Αναβαίνη

Η αναβαίνη (Anabaena) είναι γένος νηματωδών κυανοβακτηρίων (κυανοφυκών), που υπάρχουν στην κατάσταση του πλαγκτού στη θάλασσα, αλλά και σε σώματα γλυκού νερού. Το γένος ανήκει στην οικογένεια νοστοκώδη (Nostocaceae) και περιλαμβάνει 46 είδη. Είναι μονοκύτταροι μικροσκοπικοί οργανισμοί που τείνουν να ενώνονται, σχηματίζοντας λεπτά νήματα.

Οι αναβαίνες είναι γνωστές για την ικανότητά τους να δεσμεύουν το άζωτο, και συνάπτουν συμβιωτικές σχέσεις με ορισμένα φυτά, όπως την αζόλλη (υδρόβια φτέρη). Είναι το ένα από τα 4 γένη κυανοβακτηρίων που παράγουν νευροτοξίνες, οι οποίες είναι επιβλαβείς για την τοπική πανίδα, όπως τα ψάρια, αλλά και για οικόσιτα ζώα. Η παραγωγή αυτών των δηλητηρίων συμπεραίνεται ότι αποτελεί προσφορά στις συμβιωτικές σχέσεις των αναβαινών, καθώς προστατεύει το φυτό από την υπερβόσκηση.

Το 1999 άρχισε ένα πρόγραμμα για τη χαρτογράφηση του DNA της αναβαίνης, το οποίο χαρτογράφησε τελικώς ολόκληρο το γονιδίωμα του οργανισμού, μήκους 7,2 εκατομμυρίων ζευγών βάσεων. Η μελέτη, για πρακτικούς λόγους, εστίασε την προσοχή της στις ετεροκύστεις, οι οποίες μετατρέπουν άζωτο σε αμμωνία. Μερικά είδη αναβαίνης έχουν χρησιμοποιηθεί σε ορυζώνες, αποδειχθέντα αποτελεσματικό φυσικό λίπασμα.

Η δέσμευση αζώτου από την αναβαίνη
Υπό συνθήκες ελλείψεως αζώτου, κάποια κύτταρα διαφοροποιούνται σε ετεροκύστεις κατά ημικανονικά διαστήματα στο μήκος των νημάτων. Τα κύτταρα-ετεροκύστεις είναι οριακά εξειδικευμένα για δέσμευση του μοριακού αζώτου από τον αέρα ή το νερό. Το εσωτερικό των κυττάρων αυτών είναι μικροόξινο, ως αποτέλεσμα της αυξημένης αναπνοής, της αδρανοποιήσεως του φωτοσυστήματος παραγωγής οξυγόνου (PS) II, και του σχηματισμού ενός παχέος θυλάκου εξωτερικά του κυτταρικού τοιχώματος. Το ένζυμο νιτρογενάση, που βρίσκεται σε ξεχωριστό μέρος μέσα στις ετεροκύστεις, μετατρέπει (ανάγει) το μοριακό άζωτο σε αμμώνιο με δαπάνη ATP και αναγωγικών μέσων (αμφότερα προϊόντα του μεταβολισμού υδατανθράκων, μία διαδικασία που με την παρουσία φωτός συμπληρώνεται από τη δράση του φωτοσυστήματος PS I. Οι υδατάνθρακες αυτοί συντίθενται στα κύτταρα του συμβιωτικού φυτού και απορροφώνται από τις ετεροκύστεις. Σε ανταπόδοση, το δεσμευμένο άζωτο από τις ετεροκύστεις μεταφέρεται στα φυτικά κύτταρα, και μάλιστα με τη μορφή έτοιμων αμινοξέων, τουλάχιστον μερικώς.

Από την αναβαίνη στην ανθρώπινη όραση
Η αναβαίνη αποτελεί πρότυπο οργανισμό για τη μελέτη της εξελίξεως της οράσεως. Η διαδικασία κατά την οποία το φως (φωτόνια) αλλάζει το σχήμα μορίων στον αμφιβληστροειδή, προκαλώντας έτσι τις κυτταρικές αντιδράσεις και σήματα που προκαλούν την αίσθηση της οράσεως στα σπονδυλωτά, επομένως και στον άνθρωπο, μελετάται στην αναβαίνη. Η αισθητηριακή ροδοψίνη της αναβαίνης, μία εξειδικευμένη φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη της μεμβράνης διαδραματίζει κεντρικό ρόλο σε αυτή την έρευνα.

Παραπομπές

Βιβλιογραφία-πηγές

 Eduardo Romero-Vivas, Fernando Daniel Von Borstel, Claudia Perez-Estrada, Darla Torres-Ariño, Francisco Juan Villa-Medina, Joaquin Gutierrez (2015): On-water remote monitoring robotic system for estimating patch coverage of Anabaena sp. filaments in shallow water, Environ. Sci.: Processes Impacts 04/2015; DOI:10.1039/C5EM00097A
 Το ομώνυμο λήμμα στη Νέα Ελληνική Εγκυκλοπαίδεια «Χάρη-Πάτση», τόμος 5, σελ. 270.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι
 Η αναβαίνη στην AlgaeBase

Αναβαινη