ANABAENA: CARACTERÍSTICAS, HABITAT, REPRODUÇÃO E NUTRIÇÃO - BIOLOGIA - 2024

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

As cianobactérias, incluindo a Anabaena, também são chamadas de algas verde-azuladas, embora não sejam aparentadas com o reino Plantae. São assim chamados, além da coloração, pela capacidade de algumas espécies em fixar nitrogênio e outras por apresentarem clorofila e fotossintetizam.

Cyanobacterium species Anabaena circinalis. Retirado e editado de: Bdcarl Nabaenas são objeto de muita atenção científica, uma vez que 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

Eles são organismos procarióticos. Apresentam parede celular de peptidoglicano, com estrutura muito semelhante à das bactérias que reagem negativamente à coloração de Gram (Gram negativa).

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 são filamentosas (com tricomas não ramificados).

Eles têm clorofila a, então podem fotossintetizar. As células filamentosas possuem células especializadas chamadas heterocistos que perderam a capacidade de fotossintetizar, mas em vez disso permitem que fixem 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 do que as outras células da colônia.

A função dessa membrana é criar um microambiente anaeróbio e assim ser capaz de capturar e fixar o nitrogênio atmosférico, já que a enzima nitrogenase é inativada na presença de oxigênio.

As nabaenas, como outras cianobactérias que possuem heterocistos, podem realizar processos de fixação de nitrogênio na ausência ou presença de luz; mesmo quando cultivados na ausência de nitrogênio, eles capturam dióxido de carbono e fotossintetizam.

Algumas espécies geram florações ou florações, 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. Este domínio, de acordo com Woese, é um grupo irmão de Archea (outro grupo de procariotos mais intimamente relacionado aos eucariotos) e Eukarya (organismos eucarióticos).

Eles estão dentro do reino Bacteria e do phyllum Cyanobacteria. O arranjo taxonômico das cianobactérias é atualmente objeto de controvérsia, sua classificação é bastante complexa e os cientistas não estão totalmente de acordo com os arranjos taxonômicos atuais.

No entanto, dentro do grupo das 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 dentro dos Nostocales, 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 de água doce rasos, algumas espécies são de ambientes marinhos e outras já 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 às variações de temperatura e podem até se desenvolver em ambientes com temperaturas superiores a 70º Celsius.

Por serem águas principalmente de água doce, toleram certos níveis de acidez, porém há espécies que também vivem em ambientes térmicos alcalinos, ou seja, ambientes quentes e com pH alto (básico).

Associações simbióticas

Várias espécies de Anabaena foram encontradas vivendo em associações simbióticas mutualísticas com algas e plantas fanerogâmicas. Eles habitam o corpo do 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 filamentoso. A fragmentação ocorre quando uma seção do filamento (hormogonia) se desprende do resto da colônia.

À medida que ocorre o desprendimento, a menor parte fragmentada desliza ou flutua na coluna d'água. Mais tarde começará a formar sua própria colônia.

Nutrição

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

Fotossíntese

A fotossíntese é um processo químico que ocorre em alguns organismos, como plantas e algumas bactérias, no qual o dióxido de carbono e a água formam açúcares na presença de luz e o oxigênio é liberado como subproduto.

A Anabaena possui cloroplastos com o pigmento fotossintético clorofila a, que é o que lhe permite absorver a energia da luz e transformá-la.

Fixação de nitrogênio

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

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

Heterocistos em cianobactérias do gênero Anabaena. Retirado e editado de: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toxicidade

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

Durante essas florações, a água se torna um agente tóxico muito perigoso para os organismos que a bebem, devido à presença de cianobactérias. É conhecido o envenenamento de bovinos, pássaros, peixes, animais de estimação e até mesmo seres humanos por esta causa.

As espécies tóxicas produzem uma neurotoxina (por exemplo, anabazinas) que afeta o sistema nervoso central dos organismos que a ingerem. Essa toxina causa demência semelhante à de 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 da britannica.com
2. Anabaena. Solicitado em wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014).A inativação da agmatinase expressa nas células vegetativas altera o catabolismo da arginina e previne o crescimento diazotrófico na cianobactéria formadora de heterocistos Anabaena. 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 cepas de Nostoc e Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) em relação ao nitrato de sódio. Ato Biológico Colombiano.