ANABAENA: ZNAČILNOSTI, HABITAT, RAZMNOŽEVANJE IN PREHRANA - BIOLOGIJA - 2026

Anabaena je rod prokariotskih fotosintetskih cianobakterij, torej so enocelični, brez definiranega jedra, z genetskim materialom, vendar so razpršeni v citoplazmi. So rastlinski organizmi plitvih vod, z barvnimi oblikami in lahko tvorijo kolonije.

Cianobakterije, vključno z Anabaeno, imenujejo tudi modrozelene alge, čeprav niso povezane s kraljestvom Plantae. Tako se imenujejo, poleg svoje obarvanosti, zaradi sposobnosti nekaterih vrst, da fiksirajo dušik, druge pa zato, ker predstavljajo klorofil in fotosintezo.

Cyanobacterium vrste Anabaena circinalis. Vzeta in urejena iz: Bdcarl Nabaenas so predmet veliko znanstvene pozornosti, saj so ena redkih skupin cianobakterij, ki lahko fiksirajo atmosferski dušik, zaradi česar so bili posebej zanimivi genomski, evolucijski, biokemični in farmacevtski študiji med mnogo drugih.

značilnosti

So prokariotski organizmi. Predstavljajo celično steno peptidoglikana, s strukturo zelo podobno strukturi bakterij, ki negativno reagirajo na barvanje po Gramu (Gram negativno).

Na splošno merijo približno 2 do 10 mikrometrov, čeprav nekatere vrste lahko merijo do 20 mikrometrov. Obstajajo prosto živeče vrste in večina je nitastih (z nerazvejenimi trihomi).

Imajo klorofil a, zato lahko fotosintezirajo. Vlaknene celice imajo posebne celice, imenovane heterociste, ki so izgubile sposobnost fotosinteze, namesto tega pa jim omogočajo, da fiksirajo atmosferski dušik s pomočjo encima, imenovanega nitrogenaza.

Heterocistične celice nastajajo znotraj nitk in / ali v terminalnih območjih le-te. Zaradi fizioloških in kemijskih razlogov te celice tvorijo debelejšo celično membrano kot ostale celice v koloniji.

Naloga te membrane je ustvariti anaerobno mikrookrog in tako lahko zajeti in pritrditi atmosferski dušik, saj je encim nitrogenaza v prisotnosti kisika inaktiviran.

Nabaene, tako kot druge cianobakterije, ki imajo heterociste, lahko izvajajo procese fiksacije dušika v odsotnosti ali prisotnosti svetlobe; tudi pri gojenju brez dušika zajamejo ogljikov dioksid in fotosintezirajo.

Nekatere vrste ustvarijo cvetenje ali cvetijo, druge pa lahko proizvajajo bioluminiscenco in nekatere vrste lahko postanejo strupene.

Taksonomija in filogenija

Anabaena spada v domeno bakterij, ki jo je predlagal Carl Woese leta 1990. Ta domena je po besedah ​​Woese sestrska skupina Archee (druge skupine prokariotov, tesneje povezanih z evkarioti) in Eukaryo (evkariontskih organizmov).

So v kraljestvu Bakterije in phyllum Cyanobacteria. Taksonomska ureditev cianobakterij je trenutno predmet polemike, njihova razvrstitev je precej zapletena in znanstveniki se v celoti ne strinjajo s sedanjo taksonomsko ureditvijo.

Vendar pa znotraj skupine cianobakterij obstaja nekaj znanstvenega sprejemanja filogenetskih razmerij med nostokalnim in stigonematalnim redom, obe skupini z heterocističnimi celicami, značilnimi za rodove Anabaena, Nostoc in Cylindrospermum.

Nekatere filogenetske študije razkrivajo, da sta znotraj rodov Nostocales rodovi Anabaena in Nostoc bolj povezani s Cylindrospermum. Trenutno je bilo opisanih več kot 170 vrst iz rodu Anabaena.

Habitat

So običajni organizmi, ki naseljujejo plitva sladkovodna telesa, nekatere vrste so iz morskih okolij, druge pa so poročali celo v vlažnih kopenskih okoljih.

