Seetang

Algen Allgemeiner Name oder mehrdeutiger Volksname :
Der Name „  Algues  “ gilt im Französischen für mehrereverschiedene Taxa . Beschreibung dieses Bildes, auch unten kommentiert Vielfalt der Algen

Betroffene Taxa

die Algen /alg/ sind lebende Organismen, die zur sauerstoffhaltigen Photosynthese befähigt sind, deren Lebenszyklus im Allgemeinen in einer aquatischen Umgebung stattfindet. Sie sind ein sehr wichtiger Teil der Biodiversität und die Hauptgrundlage der Nahrungsketten in Süß-, Brack- und Meerwasser. Verschiedene Arten werden für die menschliche Ernährung, Landwirtschaft oder Industrie verwendet.

Algen sind keine einzigartige evolutionäre Gruppe, sondern vereinen eine ganze Reihe von Organismen, die sehr unterschiedlichen phylogenetischen Gruppen angehören können . Tatsächlich wurden Algen oft standardmäßig definiert, im Gegensatz zu mehrzelligen Land- oder Wasserpflanzen.

Das Studium der Algen wird Phykologie genannt . Der Begriff Algologie wird manchmal verwendet, bezieht sich aber auch auf das Fachgebiet der Medizin, das sich mit Schmerzen befasst.

Viele Schätzungen haben die Zahl der Algenarten von 30.000 bis über eine Million variiert. Trotz der Unsicherheiten, welche Organismen als Algen zu betrachten sind , listet eine 2012 erstellte Bestandsaufnahme laut AlgaeBase- Datenbank (die 15 Stämme und 64 Klassen umfasst, aber die rund 200.000 Arten von Kieselalgen , kieselhaltige Mikroalgen ) nicht berücksichtigt 72.500 verschiedene Algenarten.

Allgemeine Beschreibung, Typologie

Algen sind polyphyletische Pflanzen

Algen im weitesten Sinne des Wortes umfassen:

Die Morphologie ist daher sehr vielfältig: Viele Arten sind einzellig, möglicherweise mobil, andere bilden zelluläre Filamente oder einfache Blättchen, andere entwickeln komplexe und differenzierte Architekturen, durch zelluläre Apposition oder durch Verflechtung röhrenförmiger Filamente. Algen haben jedoch kein eindeutig individualisiertes Gewebe, wie es bei vaskulären Landpflanzen zu finden ist. Die Farben der Algen, die sehr unterschiedlich sein können (grün, gelb, rot, braun usw.), wurden im Gefolge von Lamouroux verwendet , um die verschiedenen taxonomischen „Gruppen“ von Algen zu bezeichnen.

Obwohl sie zu nicht verwandten Gruppen gehören können, können Algen relevante ökologische Gruppen darstellen: marine Makroalgen , Phytoplankton usw.

Algen in Symbiose

Einige Algen tragen zu stabilisierten symbiotischen Formen bei, die in der Natur sehr verbreitet sind, wie Flechten und Zooxanthellen-Korallen , aber einige Arten können auch seltenere oder ungewöhnlichere Formen der Symbiose eingehen, beispielsweise mit bestimmten Süßwasserschwämmen, wie Spongilla lacustris , mit Nacktschnecken wie Phyllodesmium longicirrum und sogar, ein einzigartiger Fall, der bei Wirbeltieren bekannt ist , mit dem Fleckensalamander Ambystoma maculatum .

Es gibt einige Fälle von parasitären Algen .

Wasserpflanzen, die nichts mit Algen zu tun haben

Allerdings sind nicht alle Wasserpflanzen Algen. Mehrere Gruppen terrestrischer Pflanzen haben sich an eine Existenz im Süßwasser angepasst ( Moose , Hydropteridalfarne , verschiedene Spermaphyten einschließlich Potamogetonaceae , Hydrocharitaceae , Utriculars usw.).
Einige Familien von Blütenpflanzen leben sogar ausschließlich oder teilweise im Meer ( Zosteraceae , Posidoniaceae , Cymodoceaceae , bestimmte Hydrocharitaceae , Ruppiaceae und Zannichelliaceae ).

Algen in terrestrischen Umgebungen

Umgekehrt haben viele einzellige Algen sehr unterschiedliche terrestrische Lebensräume erobert, sofern sie zumindest etwas feucht sind.

