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Leben versteckt in der supersalzigen Umgebung: Wissen Sie, wie erstaunlich „The Tenacious Dunaliella salina“ ist
In extremen Umgebungen ist die Vitalität der Lebewesen geradezu erstaunlich. Heute werden wir einen interessanten Mikroorganismus namens „Tough Dunaliella salina“ erforschen, eine einzellige Grünalge, die in hypersalinen Umgebungen wächst und häufig in Salzseen und Salzverdunstungsteichen vorkommt. Diese winzigen Organismen dominieren nicht nur die Primärproduktion in extremen Umgebungen, sondern sind wegen ihrer antioxidativen Eigenschaften auch in Nutrazeutika und Kosmetika beliebt.
Verlauf
Dunaliella salina wurde von Emanoil C. Teodoresco aus Rumänien benannt und geht auf das Jahr 1838 zurück, als Michel Felix Dunal aus Frankreich diesen Organismus erstmals entdeckte.
Zuerst nannte Dunal es Haematococcus salinus und Protococcus, und später im Jahr 1905 wurde es von Teodoresco und Clara Hamburger aus Deutschland vollständig beschrieben und gleichzeitig als völlig neue Gattung klassifiziert. Obwohl beide gleichzeitig Forschungsergebnisse veröffentlichten, wird Teodoresco normalerweise als Begründer dieser Klassifikation angesehen, da er sie früher veröffentlichte.
Lebensraum
Das Lebensumfeld der Duna-Cyanobakterien ist äußerst rau und die extrem hohe Salzkonzentration macht das Überleben vieler Organismen unmöglich. Das Geheimnis des Überlebens von D. salina liegt in der hohen Konzentration von Beta-Carotin in seinem Körper, um starkem Licht zu widerstehen, und Glycerin, um den Auswirkungen des osmotischen Drucks zu widerstehen. Dies macht sie zu einer hervorragenden Wahl für die kommerzielle Produktion von Beta-Carotin.
Es wurde lange angenommen, dass das leuchtend rosa Seewasser durch diese Algen verursacht wird. Eine Studie aus dem Jahr 2015 am Chulia-See in Australien ergab jedoch, dass die Farbe dieser Seen auf das Vorhandensein mehrerer Arten von halophytischen Bakterien und Archaeen zurückzuführen ist.
Form und Eigenschaften
Arten der Gattung Dunaliella ähneln Chlamydomonas reinhardtii morphologisch, der größte Unterschied besteht darin, dass ihnen Zellwände und kontraktile Vakuolen fehlen. D. salina hat zwei gleich lange Flagellen und einen becherförmigen Chloroplasten. Der Chloroplasten enthält oft einen zentralen Pastenkörper, der eine große Menge an β-Carotin speichern kann, wodurch er orangerot wird.
Das Vorhandensein von Beta-Carotin schützt D. salina nicht nur vor langfristiger UV-Strahlung, sondern ermöglicht ihm auch das Überleben in Umgebungen mit extrem hohem osmotischem Druck.
Die Form und Symmetrie von D. salina ändert sich mit den Umweltbedingungen. Dieser Art fehlt eine starre Zellwand und sie ist daher relativ anfällig für osmotischen Stress. In der salzhaltigen Umgebung, in der es existiert, ist Glycerin eine Schlüsselkomponente für die Aufrechterhaltung des osmotischen Gleichgewichts und der Enzymaktivität.
Reproduktion und Lebenszyklus
D. salina kann sich ungeschlechtlich durch bewegliche vegetative Zellen oder sexuell durch die Verschmelzung zweier gleich langer Gameten zu einer starken Zygote vermehren. Untersuchungen zufolge nimmt die sexuelle Fortpflanzung von D. salina deutlich ab, wenn die Salzkonzentration 10 % übersteigt, wird jedoch bei niedrigeren Salzkonzentrationen induziert. Die sexuelle Fortpflanzung beginnt, wenn zwei Flagellen in Kontakt kommen. Anschließend keimt die Zygote und setzt bis zu 32 haploide Tochterzellen frei.
Kommerzielle Nutzung
D. Salina ist der Haupttreiber der Primärproduktion in hypersalinen Umgebungen auf der ganzen Welt und seine Produkte werden in zahlreichen Branchen eingesetzt.
β-Carotin
Seit der Etablierung der ersten D. salina-Kultur in der Sowjetunion im Jahr 1966, die zur Produktion von β-Carotin führte, ist der weltweite kommerzielle Anbau dieser Alge zu einer Erfolgsgeschichte der Halobiotechnologie geworden. Es sind verschiedene Technologien entstanden, die vom Low-Tech-Massenanbau bis zum Feinanbau mit hoher Dichte reichen.
Antioxidantien und Nahrungsergänzungsmittel
Aufgrund seines hohen Beta-Carotin-Gehalts ist D. salina ein beliebtes Pro-Vitamin-A-Nahrungsergänzungsmittel und kosmetischer Zusatzstoff. Wahrscheinlicher ist, dass es sich um eine Vitamin-B12-Quelle handelt.
Glycerin
Es gibt derzeit auch Versuche, in D. salina gespeichertes hochkonzentriertes Glycerin für die kommerzielle Produktion zu entwickeln. Die Ausbeute ist zwar technisch machbar, allerdings gibt es aufgrund der geringen Wirtschaftlichkeit derzeit keine biotechnologischen Verfahren zur Glycerinproduktion aus Algen.
Schlussfolgerung
Die zähe Dunaliella salina ist zweifellos eine Kreatur, die unter extremen Bedingungen gedeiht, und ihre Art zu überleben und sich zu vermehren ist voller Leben, was sie zu einer potenziellen Ressource für die kommerzielle Nutzung macht. In solch einem herausfordernden Umfeld hat uns D. salina viel Inspiration gegeben. Ist die kontinuierliche Weiterentwicklung des Lebens unter diesen extremen Bedingungen nicht nur eine Überlebensfähigkeit, sondern ein tiefgreifendes Verständnis der Natur des Lebens?
