaena er en autotrof ernæringsafgift, dvs. dens repræsentanter er organismer, der producerer deres egen mad fra uorganiske forbindelser eller elementer. Anabaena har to typer autotrof ernæring:

Fotosyntese

Fotosyntese er en kemisk proces, der forekommer i nogle organismer, såsom planter og nogle bakterier, hvor kuldioxid og vand danner sukker i nærvær af lys og ilt frigives som et biprodukt.

Anabaena har kloroplaster med det fotosyntetiske pigment chlorofyl a, hvilket er det, der giver det mulighed for at absorbere lysenergi og transformere det.

Fiksering af nitrogen

Mange bakterier er nitrogenfikserende heterotrofer. De fleste af disse gør det imidlertid i fravær af sollys og i anoxi eller lave iltkoncentrationer.

Som vi tidligere har beskrevet, er Anabaena en af ​​de få grupper, der har specialiserede celler kaldet heterocyster. Disse giver dem mulighed for at fikse atmosfærisk nitrogen i nærværelse af sollys og ilt og således opnå de nødvendige næringsstoffer til udviklingen af ​​kolonien.

Heterocyster i cyanobakterier af slægten Anabaena. Taget og redigeret fra: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toksicitet

Slægten Anabaena er også kendt for at præsentere arter, der producerer toksiner. Når habitatforholdene er gunstige, kan en spredning eller blomstring (Bloom) af disse arter forekomme.

Under disse blomstringer bliver vand et meget farligt giftigt middel for de organismer, der drikker det, på grund af tilstedeværelsen af ​​cyanobakterier. Det er kendt for forgiftning af kvæg, fugle, fisk, kæledyr og endda mennesker af denne årsag.

Giftige arter producerer et neurotoksin (f.eks. Anabaziner), der påvirker det centrale nervesystem hos organismer, der indtager det. Dette toksin forårsager demens, der ligner Alzheimers, symptomer svarende til blandt andet Parkinsons sygdom.

I nogle akutte tilfælde kan patienter døde. Der er ingen kendt kur mod dette toksin, behandlingen er symptomatisk.

Referencer

1. Anabaena. Gendannes fra britannica.com
2. Anabaena. Anmodet om fra wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014). Inaktivering af agmatinase udtrykt i vegetative celler ændrer argininkatabolisme og forhindrer diazotrof vækst i den heterocystdannende cyanobacterium Anabaena. Microbiologyopen.
4. Anabaena. Gendannes fra bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Gendannes fra wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Sammenlignende vækst og biokemisk sammensætning af fire stammer af Nostoc og Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) i forhold til natriumnitrat. Colombiansk biologisk akt.