So lebt Chlamydomonas nivalis in Gletschern. Algengrün viele Baumrinde. Die Alge Klebsormidium findet sich häufig an den Fassaden Europas sowie anderer Arten nach Ortega-Calvo ua (1991); Rindi und Guiry (2004); Barberousse (2006) und Rindi (2004), einschließlich Trentepohlia , Trebouxia , Prasiola und Chlorella oder einer Art der Gattung Trentepohlia für die rötlichen Streifen auf dem Zement von elektrischen Polen, Wänden oder an dem verantwortlich ist Gips von Mörteln aufgebracht auf bestimmte Fassaden von Gebäude, zum Beispiel recht häufig in Westfrankreich. Durch das Vorhandensein von Carotinoiden und Chlorophyllabbauprodukten ( Phycobiliproteine ) aus Algen, Cyanobakterien und Mikropilzen können Wände orange-gelb, braun oder weinrot gefärbt sein . Die Besiedelung des Putzes mit chemo-organotrophen Bakterien und/oder den Abbauprodukten von Cyanobakterien und eisenangereicherten Algen bewirkt eine Rot- und Rosafärbung der Fassaden nach Warscheid und Braams (2000), zitiert von Estelle Dalod in ihrer Dissertation über den Einfluss der chemischen Zusammensetzung von Mörteln auf ihren biologischen Abbau durch Algen.

Taxonomie (Klassifizierung von Algen)

Prokaryontische "Algen"

Traditionell wurden Cyanobakterien unter Algen klassifiziert , die als Cyanophyten oder Blaualgen bezeichnet werden , obwohl einige Abhandlungen sie ausgeschlossen haben. Sie tauchen bereits in präkambrischen Fossilien auf , die vor etwa 3,8 Milliarden Jahren datieren. Sie hätten eine große Rolle bei der Produktion von Sauerstoff in der Atmosphäre gespielt. Ihre Zellen haben eine für Bakterien typische prokaryontische Struktur . Die Photosynthese erfolgt direkt im Zytoplasma . In Symbiose mit einem Pilz bilden sie eine Flechte .

Sie sind der Ursprung der Chloroplasten eukaryontischer Zellen und ermöglichten somit den Pflanzen , nach der Endosymbiose Photosynthese durchzuführen .

Eukaryontische Algen

Alle anderen Algen sind Eukaryoten . In ihnen findet die Photosynthese in bestimmten von einer Membran umgebenen Strukturen, den sogenannten Chloroplasten, statt . Diese Strukturen enthalten DNA und ähneln Cyanobakterien, was die Hypothese der Endosymbiose bestätigt .

Drei Pflanzengruppen haben "primäre" Chloroplasten :

In diesen Gruppen ist der Chloroplast von 2 Membranen umgeben. Die von Rotalgen haben mehr oder weniger die typische Pigmentierung von Cyanobakterien, während die grüne Farbe und die von höheren Pflanzen auf Chlorophyll a und b zurückzuführen ist . Die biochemische Analyse der Membranen erlaubt es, die Hypothese zu untermauern, dass diese Gruppen einen gemeinsamen Vorfahren haben, dh dass die Existenz der Chloroplasten die Folge eines einzigen endosymbiotischen Ereignisses wäre.

Zwei andere Gruppen, Euglenophytes und Chlorarachniophytes , haben grüne Chloroplasten, die Chlorophyll a und b enthalten . Diese Chloroplasten sind von drei bzw. vier Membranen umgeben und wurden wahrscheinlich durch den Einbau einer Grünalge erworben. Diejenigen der Chlorarachniophyten enthalten einen kleinen Nukleomorph , den Rest des Zellkerns. Es wird angenommen, dass die Chloroplasten von Euglenophyten nur 3 Membranen besitzen, da sie eher durch Myzozytose als durch Phagozytose erworben wurden .

Die anderen Algen haben alle Chloroplasten, die Chlorophylle a und c enthalten . Diese letztere Art von Chlorophyll ist keinem Prokaryoten oder primären Chloroplasten bekannt, aber genetische Ähnlichkeiten deuten auf eine Verwandtschaft mit Rotalgen hin. Zu diesen Gruppen gehören:

In den ersten drei dieser Gruppen ( Chromista ) hat der Chloroplast 4 Membranen, die bei Cryptophyten ein Nukleomorph behalten, und es wird jetzt angenommen, dass sie einen farbigen Vorfahren teilen. Der typische Dinoflagellaten-Chloroplast hat 3 Membranen, aber es gibt eine beträchtliche Vielfalt bei den Chloroplasten dieser Gruppe, wobei einige Mitglieder ihre Plastiden aus anderen Quellen erworben haben. Die Apicomplexa , eine Gruppe eng verwandter Parasiten, haben auch degenerierte Plastiden, die Apicoplasten genannt werden, jedoch anders als die echten Chloroplasten, die einen gemeinsamen Ursprung mit denen der Dinoflagellaten zu haben scheinen.

