ANABAENA: KENMERKEN, HABITAT, VOORTPLANTING EN VOEDING - BIOLOGIE - 2024

Anabaena is een geslacht van prokaryote fotosynthetische cyanobacteriën, dat wil zeggen, ze zijn eencellig, zonder een gedefinieerde kern, met genetisch materiaal, maar verspreid in het cytoplasma. Het zijn plantonische organismen van ondiepe wateren, met tonvormige vormen en kunnen kolonies vormen.

Cyanobacteriën, waaronder Anabaena, worden ook wel blauwgroene algen genoemd, hoewel ze niet verwant zijn aan het koninkrijk Plantae. Ze worden zo genoemd, naast hun kleuring, vanwege het vermogen van sommige soorten om stikstof te fixeren en andere omdat ze chlorofyl bevatten en fotosynthetiseren.

Cyanobacterium-soort Anabaena circinalis. Genomen en bewerkt uit: Bdcarl Nabaenas zijn het onderwerp van veel wetenschappelijke aandacht, aangezien ze een van de weinige groepen cyanobacteriën zijn die stikstof uit de lucht kunnen binden, waardoor ze bijzonder geïnteresseerd zijn in genomische, evolutionaire, biochemische en farmaceutische studies onder veel anderen.

kenmerken

Het zijn prokaryote organismen. Ze vertonen een peptidoglycaancelwand, met een structuur die sterk lijkt op die van bacteriën die negatief reageren op gramkleuring (gramnegatief).

Ze meten over het algemeen ongeveer 2 tot 10 micrometer, hoewel sommige soorten tot 20 micrometer kunnen meten. Er zijn vrijlevende soorten en de meeste zijn draadvormig (met onvertakte trichomen).

Ze hebben chlorofyl a, dus ze kunnen fotosynthetiseren. Filamenteuze cellen hebben gespecialiseerde cellen, heterocysten genaamd, die het vermogen om te fotosynthetiseren verloren hebben, maar in plaats daarvan atmosferische stikstof kunnen fixeren met behulp van een enzym dat stikstofase wordt genoemd.

Heterocystische cellen worden gevormd binnen het filament en / of in terminale gebieden ervan. Om fysiologische en chemische redenen vormen deze cellen een dikker celmembraan dan de andere cellen in de kolonie.

De functie van dit membraan is om een ​​anaërobe micro-omgeving te creëren en zo in staat te zijn om atmosferische stikstof op te vangen en te fixeren, aangezien het stikstofase-enzym wordt geïnactiveerd in aanwezigheid van zuurstof.

Nabaenas kan, net als andere cyanobacteriën die heterocysten hebben, stikstofbindingsprocessen uitvoeren bij afwezigheid of aanwezigheid van licht; zelfs als ze worden gekweekt zonder stikstof, vangen ze kooldioxide op en fotosynthetiseren.

Sommige soorten genereren bloei of bloei, andere hebben het vermogen om bioluminescentie te produceren en bepaalde soorten kunnen giftig worden.

Taxonomie en fylogenie

Anabaena behoort tot het domein Bacteriën, voorgesteld door Carl Woese in 1990. Dit domein is volgens Woese een zustergroep van Archea (een andere groep prokaryoten die nauwer verwant is aan eukaryoten) en Eukarya (eukaryote organismen).

Ze bevinden zich in het koninkrijk Bacteria en de phyllum Cyanobacteria. De taxonomische rangschikking van cyanobacteriën is momenteel onderwerp van controverse, hun classificatie is vrij complex en wetenschappers zijn het niet helemaal eens met de huidige taxonomische regelingen.

Binnen de groep van cyanobacteriën is er echter enige wetenschappelijke acceptatie van de fylogenetische relaties die bestaan ​​tussen de nostocale en stigonematale orden, beide groepen met heterocystische cellen die typisch zijn voor de genera Anabaena, Nostoc en Cylindrospermum.

Sommige fylogenetische studies laten zien dat binnen de Nostocales de genera Anabaena en Nostoc meer verwant zijn aan elkaar dan aan Cylindrospermum. Momenteel zijn meer dan 170 soorten van het geslacht Anabaena beschreven.

Habitat

Het zijn veel voorkomende organismen die in ondiepe zoetwaterlichamen leven, sommige soorten komen uit mariene omgevingen en andere zijn zelfs gemeld in vochtige terrestrische omgevingen.

