ANABAENA: CHARAKTERISTIKA, LOKALITA, REPRODUKCE A VÝŽIVA - BIOLOGIE - 2025

Anabaena je rod prokaryotických fotosyntetických cyanobakterií, to znamená, že jsou jednobuněčné, bez definovaného jádra, s genetickým materiálem, ale rozptýlené v cytoplazmě. Jsou to plantonické organismy mělkých vod, s válcovými tvary a mohou tvořit kolonie.

Cyanobacteria, včetně Anabaena, být také nazýván modro-zelené řasy, ačkoli oni nejsou příbuzní království Plantae. Oni jsou tak nazvaní, kromě jejich zbarvení, kvůli schopnosti některého druhu fixovat dusík a jiní protože oni představují chlorofyl a fotosyntézu.

Cyanobacterium druh Anabaena cirinalis. Převzato a upraveno: Bdcarl Nabaenas je předmětem velké vědecké pozornosti, protože je jednou z mála skupin cyanobakterií, které mohou fixovat atmosférický dusík, díky čemuž je zvláště zajímavý v genomických, evolučních, biochemických a farmaceutických studiích mnoho dalších.

vlastnosti

Jsou to prokaryotické organismy. Představují buněčnou stěnu peptidoglykanu se strukturou velmi podobnou struktuře bakterií, které negativně reagují na Gramovo barvení (Gram negativní).

Obecně měří asi 2 až 10 mikrometrů, i když některé druhy mohou měřit až 20 mikrometrů. Existují volně žijící druhy a většina z nich je vláknitá (s nerozvětvenými trichomy).

Mají chlorofyl a, takže mohou fotosyntetizovat. Vláknité buňky mají specializované buňky zvané heterocysty, které ztratily schopnost fotosyntézy, ale místo toho jim umožňují fixovat atmosférický dusík pomocí enzymu zvaného dusíkáza.

Heterocystické buňky jsou tvořeny uvnitř vlákna a / nebo v jeho koncových oblastech. Z fyziologických a chemických důvodů tyto buňky tvoří silnější buněčnou membránu než ostatní buňky v kolonii.

Funkcí této membrány je vytvoření anaerobního mikroprostředí, a tedy schopnost zachytit a fixovat atmosférický dusík, protože enzym dusíkáza je inaktivován v přítomnosti kyslíku.

Nabaenas, stejně jako jiné cyanobakterie, které mají heterocysty, může provádět procesy fixace dusíku v nepřítomnosti nebo přítomnosti světla; i když jsou pěstovány v nepřítomnosti dusíku, zachycují oxid uhličitý a fotosyntetizují.

Některé druhy vytvářejí květ nebo květy, jiné mají schopnost produkovat bioluminiscenci a některé druhy se mohou stát toxickými.

Taxonomie a fylogeneze

Anabaena patří do oblasti bakterií, kterou navrhl Carl Woese v roce 1990. Tato doména je podle Woese sesterskou skupinou pro Archea (další skupina prokaryot, která je blíže příbuzná eukaryotům) a Eukarya (eukaryotické organismy).

Jsou v království Bacteria a fyllum Cyanobacteria. Taxonomické uspořádání cyanobaktérií je v současné době předmětem diskuse, jejich klasifikace je poměrně složitá a vědci nejsou zcela v souladu se současnými taxonomickými uspořádáními.

Nicméně ve skupině cyanobakterií existuje vědecké přijetí fylogenetických vztahů, které existují mezi řády Nostocal a Stigonematal, obě skupiny s heterocystickými buňkami typickými pro rody Anabaena, Nostoc a Cylindrospermum.

Některé fylogenetické studie ukazují, že v rodech Nostocales jsou rod Anabaena a Nostoc více příbuzní než Cylindrospermum. V současné době bylo popsáno více než 170 druhů rodu Anabaena.

Místo výskytu

Jsou to běžné organismy obývající mělké sladkovodní útvary, některé druhy pocházejí z mořského prostředí a jiné byly dokonce hlášeny ve vlhkém suchozemském prostředí.

