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I misteriosi colori della Dunaliella salina: come fa questa alga a conferire il colore ai laghi salati?
Dunaliella salina è un'alga verde unicellulare particolarmente adatta a sopravvivere in ambienti estremamente salati, come laghi salati e stagni di evaporazione del sale. Questa alga è nota per la sua capacità di produrre grandi quantità di carotenoidi e possiede attività antiossidante. È un membro importante dei maggiori produttori mondiali in ambienti estremamente salini ed è ampiamente utilizzato anche nei cosmetici e negli integratori alimentari.
Storia
Dunaliella salina fu nominata nel 1838 da Emanoil C. Teodoresco dalla Romania, e l'alga fu segnalata scientificamente per la prima volta da Michel Felix Dunal in stagni di evaporazione del sale in Francia. Originariamente chiamò la creatura Haematococcus salinus e Protococcus. Nel 1905 Teodoresco, insieme a Clara Hamburger di Heidelberg, Germania, descrisse completamente l'organismo come un genere e una specie nuovi e indipendenti. Da quando Teodoresco pubblicò per primo i risultati della sua ricerca, è generalmente considerato il primo a contribuire a questa classificazione.
Habitat
In un ambiente con concentrazioni di sale così elevate, solo una manciata di organismi può sopravvivere. La ragione per cui la D. salina è riuscita a sopravvivere fino a questo punto è che ha un'alta concentrazione di beta-carotene per proteggersi dalla luce forte, pur mantenendo un'alta concentrazione di glicerolo per resistere alla pressione osmotica. Molte persone credono che il colore dei laghi rosa derivi dall'influenza di queste alghe, poiché si trovano in molti laghi rosa e i materiali al loro interno appaiono in una varietà di tonalità rosa. Tuttavia, una ricerca condotta dal 2015 nel lago Hillier, in Australia, ha rivelato la presenza di diverse specie di batteri alofiti e archaea nel lago, quasi tutti contenenti anche alcuni pigmenti rosa, rossi o color salmone.
Caratteristiche morfologiche
Le specie del genere Dunaliella sono morfologicamente simili a Chlamydomonas reinhardtii, con la differenza principale che Dunaliella è priva di pareti cellulari e vacuoli contrattili. Questa alga ha due flagelli di uguale lunghezza e un cloroplasto a forma di coppa che solitamente contiene un citoplasma centrale. I suoi cloroplasti possono immagazzinare una grande quantità di β-carotene, facendo apparire le alghe rosso-arancio. Il beta-carotene sembra proteggere l'organismo dagli effetti delle radiazioni UV a lungo termine. La forma e la simmetria di D. salina variano a seconda del suo ambiente. Privo di parete cellulare rigida, questo organismo è particolarmente sensibile alla pressione osmotica. Il glicerolo serve come mezzo per mantenere l'equilibrio osmotico e l'attività enzimatica. D. salina è in grado di trattenere elevate concentrazioni di glicerolo mantenendo una membrana cellulare a bassa permeabilità e sintetizzare grandi quantità di glicerolo dall'amido quando le concentrazioni di sale esterne sono elevate, motivo per cui è in grado di prosperare in ambienti estremamente salini. uno.
Riproduzione e ciclo di vita
D. salina può riprodursi asessualmente attraverso la divisione delle cellule vegetali mobili, oppure riprodursi sessualmente attraverso la fusione di due gameti uguali per formare un unico zigote. Sebbene D. salina sia in grado di tollerare ambienti salini, gli studi hanno dimostrato che la sua attività riproduttiva sessuale è significativamente ridotta ad alte concentrazioni di sale (> 10%) ed è stimolata a basse concentrazioni di sale. La riproduzione sessuale inizia quando due flagelli di D. salina entrano in contatto, seguito dalla fusione dei due gameti per formare uno zigote. Gli zigoti di D. salina sono estremamente resistenti e possono sopravvivere sia in acqua dolce che in ambienti secchi. Dopo la germinazione, lo zigote può rilasciare fino a 32 cellule figlie aploidi.
Uso commerciale
D. salina è uno dei maggiori produttori in ambienti ipersalini a livello mondiale.
β-carotene
Dalla creazione del primo impianto di coltivazione di D. salina nell'Unione Sovietica nel 1966, la coltivazione commerciale di D. salina per la produzione di β-carotene è diventata un caso di successo dell'alobiotecnologia. Vengono utilizzate diverse tecniche che vanno dalla coltivazione a bassa tecnologia in tutta la laguna alla coltivazione controllata con precisione ad alta densità cellulare.
Antiossidanti e integratori alimentari
Grazie al suo ricco contenuto di beta-carotene, la D. salina è un popolare integratore alimentare di provitamina A e additivo cosmetico. Inoltre, la D. salina può essere una fonte di vitamina B12.
Glicerina
Sono state effettuate esplorazioni per sfruttare l'elevata concentrazione di glicerolo accumulata da D. salina per la produzione commerciale. Sebbene sia tecnicamente possibile produrre glicerolo dalla D. salina, la fattibilità economica è bassa e attualmente non esistono operazioni biotecnologiche per utilizzare questa alga per la produzione di glicerolo.
Quest'alga vibrante non ha solo attirato l'attenzione della comunità scientifica, ma ha attirato anche l'interesse dell'industria. Di fronte al suo ampio potenziale applicativo, in che modo la Dunaliella salina influenzerà le nostre vite e il nostro ambiente in futuro?