Mariene soorten kunnen in verschillende zoutgehaltes leven. Wat betreft temperatuur: bepaalde soorten komen voor in gematigde streken in de zomer, ze zijn tolerant voor temperatuurschommelingen en kunnen zich zelfs ontwikkelen in omgevingen met temperaturen van meer dan 70º Celsius.

Omdat het voornamelijk zoetwater is, verdragen ze een bepaalde zuurgraad, maar er zijn soorten die ook in alkalische thermische omgevingen leven, dat wil zeggen warme omgevingen met een hoge pH (basisch).

Symbiotische associaties

Er zijn verschillende soorten Anabaena gevonden die in mutualistische symbiotische associaties leven met algen en phanerogame planten. Ze bewonen het lichaam van hun gastheer en leveren stikstof in ruil voor bescherming tegen roofdieren.

Reproductie

Deze cyanobacteriën planten zich ongeslachtelijk voort, dat wil zeggen dat ze geen mannelijke of vrouwelijke gameten nodig hebben. In plaats daarvan gebruiken ze andere voortplantingsmechanismen.

Bij Anabaena vindt voortplanting plaats door fragmentatie; deze micro-organismen vormen kolonies van het filamenteuze type. Fragmentatie treedt op wanneer een deel van het filament (hormogonia) loskomt van de rest van de kolonie.

Als er onthechting optreedt, zal het kleinste deel dat gefragmenteerd was, in de waterkolom schuiven of drijven. Later zal het zijn eigen kolonie beginnen te vormen.

Voeding

Het geslacht Anabaena is een autotroof voedingstaxon, dat wil zeggen dat zijn vertegenwoordigers organismen zijn die hun eigen voedsel produceren uit anorganische verbindingen of elementen. Anabaena heeft twee soorten autotrofe voeding:

Fotosynthese

Fotosynthese is een chemisch proces dat plaatsvindt in sommige organismen, zoals planten en sommige bacteriën, waarbij koolstofdioxide en water suikers vormen in aanwezigheid van licht en zuurstof als bijproduct vrijkomt.

Anabaena heeft chloroplasten met het fotosynthetische pigment chlorofyl a, waardoor het lichtenergie kan absorberen en transformeren.

Fixatie van stikstof

Veel bacteriën zijn stikstofbindende heterotrofen. De meeste hiervan doen het echter in afwezigheid van zonlicht en bij zuurstofarmoede of lage zuurstofconcentraties.

Zoals we eerder hebben beschreven, is Anabaena een van de weinige groepen met gespecialiseerde cellen die heterocysten worden genoemd. Deze stellen hen in staat om atmosferische stikstof te fixeren in aanwezigheid van zonlicht en zuurstof, en zo de nodige voedingsstoffen te verkrijgen voor de ontwikkeling van de kolonie.

Heterocysten in cyanobacteriën van het geslacht Anabaena. Genomen en bewerkt uit: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toxiciteit

Van het geslacht Anabaena is ook bekend dat het soorten presenteert die gifstoffen produceren. Bij gunstige leefomstandigheden kan een proliferatie of bloei (Bloom) van deze soorten optreden.

Tijdens deze bloei wordt water door de aanwezigheid van cyanobacteriën een zeer gevaarlijke giftige stof voor de organismen die het drinken. Het is bekend dat vee, vogels, vissen, huisdieren en zelfs mensen hierdoor worden vergiftigd.

Giftige soorten produceren een neurotoxine (bijv. Anabazines) dat het centrale zenuwstelsel aantast van organismen die het binnenkrijgen. Dit gif veroorzaakt dementie vergelijkbaar met de ziekte van Alzheimer, symptomen vergelijkbaar met onder andere de ziekte van Parkinson.

In sommige acute gevallen kan de dood van patiënten het gevolg zijn. Er is geen remedie bekend voor dit toxine, de behandeling is symptomatisch.

Referenties

1. Anabaena. Opgehaald van britannica.com
2. Anabaena. Aangevraagd bij wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014) Inactivering van agmatinase tot expressie gebracht in vegetatieve cellen verandert het argininekatabolisme en voorkomt diazotrofe groei in de heterocystvormende cyanobacterie Anabaena. Microbiology open.
4. Anabaena. Opgehaald van bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Hersteld van wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Vergelijkende groei en biochemische samenstelling van vier stammen van Nostoc en Anabaena (Cyanobacteriën, Nostocales) in relatie tot natriumnitraat. Colombiaanse biologische wet.