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두날리엘라 살리나의 신비한 색상: 이 조류가 어떻게 소금 호수에 색깔을 주었을까?
두날리엘라 살리나(Dunaliella salina)는 소금 호수나 소금 증발 연못과 같이 극도로 염분이 많은 환경에서 사는 데 특히 적응된 단세포 녹조류입니다. 이 조류는 다량의 카로티노이드를 생산하는 능력과 항산화 활성이 있는 것으로 알려져 있습니다. 전 세계적으로 극한의 염분 환경을 유발하는 주요 생산지이며, 화장품과 건강보조식품에도 널리 사용됩니다.
역사
두날리엘라 살리나(Dunaliella salina)는 1838년 루마니아의 에마노일 C. 테오도레스코(Emanoil C. Teodoresco)가 명명하였고, 이 조류는 미셸 펠릭스 두날(Michel Felix Dunal)이 프랑스의 소금 증발 연못에서 처음으로 과학적으로 보고했습니다. 그는 처음에 이 유기체를 Haematococcus salinus와 Protococcus라고 명명했습니다. 1905년에 독일 하이델베르크의 테오도레스코와 클라라 함부르크는 이 생물을 새로운 속과 종으로 완전히 기술했습니다. 테오도레스코가 자신의 연구 결과를 처음으로 발표했기 때문에, 그는 일반적으로 이 분류에 최초로 기여한 사람으로 여겨진다.
서식지
이렇게 염분 농도가 높은 환경에서는 소수의 유기체만이 생존할 수 있습니다. D. salina가 지금까지 살아남을 수 있었던 것은 강한 빛으로부터 자신을 보호할 베타카로틴 농도가 높고, 삼투압에 저항할 글리세롤 농도가 높았기 때문입니다. 많은 사람들은 분홍색 호수의 색깔이 이 조류의 영향으로 인한 것이라고 믿습니다. 분홍색 호수에는 이 조류가 많이 있으며, 그 안에 있는 물질은 다양한 분홍색 음영을 띠고 있기 때문입니다. 그러나 2015년부터 호주의 힐리어 호수에서 진행된 연구에 따르면 호수에서 여러 종의 호염영양세균과 고균이 존재하며, 이들 거의 대부분이 분홍색, 빨간색 또는 연어색 색소를 함유하고 있음이 밝혀졌습니다.
형태학적 특징
Dunaliella 속의 종은 형태적으로 Chlamydomonas reinhardtii와 유사하며, 주요 차이점은 Dunaliella에는 세포벽과 수축포가 없다는 것입니다. 이 조류는 길이가 같은 두 개의 편모와 보통 중앙에 세포질을 포함한 컵 모양의 엽록체를 가지고 있습니다. 엽록체는 많은 양의 β-카로틴을 저장할 수 있어서 조류가 주황색을 띤 붉은색으로 보입니다. 베타카로틴은 장기간 자외선의 영향으로부터 유기체를 보호하는 것으로 보입니다. D. salina의 모양과 대칭성은 환경에 따라 달라집니다. 이 생물체는 단단한 세포벽이 없기 때문에 삼투압에 특히 민감합니다. 글리세롤은 삼투압 균형과 효소 활동을 유지하는 수단으로 작용합니다. D. salina는 낮은 투과성 세포막을 유지함으로써 높은 농도의 글리세롤을 유지할 수 있으며 외부 염 농도가 높을 때 전분으로부터 대량의 글리세롤을 합성할 수 있습니다. 이는 극도로 높은 염도 환경에서 번성할 수 있는 이유 중 하나입니다. .
생식과 생명주기
D. salina는 운동성 식물 세포 분열을 통한 무성생식을 하거나, 두 개의 동등한 생식세포가 융합하여 하나의 접합자를 형성하는 유성생식을 할 수 있습니다. D. salina는 염분이 많은 환경을 견딜 수 있지만, 연구에 따르면 염분이 높은 곳(>10%)에서는 성적 생식 활동이 현저히 감소하고 염분이 낮은 곳에서는 자극을 받는다고 합니다. 유성생식은 두 개의 D. salina의 편모가 접촉하면서 시작되고, 그 후 두 생식세포가 융합하여 접합자를 형성합니다. D. salina의 접합자는 매우 강건하여 담수와 건조한 환경 모두에서 생존할 수 있습니다. 발아 후 접합자는 최대 32개의 단배수체 딸세포를 방출할 수 있습니다.
상업적 이용
D. salina는 전 세계적으로 극도로 염분이 높은 환경에서 주요 생산자 중 하나입니다.
β-카로틴
1966년 소련에 최초의 D. salina 재배 공장이 설립된 이래로 β-카로틴 생산을 위한 D. salina의 상업적 재배는 할로바이오테크놀로지의 성공적인 사례가 되었습니다. 저기술의 광대한 석호 배양부터 정밀하게 조절된 고세포 밀도 배양까지 다양한 기술이 사용됩니다.
산화방지제와 영양 보충제
D. salina는 베타카로틴 함량이 높아서 인기 있는 프로비타민 A 식품 보충제이자 화장품 첨가제입니다. 또한 D. salina는 비타민 B12의 공급원이 될 수도 있습니다.
글리세린
D. salina가 축적한 고농도의 글리세롤을 상업적 생산에 활용하려는 시도가 있었습니다. 기술적으로 D. salina에서 글리세롤을 생산하는 것이 가능하지만 경제적 타당성이 낮고 현재 이 조류에서 글리세롤을 생산하는 생명공학 기술은 없습니다.
이 활기찬 조류는 과학계의 주목을 받았을 뿐만 아니라, 업계의 관심도 끌었습니다. 다양한 분야에 적용될 수 있는 잠재력을 고려할 때, Dunaliella salina는 앞으로 우리의 삶과 환경에 어떤 영향을 미칠까요?