Morske vrste lahko živijo v različnih pogojih slanosti. Kar zadeva temperaturo, so nekatere vrste poleti prisotne v zmernih conah, so tolerantne na temperaturne spremembe in se lahko razvijejo celo v okoljih, kjer so temperature višje od 70 ° Celzija.

Ker gre večinoma za sladkovodne vode, prenašajo določene stopnje kislosti, vendar obstajajo vrste, ki živijo tudi v alkalnih termalnih okoljih, to je v toplih okoljih z visokim pH (bazično).

Simbiotske zveze

Najdeno je več vrst Anabaena, ki živijo v vzajemnih simbiotskih povezavah z algami in fanerogamičnimi rastlinami. Naseljujejo telo svojega gostitelja in zagotavljajo dušik v zameno za zaščito pred plenilci.

Razmnoževanje

Te cianobakterije se razmnožujejo aseksualno, torej ne potrebujejo prisotnosti moških ali ženskih gameta. Namesto tega uporabljajo druge reproduktivne mehanizme.

Pri anabaeni se razmnoževanje pojavi z drobljenjem; ti mikroorganizmi tvorijo kolonije nitastega tipa. Razdrobljenost nastane, ko se del nitke (hormogonije) odcepi od preostalega dela kolonije.

Ko pride do ločitve, bo najmanjši del, ki je bil razdrobljen, drsal ali lebdel v vodnem stolpcu. Kasneje bo začel oblikovati svojo kolonijo.

Prehrana

Rod Anabaena je avtotrofen prehranski takson, torej so njegovi predstavniki organizmi, ki proizvajajo svojo hrano iz anorganskih spojin ali elementov. Anabaena ima dve vrsti avtotrofne prehrane:

Fotosinteza

Fotosinteza je kemični proces, ki se dogaja pri nekaterih organizmih, kot so rastline in nekatere bakterije, pri katerih ogljikov dioksid in voda tvorita sladkorje v prisotnosti svetlobe in kisika kot stranski produkt.

Anabaena ima kloroplaste s fotosintetskim pigmentom klorofilom a, kar ji omogoča, da absorbira svetlobo in jo transformira.

Fiksacija dušika

Mnoge bakterije so heterotrofi, ki fiksirajo dušik. Vendar jih večina počne brez pomanjkanja sončne svetlobe in anoksije ali nizkih koncentracij kisika.

Kot smo že opisali, je Anabaena ena redkih skupin, ki ima specializirane celice, imenovane heterociste. Te jim omogočajo, da v prisotnosti sončne svetlobe in kisika fiksirajo atmosferski dušik in tako pridobijo potrebna hranila za razvoj kolonije.

Heterociste v cianobakterijah rodu Anabaena. Vzeto in urejeno iz: Berkshire Community College Bioscience Library Library.

Toksičnost

Znan je tudi rod Anabaena, ki predstavlja vrste, ki proizvajajo toksine. Ko so habitatni pogoji ugodni, lahko pride do širjenja ali cvetenja teh vrst (Bloom).

Med tem cvetenjem voda zaradi prisotnosti cianobakterij postane zelo nevarno strupeno sredstvo za organizme, ki jo pijejo. Za to je znano zastrupitev govedi, ptic, rib, hišnih ljubljenčkov in celo ljudi.

Strupene vrste proizvajajo nevrotoksin (npr. Anabazine), ki vpliva na centralni živčni sistem organizmov, ki ga zaužijejo. Ta toksin med drugim povzroča demenco, podobno Alzheimerjevi bolezni, simptome, podobne Parkinsonovi bolezni.

V nekaterih akutnih primerih lahko nastopi smrt bolnikov. Zdravila za toksin ni znano, zdravljenje je simptomatsko.

Reference

1. Anabaena. Pridobljeno od britannica.com
2. Anabaena. Zahtevano na wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014) Neaktivacija agmatinaze, izražene v vegetativnih celicah, spremeni katabolizem arginina in preprečuje diazotrofno rast cianobakterij Anabaena, ki tvori heterociste. Mikrobiologija.
4. Anabaena. Pridobljeno iz bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Pridobljeno iz wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Primerjalna rast in biokemična sestava štirih sevov Nostoc in Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) glede na natrijev nitrat. Kolumbijski biološki zakon.