Anabaena: características, habitat, reprodução e nutrição

Anabaena é um gênero de cianobactérias fotossintéticas procarióticas , ou seja, são unicelulares, sem núcleo definido, com material genético, mas dispersas no citoplasma. São organismos de plantação em águas rasas, com formas de barril e podem formar colônias.

As cianobactérias, incluindo Anabaena , também são chamadas de algas verde-azuladas, embora não estejam relacionadas ao reino Plantae . Eles são chamados assim, além de sua coloração, devido à capacidade de algumas espécies fixarem nitrogênio e outras de apresentar clorofila e fazer fotossíntese .

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Espécies de cianobactérias Anabaena circinalis. Retirado e editado de: Bdcarl [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
As nabaenas são objeto de muita atenção científica, pois são um dos poucos grupos de cianobactérias que podem fixar o nitrogênio atmosférico, o que os tornou de particular interesse em estudos genômicos, evolutivos, bioquímicos e farmacêuticos, entre muitos outros.

Caracteristicas

São organismos procarióticos. Eles têm uma parede celular peptidoglicana, com uma estrutura muito semelhante à das bactérias que reagem negativamente à coloração de Gram (Gram-negativos).

Eles geralmente medem cerca de 2 a 10 micrômetros, embora algumas espécies possam medir até 20 micrômetros. Existem espécies de vida livre e a maioria é filamentosa (com tricomas não ramificados).

Eles têm clorofila a, para que possam realizar a fotossíntese. Os filamentosos têm células especializadas chamadas heterocistos que perderam a capacidade de fazer fotossíntese, mas permitem fixar o nitrogênio atmosférico com a ajuda de uma enzima chamada nitrogenase.

As células heterocísticas são formadas dentro do filamento e / ou em suas áreas terminais. Por razões fisiológicas e químicas, essas células formam uma membrana celular mais espessa que a das outras células da colônia.

A função desta membrana é criar um microambiente anaeróbico e, assim, ser capaz de capturar e fixar nitrogênio atmosférico, uma vez que a enzima nitrogenase é inativada na presença de oxigênio.

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Os ababaas, como outras cianobactérias que possuem heterocistos, podem realizar processos de fixação de nitrogênio na ausência ou presença de luz; Mesmo quando cultivadas na ausência de nitrogênio, elas capturam dióxido de carbono e realizam a fotossíntese.

Algumas espécies geram flores ou flores, outras têm a capacidade de produzir bioluminescência e certas espécies podem se tornar tóxicas.

Taxonomia e filogenia

Anabaena pertence ao domínio Bacteria, proposto por Carl Woese em 1990. Esse domínio, segundo Woese, é um grupo irmão de Archea (outro grupo de procariontes mais relacionados aos eucariotos) e Eukarya (organismos eucarióticos).

Eles estão dentro do reino Bacteria e do Cyanobacteria phyllum. A ordem taxonômica das cianobactérias está atualmente sujeita a controvérsia, sua classificação é bastante complexa e os cientistas não concordam totalmente com os arranjos taxonômicos atuais.

Entretanto, dentro do grupo de cianobactérias, há alguma aceitação científica das relações filogenéticas existentes entre as ordens Nostocal e Estigonematal, ambos grupos com células heterocísticas típicas dos gêneros Anabaena, Nostoc e Cylindrospermum .

Alguns estudos filogenéticos revelam que nos gêneros Nostocals, os gêneros Anabaena e Nostoc estão mais relacionados entre si do que com Cylindrospermum . Atualmente, mais de 170 espécies do gênero Anabaena foram descritas .

Habitat

São organismos comuns que habitam corpos rasos de água doce, algumas espécies são de ambientes marinhos e até outras foram relatadas em ambientes terrestres úmidos.

As espécies marinhas podem viver em diferentes condições de salinidade. Em relação à temperatura, certas espécies estão presentes em zonas temperadas no verão, são tolerantes a variações de temperatura e podem até se desenvolver em ambientes com temperaturas superiores a 70º Celsius.

