¿Qué es Anabaena?
Anabaena es un género de cianobacterias fotosintéticas procariotas, es decir, unicelulares, sin núcleo definido, con material genético, pero disperso en el citoplasma. Son organismos planctónicos de aguas someras, con formas de barril y pueden llegar a formar colonias.
Las cianobacterias, incluidas Anabaena, son también llamadas algas verde-azules, aunque no están relacionas con el reino Plantae. Son llamadas así, además de por su coloración, por la capacidad de algunas especies de fijar nitrógeno y otras por presentar clorofila y hacer fotosíntesis.
Las Anabaenas son objeto de mucha atención científica, ya que son uno de los pocos grupos de cianobacterias que pueden fijar nitrógeno atmosférico, lo que las han hecho de particular interés en estudios genómicos, evolutivos, bioquímicos o farmacéuticos, entre muchos otros.
Características de la Anabaena
- Son organismos procariotas. Presentan una pared celular de peptidoglucano, de estructura muy parecida a la de aquellas bacterias que reaccionan negativamente a la tinción de Gram (gramnegativas).
- Generalmente, miden unos 2 a 10 micrómetros, aunque algunas especies pueden llegar a medir hasta 20 micrómetros. Hay especies de vida libre y la mayoría son filamentosas (con tricomas no ramificados).
- Presentan clorofila a, por lo que pueden realizar fotosíntesis. Las filamentosas tienen células especializadas llamadas heterocistos que perdieron la capacidad de hacer fotosíntesis, pero, en cambio, les permiten fijar nitrógeno atmosférico con la ayuda de una enzima llamada nitrogenasa.
- Las células heterocísticas se forman dentro del filamento y/o en zonas terminales de este. Por razones fisiológicas y químicas, estas células forman una membrana celular más gruesa que la de las otras células de la colonia.
- La función de esta membrana es crear un microambiente anaeróbico y así poder realizar la captación y fijación del nitrógeno atmosférico, ya que la enzima nitrogenasa se inactiva en presencia de oxígeno.
- Las anabaenas, al igual que otras cianobacterias que tienen heterocistos, pueden efectuar procesos de fijación de nitrógeno en ausencia o presencia de luz. Iincluso cuando son cultivadas en ausencia de nitrógeno, estas captan dióxido de carbono y hacen fotosíntesis.
- Algunas especies generan bloom o floraciones, otras tienen capacidad de producir bioluminiscencia y ciertas especies pueden llegar a ser tóxicas.
Taxonomía y filogenia
Anabaena pertenece al dominio Bacteria, propuesto por Carl Woese en 1990. Este dominio, según Woese, es un grupo hermano de Archea (otro grupo de procariotas más relacionados con los eucariotas) y Eukarya (organismos eucariotas).
Están dentro del reino Bacteria y el filo Cyanobacteria. El ordenamiento taxonómico de las cianobacterias está sujeto a controversias actualmente, su clasificación es bastante compleja y los científicos no están del todo de acuerdo con los arreglos taxonómicos actuales.
Sin embargo, dentro del grupo de las cianobacterias hay cierta aceptación científica sobre las relaciones filogenéticas que existen entre los órdenes Nostocales y Estigonematales, ambos grupos con células heterocísticas típicas de los géneros Anabaena, Nostoc y Cylindrospermum.
Algunos estudios filogenéticos revelan que dentro de las Nostocales, los géneros Anabaena y Nostoc están más relacionadas entre sí que con Cylindrospermum. En la actualidad se han descrito más de 170 especies del género Anabaena.
Hábitat
Son organismos comunes habitando cuerpos de agua dulce de poca profundidad, algunas especies son de ambientes marinos e incluso otras han sido reportadas en ambientes terrestres húmedos.
Las especies marinas pueden vivir en diferentes condiciones de salinidad. Respecto a la temperatura, ciertas especies están presentes en zonas templadas en épocas de verano, son tolerantes a variaciones de temperatura e incluso pueden llegar a desarrollarse en ambientes con temperaturas de más de 70 °C.
Al ser principalmente de aguas dulceacuícolas toleran ciertos niveles de acidez, sin embargo, existen especies que también habitan en ambientes termales alcalinos, es decir, ambientes cálidos y con elevado pH (básico).
Asociaciones simbióticas
Varias especies de Anabaena han sido halladas viviendo en asociaciones simbióticas mutualistas con algas y plantas fanerógamas. Estas habitan dentro del cuerpo de su hospedero y le proveen de nitrógeno a cambio de protección contra los depredadores.
Reproducción
Estas cianobacterias se reproducen de forma asexual, es decir, que no requieren para ello de la presencia de gametos masculinos o femeninos. Emplean otros mecanismos reproductivos.
En Anabaena la reproducción ocurre por fragmentación. Estos microorganismos forman colonias de tipo filamentosas. La fragmentación ocurre cuando una sección del filamento (hormogonia) se desprende del resto de la colonia.
Al ocurrir el desprendimiento, la parte más pequeña que se fragmentó se deslizará o flotará en la columna de agua. Posteriormente, comenzará a formar su propia colonia.
Nutrición
El género Anabaena es un taxón de nutrición autótrofa, es decir, que sus representantes son organismos que producen su propio alimento a partir de compuestos o elementos inorgánicos. Las Anabaena tienen dos tipos de nutrición autótrofa:
Fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso químico que ocurre en algunos organismos como plantas y algunas bacterias, en el que el dióxido de carbono y el agua forman azúcares en presencia de luz y se libera oxígeno como un producto derivado.
Anabaena presenta cloroplastos con el pigmento fotosintético clorofila a, que es el que le permite absorber la energía lumínica y transformarla.
Fijación de nitrógeno
Muchas bacterias son heterótrofas fijadoras de nitrógeno. Sin embargo, la mayoría de estas lo realizan en ausencia de luz solar y en anoxia, o bajas concentraciones de oxígeno.
Como ya hemos descrito anteriormente, Anabaena es uno de los pocos grupos que presentan células especializadas llamadas heterocistos. Estos les permiten fijar nitrógeno atmosférico en presencia de luz solar y oxígeno, y así obtener los nutrientes necesarios para el desarrollo de la colonia.
Toxicidad
El género Anabaena también es conocido por presentar especies que producen toxinas. Cuando las condiciones del hábitat son propicias, puede ocurrir una proliferación o floración (bloom) de estas especies.
Durante estas floraciones, el agua se convierte en un agente tóxico muy peligroso para los organismos que la beben, por la presencia de las cianobacterias. Se conoce de intoxicaciones del ganado vacuno, aves, peces, mascotas e incluso seres humanos por esta causa.
Las especies tóxicas producen una neurotoxina (ejemplo, anabacinas) que afecta el sistema nervioso central de los organismos que la ingieren. Esta toxina provoca en seres humanos demencia parecida al Alzheimer, síntomas parecidos al mal de Parkinson, entre otros.
En algunos casos agudos, puede sobrevenir la muerte de los pacientes. No hay cura conocida para esta toxina, el tratamiento es sintomático.
Referencias
- Anabaena. Recuperado de britannica.com.
- Anabaena. Recuperado de bioweb.uwlax.edu.