在極端環境中,生物的生命力幾乎讓人驚嘆。今天,我們將探索一種名為《頑強的Dunaliella salina》的有趣微生物,它是一種生長於超鹽環境中的單細胞綠藻,常見於鹽湖及鹽分蒸發池。這些微小的生物不僅支配著極端環境的初級生產,還因其抗氧化特性而在保健品和化妝品中廣受歡迎。
Dunaliella salina是由羅馬尼亞的Emanoil C. Teodoresco所命名,追溯至1838年,當時法國的Michel Felix Dunal首次發現了這種生物。
最初,Dunal將其命名為Haematococcus salinus和Protococcus,後來在1905年,Teodoresco和德國的Clara Hamburger同時將其完全描述並分類為全新的屬。雖然二者同時發表了研究,但由於Teodoresco較早發布,因此通常被認為是這一分類的創始人。
杜納藍藻的生存環境異常嚴酷,極高的鹽濃度使得許多生物無法生存。D. salina生存下來的秘密在於其體內存有高濃度的β-胡蘿蔔素來抵禦強烈的光照,還有甘油來抵禦滲透壓的影響。這使得它們成為商業生產β-胡蘿蔔素的一個優越選擇。
鮮豔的粉紅湖水長久以來都被認為是由於這種藻類所致,然而2015年澳洲湖丘莉耶的相關研究卻發現,這些湖泊的顏色來源於幾種鹽生細菌及古菌的存在。
Dunaliella屬的物種在形態上類似於Chlamydomonas reinhardtii,最大的不同在於它們缺乏細胞壁和收縮液泡。D. salina擁有兩根相等長度的鞭毛和一個杯狀的葉綠體,葉綠體內經常含有一個中心糊狀體,能儲存大量β-胡蘿蔔素,使其呈現橙紅色。
β-胡蘿蔔素的存在不僅為D. salina提供抵禦長期紫外線的保護,還使它能夠在滲透壓極高的環境中生存。
D. salina的形狀和對稱性會隨著環境條件的不同而變化。該物種缺乏剛性的細胞壁,因此相對容易受到滲透壓的影響。在其生存的鹽水環境中,甘油是一種維持滲透平衡和酶活性的關鍵成分。
D. salina可透過運動的營養細胞進行無性繁殖,或者透過兩個等長配子融合形成強大的合子進行有性繁殖。根據研究,D. salina的有性繁殖在鹽濃度超過10%時會顯著下降,但在較低的鹽濃度下則會被誘導。當兩根鞭毛相觸時,有性繁殖就會開始,隨後合子經過發芽可釋放多達32個單倍體子細胞。
D. salina是全球超鹽環境初級生產的主要背後推手,其產物在多個產業中均有應用。
自1966年在蘇聯建立的首個D. salina培養導致β-胡蘿蔔素生產以來,全球對於這種藻類的商業培養已成為鹽生生物技術的一個成功故事。從低技術大量培養到高密度的精細培養各種技術已相繼出現。
由於豐富的β-胡蘿蔔素,D. salina成為了一種受到歡迎的前維他命A食品補充劑及化妝品添加劑。更有可能作為維他命B12的來源。
目前也有嘗試開發D. salina中儲存的高濃度甘油,用於商業生產。然而,產量在技術上是可行的,但鑒於經濟效益低,目前尚無藻類生產甘油的生物技術操作。
《頑強的Dunaliella salina》無疑是一種在極端條件下茁壯成長的生物,它的存活和繁殖方式充滿生機,成為了商業用途的潛在資源。在這樣一個充滿挑戰的環境中,D. salina給了我們不少啟示。在這些極限情況下,生命的不斷演化是否不僅是一種生存的技巧,而是對生命本質的深刻理解呢?