ANABAENA: CARACTÉRISTIQUES, HABITAT, REPRODUCTION ET NUTRITION - LA BIOLOGIE - 2024

Anabaena est un genre de cyanobactéries photosynthétiques procaryotes, c'est-à-dire qu'elles sont unicellulaires, sans noyau défini, avec du matériel génétique, mais dispersées dans le cytoplasme. Ce sont des organismes plantoniques d'eaux peu profondes, en forme de tonneau et pouvant former des colonies.

Les cyanobactéries, y compris Anabaena, sont également appelées algues bleu-vert, bien qu'elles ne soient pas liées au royaume Plantae. Ils sont ainsi appelés, en plus de leur coloration, en raison de la capacité de certaines espèces à fixer l'azote et d'autres car ils présentent de la chlorophylle et se photosynthétisent.

Espèces de cyanobactéries Anabaena circinalis. Tiré et édité de: Bdcarl Nabaenas font l'objet de beaucoup d'attention scientifique, car ils sont l'un des rares groupes de cyanobactéries capables de fixer l'azote atmosphérique, ce qui les a rendus particulièrement intéressants dans les études génomiques, évolutives, biochimiques et pharmaceutiques parmi beaucoup d'autres.

caractéristiques

Ce sont des organismes procaryotes. Ils présentent une paroi cellulaire peptidoglycane, avec une structure très similaire à celle des bactéries qui réagissent négativement à la coloration de Gram (Gram négatif).

Ils mesurent généralement environ 2 à 10 micromètres, bien que certaines espèces puissent mesurer jusqu'à 20 micromètres. Il existe des espèces libres et la plupart sont filamenteuses (avec des trichomes non ramifiés).

Ils contiennent de la chlorophylle a, ce qui leur permet de faire la photosynthèse. Les cellules filamenteuses ont des cellules spécialisées appelées hétérocystes qui ont perdu la capacité de photosynthèse, mais leur permettent plutôt de fixer l'azote atmosphérique à l'aide d'une enzyme appelée nitrogénase.

Des cellules hétérocystiques sont formées à l'intérieur du filament et / ou dans les zones terminales de celui-ci. Pour des raisons physiologiques et chimiques, ces cellules forment une membrane cellulaire plus épaisse que les autres cellules de la colonie.

La fonction de cette membrane est de créer un microenvironnement anaérobie et ainsi de pouvoir capter et fixer l'azote atmosphérique, puisque l'enzyme nitrogénase est inactivée en présence d'oxygène.

Les nabaenas, comme les autres cyanobactéries qui possèdent des hétérocystes, peuvent effectuer des processus de fixation de l'azote en l'absence ou en présence de lumière; même lorsqu'ils sont cultivés en l'absence d'azote, ils capturent le dioxyde de carbone et se photosynthétisent.

Certaines espèces génèrent des fleurs ou des efflorescences, d'autres ont la capacité de produire de la bioluminescence et certaines espèces peuvent devenir toxiques.

Taxonomie et phylogénie

Anabaena appartient au domaine des bactéries, proposé par Carl Woese en 1990. Ce domaine, selon Woese, est un groupe frère d'Archea (un autre groupe de procaryotes plus étroitement lié aux eucaryotes) et d'Eukarya (organismes eucaryotes).

Ils sont dans le royaume des bactéries et des cyanobactéries phyllum. La disposition taxinomique des cyanobactéries est actuellement sujette à controverse, leur classification est assez complexe et les scientifiques ne sont pas entièrement d'accord avec les arrangements taxonomiques actuels.

Cependant, au sein du groupe des cyanobactéries, il existe une certaine acceptation scientifique des relations phylogénétiques qui existent entre les ordres Nostocal et Stigonematal, les deux groupes avec des cellules hétérocystiques typiques des genres Anabaena, Nostoc et Cylindrospermum.

Certaines études phylogénétiques révèlent qu'au sein des Nostocales, les genres Anabaena et Nostoc sont plus liés entre eux qu'avec Cylindrospermum. À l'heure actuelle, plus de 170 espèces du genre Anabaena ont été décrites.

Habitat

Ce sont des organismes communs habitant les plans d'eau douce peu profonds, certaines espèces sont issues de milieux marins et d'autres ont même été signalées dans des milieux terrestres humides.