Por serem principalmente águas de água doce, tolerar certos níveis de acidez, no entanto, existem espécies que também habitam ambientes térmicos alcalinos, ou seja, ambientes quentes com pH alto (básico).

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Associações simbióticas

Várias espécies de Anabaena foram encontradas vivendo em associações simbióticas mutualísticas com algas e plantas faríngeas. Eles habitam o corpo de seu hospedeiro e fornecem nitrogênio em troca de proteção contra predadores.

Reprodução

Essas cianobactérias se reproduzem assexuadamente , ou seja, não requerem a presença de gametas masculinos ou femininos. Em vez disso, eles empregam outros mecanismos reprodutivos.

Em Anabaena, a reprodução ocorre por fragmentação; Esses microrganismos formam colônias do tipo filamentosas. A fragmentação ocorre quando uma seção do filamento (hormogonia) é destacada do resto da colônia.

Quando ocorre o desapego, a menor parte fragmentada desliza ou flutua na coluna de água. Mais tarde, começará a formar sua própria colônia.

Nutrição

O gênero Anabaena é um táxon da nutrição autotrófica, ou seja, seus representantes são organismos que produzem seus próprios alimentos a partir de compostos ou elementos inorgânicos. O Anabaena têm dois tipos de nutrição autotrophic:

Fotossíntese

A fotossíntese é um processo químico que ocorre em alguns organismos, como plantas e bactérias, em que o dióxido de carbono e a água formam açúcares na presença de luz e oxigênio são liberados como produto derivado.

Anabaena apresenta cloroplastos com o pigmento fotossintético clorofila a , que é o que permite absorver a energia luminosa e transformá-la.

Fixação de nitrogênio

Muitas bactérias são heterotróficas fixadoras de nitrogênio. No entanto, a maioria deles é feita na ausência de luz solar e anóxia, ou baixas concentrações de oxigênio.

Como descrevemos acima, Anabaena é um dos poucos grupos que possuem células especializadas chamadas heterocistos. Isso lhes permite fixar nitrogênio atmosférico na presença de luz solar e oxigênio e, assim, obter os nutrientes necessários para o desenvolvimento da colônia.

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Heterocistos na cianobactéria do gênero Anabaena. Retirado e editado de: Biblioteca de Imagens de Biociência do Berkshire Community College [CC0].
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Toxicidade

O gênero Anabaena também é conhecido por apresentar espécies que produzem toxinas. Quando as condições de habitat são favoráveis, pode ocorrer proliferação ou floração (Bloom) dessas espécies.

Durante essas flores, a água se torna um agente tóxico muito perigoso para os organismos que a bebem, devido à presença de cianobactérias. Sabe-se de envenenamentos de gado, pássaros , peixes , animais de estimação e até humanos por essa causa.

As espécies tóxicas produzem uma neurotoxina (por exemplo, anabacinas) que afeta o sistema nervoso central dos organismos que a ingerem. Essa toxina causa demência semelhante ao Alzheimer, sintomas semelhantes à doença de Parkinson, entre outros.

Em alguns casos agudos, pode ocorrer a morte de pacientes. Não há cura conhecida para esta toxina, o tratamento é sintomático.

Referências

  1. Anabaena . Recuperado de britannica.com
  2. Anabaena . Ocupado de wikipedia.org
  3. M. Burnat & E. Flores (2014) A inativação da agmatinase expressa nas células vegetativas altera o catabolismo da arginina e impede o crescimento diazotrófico na cianobactéria Anabaena formadora de heterocistos . Microbiologyopen
  4. Anabaena . Recuperado de bioweb.uwlax.edu.
  5. Anabaena . Recuperado de wildpro.twycrosszoo.org.
  6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Crescimento comparativo e composição bioquímica de quatro linhagens de Nostoc e Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) em relação ao nitrato de sódio. Lei Biológica da Colômbia.

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