ANABAENA: EIGENSCHAFTEN, LEBENSRAUM, FORTPFLANZUNG UND ERNÄHRUNG - BIOLOGIE - 2025

Anabaena ist eine Gattung prokaryotischer photosynthetischer Cyanobakterien, dh sie sind einzellig, ohne definierten Kern, mit genetischem Material, aber im Zytoplasma verteilt. Sie sind plantonische Organismen aus seichtem Wasser mit tonnenförmigen Formen und können Kolonien bilden.

Cyanobakterien, einschließlich Anabaena, werden auch Blaualgen genannt, obwohl sie nicht mit dem Königreich Plantae verwandt sind. Sie werden zusätzlich zu ihrer Färbung so genannt, weil einige Arten Stickstoff binden können und andere, weil sie Chlorophyll enthalten und photosynthetisieren.

Cyanobacterium species Anabaena circinalis. Entnommen und bearbeitet von: Bdcarl Nabaenas sind Gegenstand großer wissenschaftlicher Aufmerksamkeit, da sie eine der wenigen Gruppen von Cyanobakterien sind, die Luftstickstoff binden können, was sie für genomische, evolutionäre, biochemische und pharmazeutische Studien von besonderem Interesse gemacht hat viele andere.

Eigenschaften

Sie sind prokaryotische Organismen. Sie weisen eine Peptidoglycan-Zellwand auf, deren Struktur der von Bakterien sehr ähnlich ist, die negativ auf Gram-Färbung reagieren (Gram-negativ).

Sie messen im Allgemeinen etwa 2 bis 10 Mikrometer, obwohl einige Arten bis zu 20 Mikrometer messen können. Es gibt frei lebende Arten und die meisten sind filamentös (mit unverzweigten Trichomen).

Sie haben Chlorophyll a, so dass sie Photosynthese betreiben können. Filamentöse Zellen haben spezialisierte Zellen, sogenannte Heterozysten, die die Fähigkeit zur Photosynthese verloren haben, ihnen jedoch ermöglichen, Luftstickstoff mit Hilfe eines Enzyms namens Stickstoffase zu fixieren.

Heterocystic Zellen werden innerhalb des Filaments und / oder in Endbereichen davon gebildet. Aus physiologischen und chemischen Gründen bilden diese Zellen eine dickere Zellmembran als die anderen Zellen in der Kolonie.

Die Funktion dieser Membran besteht darin, eine anaerobe Mikroumgebung zu schaffen und somit Luftstickstoff einzufangen und zu fixieren, da das Stickstoffaseenzym in Gegenwart von Sauerstoff inaktiviert wird.

Nabaenas können wie andere Cyanobakterien mit Heterozysten Stickstofffixierungsprozesse in Abwesenheit oder Gegenwart von Licht durchführen. Selbst wenn sie in Abwesenheit von Stickstoff gezüchtet werden, fangen sie Kohlendioxid ein und synthetisieren Photosynthese.

Einige Arten erzeugen Blüten oder Blüten, andere können Biolumineszenz erzeugen und bestimmte Arten können toxisch werden.

Taxonomie und Phylogenie

Anabaena gehört zur Bakteriendomäne, die 1990 von Carl Woese vorgeschlagen wurde. Diese Domäne ist laut Woese eine Schwestergruppe von Archea (einer anderen Gruppe von Prokaryoten, die enger mit Eukaryoten verwandt sind) und Eukarya (eukaryotische Organismen).

Sie befinden sich im Königreich Bakterien und das Phyllum Cyanobakterien. Die taxonomische Anordnung von Cyanobakterien ist derzeit umstritten, ihre Klassifizierung ist recht komplex und die Wissenschaftler sind mit den derzeitigen taxonomischen Anordnungen nicht ganz einverstanden.

Innerhalb der Gruppe der Cyanobakterien gibt es jedoch eine gewisse wissenschaftliche Akzeptanz der phylogenetischen Beziehungen, die zwischen der nostokalen und der stigonematalen Ordnung bestehen, wobei beide Gruppen heterozystische Zellen aufweisen, die für die Gattungen Anabaena, Nostoc und Cylindrospermum typisch sind.

Einige phylogenetische Studien zeigen, dass innerhalb der Nostocales die Gattungen Anabaena und Nostoc mehr miteinander verwandt sind als mit Cylindrospermum. Gegenwärtig wurden mehr als 170 Arten der Gattung Anabaena beschrieben.