Les espèces marines peuvent vivre dans différentes conditions de salinité. En ce qui concerne la température, certaines espèces sont présentes dans les zones tempérées en été, elles sont tolérantes aux variations de température et peuvent même se développer dans des environnements avec des températures supérieures à 70 ° Celsius.

Comme ce sont principalement des eaux d'eau douce, ils tolèrent certains niveaux d'acidité, cependant il existe des espèces qui vivent également dans des environnements thermiques alcalins, c'est-à-dire des environnements chauds à pH élevé (basique).

Associations symbiotiques

Plusieurs espèces d'Anabaena ont été trouvées vivant dans des associations symbiotiques mutualistes avec des algues et des plantes phanérogamiques. Ils habitent le corps de leur hôte et fournissent de l'azote en échange d'une protection contre les prédateurs.

la reproduction

Ces cyanobactéries se reproduisent de manière asexuée, c'est-à-dire qu'elles ne nécessitent pas la présence de gamètes mâles ou femelles. Au lieu de cela, ils utilisent d'autres mécanismes de reproduction.

Chez Anabaena, la reproduction se fait par fragmentation; ces microorganismes forment des colonies de type filamenteux. La fragmentation se produit lorsqu'une section du filament (hormogonie) se détache du reste de la colonie.

À mesure que le détachement se produit, la plus petite partie qui a été fragmentée glissera ou flottera dans la colonne d'eau. Plus tard, il commencera à former sa propre colonie.

Nutrition

Le genre Anabaena est un taxon nutritionnel autotrophe, c'est-à-dire que ses représentants sont des organismes qui produisent leur propre nourriture à partir de composés ou d'éléments inorganiques. Anabaena a deux types de nutrition autotrophique:

Photosynthèse

La photosynthèse est un processus chimique qui se produit dans certains organismes tels que les plantes et certaines bactéries, dans lequel le dioxyde de carbone et l'eau forment des sucres en présence de lumière et de l'oxygène est libéré en tant que sous-produit.

Anabaena a des chloroplastes avec le pigment photosynthétique chlorophylle a, ce qui lui permet d'absorber l'énergie lumineuse et de la transformer.

Fixation de l'azote

De nombreuses bactéries sont des hétérotrophes fixateurs d'azote. Cependant, la plupart d'entre eux le font en l'absence de lumière du soleil et en cas d'anoxie ou de faibles concentrations d'oxygène.

Comme nous l'avons décrit précédemment, Anabaena est l'un des rares groupes à posséder des cellules spécialisées appelées hétérocystes. Celles-ci leur permettent de fixer l'azote atmosphérique en présence de lumière solaire et d'oxygène, et ainsi d'obtenir les nutriments nécessaires au développement de la colonie.

Hétérocystes chez les cyanobactéries du genre Anabaena. Tiré et édité de: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Toxicité

Le genre Anabaena est également connu pour présenter des espèces qui produisent des toxines. Lorsque les conditions de l'habitat sont favorables, une prolifération ou une floraison (Bloom) de ces espèces peut se produire.

Lors de ces efflorescences, l'eau devient un agent toxique très dangereux pour les organismes qui la boivent, en raison de la présence de cyanobactéries. Il est connu d'empoisonnement du bétail, des oiseaux, des poissons, des animaux domestiques et même des êtres humains pour cette cause.

Les espèces toxiques produisent une neurotoxine (par exemple, les anabazines) qui affecte le système nerveux central des organismes qui l'ingèrent. Cette toxine provoque une démence similaire à la maladie d'Alzheimer, des symptômes similaires à la maladie de Parkinson, entre autres.

Dans certains cas aigus, la mort des patients peut s'ensuivre. Il n'y a pas de remède connu pour cette toxine, le traitement est symptomatique.

Références

1. Anabaena. Récupéré de britannica.com
2. Anabaena. Demandé à wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014). L'inactivation de l'agmatinase exprimée dans les cellules végétatives modifie le catabolisme de l'arginine et empêche la croissance diazotrophique de la cyanobactérie hétérocyste Anabaena. Microbiologieopen.
4. Anabaena. Récupéré de bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Récupéré de wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Croissance comparée et composition biochimique de quatre souches de Nostoc et Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) par rapport au nitrate de sodium. Loi biologique colombienne.