Afanizomenon

El género se define por su morfología. Las mejoras en la clasificación según la filogenia molecular han provocado que muchas especies comúnmente mencionadas queden fuera de este género.

Cires et al. (2016) afirma que el Aphanizomenon moderno es un "grupo bien definido de ocho morfoespecies". ^{[ 5 ]}

Aphanizomenon flos-aquae (probablemente todo el Aphanizomenon moderno ) está incluido cladísticamente en Dolichospermum , pero no se trasladó al género. Dolichospermum flos-aquae se refiere a una especie diferente. Wacklin et al. (2009) argumentan que la parafilia de Dolichospermum es aceptable siempre que los otros géneros dentro del clado tengan características morfológicas únicas y distintivas. ^{[ 6 ]}

Aphanizomenon gracile se considera filogenéticamente diferente (16S cercano a Anabaena flos-aquae , Anabaena lemmermannii , ambas en Dolichospermum desde Wacklin et al. (2009)), pero aún no se le ha cambiado el nombre formalmente en Cires et al. (2016). ^{[ 5 ]} GTDB lo asigna algorítmicamente como Dolichospermum gracile . ^{[ 7 ]}

Muchas de las morfoespecies secuenciadas en Anabaena , Dolichospermum y Aphanizomenon (clado ADA) no son monofiléticas. Se está trabajando en la secuenciación de más genomas de estos géneros para producir una clasificación de especies basada en la ramificación genética. Aphanizomenon flos-aquae específicamente se agrupa mayoritariamente en un clado-especie, con una minoría de secuencias que se agrupan en otro. ^{[ 8 ]}

Aphanizomenon puede volverse dominante en un cuerpo de agua en parte debido a su capacidad de inducir la limitación de fosfato en otros fitoplancton, al tiempo que aumenta la disponibilidad de fosfato para sí mismo mediante la liberación de cilindrospermopsina . ^{[ 9 ]} La cilindrospermopsina hace que otros fitoplancton aumenten su actividad de fosfatasa alcalina , lo que aumenta la disponibilidad de fosfato inorgánico en el agua para Aphanizomenon durante los períodos en que el fosfato se vuelve limitante.

Todas las especies del filo de las cianobacterias pueden realizar la fotosíntesis. Utilizan un sistema fotosintético similar al de las plantas, empleando dos fotosistemas, lo que se conoce como esquema Z. Esto difiere de otras bacterias fotosintéticas que solo utilizan un fotosistema y carecen de tilacoides. Las especies de cianobacterias como Aphanizomenon también utilizan oxígeno como aceptor final de electrones en la cadena de transporte de electrones , lo que también las diferencia de otras bacterias fotosintéticas, que realizan un tipo de fotosíntesis denominada fotosíntesis anoxigénica . ^{[ 10 ]}

Las Aphanizomenon son un tipo especial de cianobacterias llamadas heterocistos , capaces de producir nitrógeno biológicamente útil ( amonio ) mediante el proceso de fijación de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.

Una gran proporción (entre el 35 y el 50%) del nitrógeno fijado puede liberarse en el agua circundante, proporcionando una fuente importante de nitrógeno biológicamente disponible para el ecosistema. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Dado que Aphanizomenon es una de las pocas especies de bacterias que pueden realizar la fijación de nitrógeno, otras especies bacterianas que utilizan iones de nitrógeno como reactivo comenzarán a depender de esta especie como fuente de nitrógeno utilizable. Esto provocará la formación de una floración bacteriana, una condición bajo la cual el número de colonias bacterianas en un área aumentará repentinamente. ^{[ 13 ]}

Aphanizomenon puede producir floraciones de algas al generar nitrógeno utilizable, lo que provoca que otras especies bacterianas formen colonias a su alrededor. Las floraciones de algas formadas por especies de Aphanizomenon tienden a ser muy tóxicas y generan diversas toxinas. Estas floraciones también pueden crear zonas muertas en el agua. Esto resulta perjudicial para el ecosistema, ya que puede dañar a muchas de las plantas y animales que viven en la zona. ^{[ 14 ]}

Las especies de Aphanizomenon pueden producir cianotoxinas, incluyendo cilindrospermospina (CYN), lipopolisacáridos (LPS), anatoxina-a , saxitoxina y BMAA . ^{[ 15 ] [ 16 ]} Aunque no todas las especies de Aphanizomenon producen cianotoxinas, muchas sí lo hacen. Las CYN son una toxina especialmente tóxica para el hígado y los riñones, y se cree que inhiben la síntesis de proteínas. Los LPS se encuentran en la membrana celular de las bacterias gramnegativas y se liberan cuando la membrana celular se degrada. La liberación de LPS en animales puede causar una respuesta inmune severa, lo que los hace muy tóxicos para ellos. La anatoxina-a es un tipo de anatoxina que normalmente se libera durante las floraciones de algas en los lagos, causando la exposición de los animales que se encuentran cerca. La anatoxina-a es tóxica para los nervios de los animales y es muy letal para los humanos, con una dosis letal que se cree que es menor a 5  mg. ^{[ 17 ]} De forma similar a la anatoxina-a, las BMAA son otro tipo de neurotoxina que permanece en los animales durante más tiempo que la anatoxina-a. Seguirá afectando a los animales incluso después de que la floración de algas haya disminuido. Por último, las saxitoxinas son otro tipo de neurotoxina que se sabe que libera una especie de Aphanizomenon. Interrumpe las transmisiones nerviosas hacia y desde el cerebro, lo que la hace muy tóxica. ^{[ 18 ]}

Aphanizomenon puede formar grandes colonias como defensa contra el pastoreo de herbívoros, especialmente Daphnia en agua dulce. ^{[ 19 ]}