在极端环境中,生物的生命力几乎让人惊叹。今天,我们将探索一种名为《顽强的Dunaliella salina》的有趣微生物,它是一种生长于超盐环境中的单细胞绿藻,常见于盐湖及盐分蒸发池。这些微小的生物不仅支配着极端环境的初级生产,还因其抗氧化特性而在保健品和化妆品中广受欢迎。
Dunaliella salina是由罗马尼亚的Emanoil C. Teodoresco所命名,追溯至1838年,当时法国的Michel Felix Dunal首次发现了这种生物。
最初,Dunal将其命名为Haematococcus salinus和Protococcus,后来在1905年,Teodoresco和德国的Clara Hamburger同时将其完全描述并分类为全新的属。虽然二者同时发表了研究,但由于Teodoresco较早发布,因此通常被认为是这一分类的创始人。
杜纳蓝藻的生存环境异常严酷,极高的盐浓度使得许多生物无法生存。 D. salina生存下来的秘密在于其体内存有高浓度的β-胡萝卜素来抵御强烈的光照,还有甘油来抵御渗透压的影响。这使得它们成为商业生产β-胡萝卜素的一个优越选择。
鲜艳的粉红湖水长久以来都被认为是由于这种藻类所致,然而2015年澳洲湖丘莉耶的相关研究却发现,这些湖泊的颜色来源于几种盐生细菌及古菌的存在。
Dunaliella属的物种在形态上类似于Chlamydomonas reinhardtii,最大的不同在于它们缺乏细胞壁和收缩液泡。 D. salina拥有两根相等长度的鞭毛和一个杯状的叶绿体,叶绿体内经常含有一个中心糊状体,能储存大量β-胡萝卜素,使其呈现橙红色。
β-胡萝卜素的存在不仅为D. salina提供抵御长期紫外线的保护,还使它能够在渗透压极高的环境中生存。
D. salina的形状和对称性会随着环境条件的不同而变化。该物种缺乏刚性的细胞壁,因此相对容易受到渗透压的影响。在其生存的盐水环境中,甘油是一种维持渗透平衡和酶活性的关键成分。
D. salina可透过运动的营养细胞进行无性繁殖,或者透过两个等长配子融合形成强大的合子进行有性繁殖。根据研究,D. salina的有性繁殖在盐浓度超过10%时会显著下降,但在较低的盐浓度下则会被诱导。当两根鞭毛相触时,有性繁殖就会开始,随后合子经过发芽可释放多达32个单倍体子细胞。
D. salina是全球超盐环境初级生产的主要背后推手,其产物在多个产业中均有应用。
自1966年在苏联建立的首个D. salina培养导致β-胡萝卜素生产以来,全球对于这种藻类的商业培养已成为盐生生物技术的一个成功故事。从低技术大量培养到高密度的精细培养各种技术已相继出现。
由于丰富的β-胡萝卜素,D. salina成为了一种受到欢迎的前维他命A食品补充剂及化妆品添加剂。更有可能作为维他命B12的来源。
目前也有尝试开发D. salina中储存的高浓度甘油,用于商业生产。然而,产量在技术上是可行的,但鉴于经济效益低,目前尚无藻类生产甘油的生物技术操作。
《顽强的Dunaliella salina》无疑是一种在极端条件下茁壮成长的生物,它的存活和繁殖方式充满生机,成为了商业用途的潜在资源。在这样一个充满挑战的环境中,D. salina给了我们不少启示。在这些极限情况下,生命的不断演化是否不仅是一种生存的技巧,而是对生命本质的深刻理解呢?