Language
Country/Area
No result found
Загадочные цвета Dunaliella salina: как эти водоросли придают соленым озерам такой цвет?
Dunaliella salina — одноклеточная зеленая водоросль, которая особенно приспособлена к жизни в чрезвычайно соленых средах, таких как соляные озера и соляные испарительные пруды. Эта водоросль известна своей способностью вырабатывать большое количество каротиноидов и обладает антиоксидантной активностью. Он является основным источником экстремально соленой среды по всему миру, а также широко используется в косметике и пищевых добавках.
История
Dunaliella salina была названа в 1838 году Эманойлом К. Теодореско из Румынии, а впервые об этой водоросли с научной точки зрения сообщил Мишель Феликс Дуналь в соляных испарительных прудах во Франции. Первоначально он назвал организм Haematococcus salinus и Protococcus. В 1905 году Теодореско и Клара Хамбургер из Гейдельберга (Германия) полностью описали этот организм как новый род и вид. Поскольку Теодореско был первым, кто опубликовал результаты своих исследований, его обычно считают первооткрывателем этой классификации.
Среда обитания
В среде с такой высокой концентрацией соли выжить может лишь горстка организмов. D. salina смогла выжить до сих пор, поскольку в ней содержится высокая концентрация бета-каротина, защищающего ее от яркого света, а также высокая концентрация глицерина, который противостоит осмотическому давлению. Многие считают, что цвет розовых озер обусловлен влиянием этих водорослей, поскольку их можно найти во многих розовых озерах, а содержащиеся в них вещества имеют различные оттенки розового цвета. Однако исследования, проводимые в озере Хиллер (Австралия) с 2015 года, выявили наличие в озере нескольких видов галотрофных бактерий и архей, почти все из которых также содержат пигменты розового, красного или лососевого цвета.
Морфологические характеристики
Виды рода Dunaliella морфологически схожи с Chlamydomonas reinhardtii, главное отличие состоит в том, что у Dunaliella отсутствуют клеточная стенка и сократительные вакуоли. Эта водоросль имеет два жгутика одинаковой длины и чашевидный хлоропласт, который обычно содержит центральную цитоплазму. Ее хлоропласты могут хранить большое количество β-каротина, что придает водорослям оранжево-красный цвет. Бета-каротин, по-видимому, защищает организм от воздействия длительного ультрафиолетового излучения. Форма и симметрия D. salina различаются в зависимости от среды обитания. Из-за отсутствия жесткой клеточной стенки этот организм особенно чувствителен к осмотическому давлению. Глицерин служит средством поддержания осмотического баланса и активности ферментов. D. salina способна удерживать высокие концентрации глицерина, поддерживая низкую проницаемость клеточной мембраны, и синтезировать большие количества глицерина из крахмала, когда внешние концентрации соли высоки, что является одной из причин, по которой она может процветать в средах с чрезвычайно высокой соленостью. один .
Размножение и жизненный цикл
D. salina может размножаться бесполым путем путем деления подвижных растительных клеток или половым путем путем слияния двух равных гамет с образованием одной зиготы. Хотя D. salina может переносить соленую среду, исследования показали, что ее половая репродуктивная активность значительно снижается при высоких концентрациях соли (>10%) и стимулируется при низких концентрациях соли. Половое размножение начинается, когда жгутики двух D. salina соприкасаются, после чего происходит слияние двух гамет в зиготу. Зиготы D. salina чрезвычайно выносливы и способны выживать как в пресноводной, так и в засушливой среде. После прорастания зигота может выпустить до 32 гаплоидных дочерних клеток.
Коммерческое использование
D. salina является одним из основных производителей в чрезвычайно соленых средах по всему миру.
β-каротин
С момента создания в 1966 году первого завода по выращиванию D. salina в Советском Союзе коммерческое выращивание D. salina для производства β-каротина стало успешным примером галобиотехнологии. Используются различные методы: от низкотехнологичного экстенсивного культивирования в лагунах до точно контролируемого культивирования при высокой плотности клеток.
Антиоксиданты и пищевые добавки
Благодаря высокому содержанию бета-каротина D. salina является популярной пищевой добавкой-провитамином А и косметической добавкой. Кроме того, D. salina может быть источником витамина B12.
Глицерин
Были предприняты попытки использовать высокие концентрации глицерина, накопленные D. salina, для коммерческого производства. Хотя технически возможно производить глицерин из D. salina, экономическая целесообразность этого низкая, и в настоящее время не существует биотехнологических операций по производству глицерина из этой водоросли.
Эти яркие водоросли привлекли внимание не только научного сообщества, но и интерес промышленности. Учитывая широкий спектр потенциального применения Dunaliella salina, как она повлияет на нашу жизнь и окружающую среду в будущем?