Lebensraum

Sie sind häufige Organismen, die in flachen Süßwasserkörpern leben, einige Arten stammen aus Meeresumgebungen und andere wurden sogar in feuchten terrestrischen Umgebungen gemeldet.

Meeresarten können unter verschiedenen Salzgehaltbedingungen leben. In Bezug auf die Temperatur kommen bestimmte Arten im Sommer in gemäßigten Zonen vor, sie sind tolerant gegenüber Temperaturschwankungen und können sich sogar in Umgebungen mit Temperaturen von mehr als 70 ° Celsius entwickeln.

Da sie hauptsächlich Süßwasserwasser sind, tolerieren sie bestimmte Säuregrade. Es gibt jedoch Arten, die auch in alkalischen thermischen Umgebungen leben, dh in warmen Umgebungen mit hohem pH-Wert (basisch).

Symbiotische Assoziationen

Es wurde festgestellt, dass mehrere Arten von Anabaena in wechselseitigen symbiotischen Assoziationen mit Algen und phanerogamischen Pflanzen leben. Sie bewohnen den Körper ihres Wirts und liefern Stickstoff als Gegenleistung für den Schutz vor Raubtieren.

Reproduktion

Diese Cyanobakterien vermehren sich ungeschlechtlich, dh sie erfordern keine Anwesenheit männlicher oder weiblicher Gameten. Stattdessen setzen sie andere Fortpflanzungsmechanismen ein.

In Anabaena erfolgt die Fortpflanzung durch Fragmentierung; Diese Mikroorganismen bilden filamentöse Kolonien. Eine Fragmentierung tritt auf, wenn sich ein Teil des Filaments (Hormogonie) vom Rest der Kolonie löst.

Wenn sich etwas löst, gleitet oder schwimmt der kleinste Teil, der fragmentiert wurde, in der Wassersäule. Später wird es beginnen, eine eigene Kolonie zu bilden.

Ernährung

Die Gattung Anabaena ist ein autotrophe Ernährungstaxon, dh ihre Vertreter sind Organismen, die aus anorganischen Verbindungen oder Elementen ihre eigene Nahrung herstellen. Anabaena hat zwei Arten der autotrophen Ernährung:

Photosynthese

Die Photosynthese ist ein chemischer Prozess, der in einigen Organismen wie Pflanzen und einigen Bakterien stattfindet, bei dem Kohlendioxid und Wasser in Gegenwart von Licht Zucker und Sauerstoff als Nebenprodukt Zucker freisetzen.

Anabaena hat Chloroplasten mit dem photosynthetischen Pigment Chlorophyll a, wodurch es Lichtenergie absorbieren und umwandeln kann.

Fixierung von Stickstoff

Viele Bakterien sind stickstofffixierende Heterotrophe. Die meisten von ihnen tun dies jedoch in Abwesenheit von Sonnenlicht und bei Anoxie oder niedrigen Sauerstoffkonzentrationen.

Wie wir zuvor beschrieben haben, ist Anabaena eine der wenigen Gruppen, die spezialisierte Zellen haben, die als Heterozysten bezeichnet werden. Diese ermöglichen es ihnen, Luftstickstoff in Gegenwart von Sonnenlicht und Sauerstoff zu binden und so die notwendigen Nährstoffe für die Entwicklung der Kolonie zu erhalten.

Heterozysten in Cyanobakterien der Gattung Anabaena. Entnommen und bearbeitet von: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toxizität

Es ist auch bekannt, dass die Gattung Anabaena Arten präsentiert, die Toxine produzieren. Bei günstigen Lebensraumbedingungen kann es zu einer Proliferation oder Blüte (Bloom) dieser Arten kommen.

Während dieser Blüten wird Wasser aufgrund des Vorhandenseins von Cyanobakterien zu einem sehr gefährlichen Giftstoff für die Organismen, die es trinken. Es ist bekannt, dass Rinder, Vögel, Fische, Haustiere und sogar Menschen aus diesem Grund vergiftet werden.

Toxische Spezies produzieren ein Neurotoxin (z. B. Anabazine), das das Zentralnervensystem der Organismen beeinflusst, die es aufnehmen. Dieses Toxin verursacht eine Alzheimer-ähnliche Demenz, unter anderem Symptome ähnlich der Parkinson-Krankheit.

In einigen akuten Fällen kann der Tod von Patienten eintreten. Es ist keine Heilung für dieses Toxin bekannt, die Behandlung ist symptomatisch.

Verweise

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