Mořské druhy mohou žít v různých slaných podmínkách. Pokud jde o teplotu, některé druhy se v létě vyskytují v mírných pásmech, jsou tolerantní vůči teplotním změnám a mohou se dokonce vyvíjet v prostředích s teplotami vyššími než 70 ° C.

Protože jsou to hlavně sladkovodní vody, tolerují určité úrovně kyselosti, existují však i druhy, které také žijí v alkalických termálních prostředích, tj. V teplém prostředí s vysokým pH (základní).

Symbiotické asociace

Bylo nalezeno několik druhů Anabaeny žijících ve vzájemných symbiotických vztazích s řasami a phanerogamickými rostlinami. Obývají tělo svého hostitele a poskytují dusík výměnou za ochranu před predátory.

Reprodukce

Tyto cyanobakterie se rozmnožují asexuálně, to znamená, že nevyžadují přítomnost mužských nebo ženských gamet. Místo toho používají jiné reprodukční mechanismy.

V Anabaena k reprodukci dochází fragmentací; tyto mikroorganismy tvoří kolonie vláknitého typu. Fragmentace nastane, když se část vlákna (hormonogonie) oddělí od zbytku kolonie.

Jakmile dojde k oddělení, nejmenší část, která byla fragmentována, se ve vodním sloupci sklouzne nebo vznáší. Později začne vytvářet vlastní kolonii.

Výživa

Rod Anabaena je autotrofní nutriční taxon, tj. Jeho zástupci jsou organismy, které produkují vlastní potraviny z anorganických sloučenin nebo prvků. Anabaena mají dva typy autotrofní výživy:

Fotosyntéza

Fotosyntéza je chemický proces, ke kterému dochází v některých organismech, jako jsou rostliny a některé bakterie, ve kterých oxid uhličitý a voda tvoří cukry v přítomnosti světla a kyslík se uvolňuje jako vedlejší produkt.

Anabaena má chloroplasty s fotosyntetickým pigmentem chlorofylu a, což jí umožňuje absorbovat světelnou energii a transformovat ji.

Fixace dusíku

Mnoho bakterií jsou dusík vázající heterotrofy. Většina z nich to však provádí v nepřítomnosti slunečního světla a anoxie nebo při nízkých koncentracích kyslíku.

Jak jsme již dříve popsali, Anabaena je jednou z mála skupin, které mají specializované buňky zvané heterocysty. Umožňují jim fixovat atmosférický dusík v přítomnosti slunečního světla a kyslíku, a získat tak potřebné živiny pro vývoj kolonie.

Heterocysty v cyanobakteriích rodu Anabaena. Převzato a upraveno: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toxicita

Rod Anabaena je také znám tím, že představuje druhy, které produkují toxiny. Jsou-li podmínky prostředí příznivé, může dojít k proliferaci nebo kvetení (Bloom) těchto druhů.

Během těchto květů se voda stává velmi nebezpečným toxickým činitelem pro organismy, které ji pijí, v důsledku přítomnosti sinic. Je známo otravy skotu, ptáků, ryb, domácích zvířat a dokonce i lidí.

Toxické druhy produkují neurotoxin (např. Anabaziny), který ovlivňuje centrální nervový systém organismů, které ho přijímají. Tento toxin způsobuje demenci podobnou Alzheimerově chorobě, mezi jinými příznaky podobné Parkinsonově chorobě.

V některých akutních případech může dojít k úmrtí pacientů. Pro tento toxin není znám žádný lék, léčba je symptomatická.

Reference

1. Anabaena. Obnoveno z britannica.com
2. Anabaena. Požadováno od wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014). Inaktivace agmatinázy exprimované ve vegetativních buňkách mění argininový katabolismus a zabraňuje diazotropnímu růstu cyanobakterií Anabaena tvořících heterocysty. Mikrobiologie.
4. Anabaena. Obnoveno z bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Obnoveno z wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Srovnávací růst a biochemické složení čtyř kmenů Nostoc a Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) ve vztahu k dusičnanu sodnému. Kolumbijský biologický zákon.