Zugehörigkeit zu Algen, nach verschiedenen Klassifikationen

Arten von Algen

Einige Genres, klassifiziert nach Catalog of Life  :

Bakterien des Prokaryota-
Königreichs

Eukaryota Chromista
Reign

Herrschaft Plantae

Herrschaft der Protozoen

Fossile Algen

Eines der Kooperationsprojekte von Tela botanica umfasst die Erstellung einer Algendatenbank für Algen (Meeres-, Brack-, Süßwasser- und terrestrische Makroalgen und Mikroalgen) vom französischen Festland und schließlich aus Überseegebieten.

Algenformen

Die meisten der einfacheren Algen sind einzellige Flagellaten oder Amöboide , aber in mehreren dieser Gruppen haben sich koloniale und unbewegliche Formen unabhängig voneinander entwickelt. Die häufigsten Organisationsebenen, von denen mehrere in den Lebenszyklus einer Art eingreifen können , sind:

Es wurden sogar höhere Organisationsgrade erreicht, die zu Organismen mit vollständigen Gewebedifferenzierungen führen. Dies sind die Braunalgen, die 70  m lang werden können ( Seetang ); Rotalgen und Grünalgen. Die komplexesten Formen finden sich bei Grünalgen (siehe Charales ), in einer Abstammungslinie, die zu höheren Pflanzen führte. Der Punkt, an dem letztere beginnen und die Algen aufhören, ist normalerweise durch das Vorhandensein von Fortpflanzungsorganen mit schützenden Zellschichten gekennzeichnet, ein Merkmal, das bei anderen Algengruppen nicht zu finden ist.

Algenökologie

Algen sind neben Bakterien und Zooplankton ein wesentlicher und wichtiger Bestandteil der aquatischen Ökologie und insbesondere der Meeresumwelt . Sie haben sehr unterschiedliche Lebensstile angenommen, einige leben sogar vom Wasser. Dank resistenter Sporen besitzen viele von ihnen eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit. Wind, Gischt und Zugvögel tragen zu ihrer Verbreitung bei .

Algen spielen eine grundlegende Rolle im Kohlenstoffkreislauf . Tatsächlich binden sie durch Photosynthese atmosphärischen Kohlenstoff und tragen so dazu bei, den Treibhauseffekt zu begrenzen .

Obwohl sie alle mit Chlorophyll ausgestattet sind, können sie autonom ( autotroph oder saprophytisch ), parasitär oder in Symbiose leben .

Die Makroalgen wachsen hauptsächlich in seichten Gewässern und bieten unterschiedliche Lebensräume. Die Mikroalgen , aus denen das Phytoplankton besteht, bilden die Basis der marinen Nahrungskette. Phytoplankton kann in hoher Dichte dort vorkommen, wo Nährstoffe reichlich vorhanden sind, zum Beispiel in aufsteigenden oder eutrophen Gebieten . Sie können dann Blüten bilden und die Farbe des Wassers verändern.

Die grünen Gezeiten, die bestimmte Strände mit einer übelriechenden Matratze von einigen Dezimetern Dicke und einigen Metern oder sogar Dutzenden von Metern überziehen können, sind auf die Vermehrung von Grünalgen , hauptsächlich Ulva lactuca , in einer Umgebung zurückzuführen, die durch Abfluss mit Nitraten angereichert ist in Gebieten mit intensiver Landwirtschaft oder durch unzureichende Abwasserbehandlung in städtischen Gebieten.

Der Tierkonsum von Algenpopulationen ist das Ergebnis von Filtrierern (Mikroalgen, Algensporen), Algengrasern (Meerestiere, die mit ihrer Radula kratzen oder saugen , mikroskopische Algen, die junge Keimung von Makroalgen ) oder Weiden (Tiere, die auf Stücken von Makroalgen grasen) , hauptsächlich phytophage Fische ). Der Tierdruck auf diese Populationen kommt hauptsächlich von Tieren in der Gezeitenwechselzone, die auch eine gestufte Verbreitung haben  : Schnecken ( Littorines , Aplysia , Gibbules, Troques, Purple, Limpets) und Cirriped Crustaceen, die durch mehrere Arten von Seepocken vertreten sind.

Die Algen unterstützen die fixierte Epifauna (Ascidien, Polychaetenwürmer), beherbergen eine vagile Makrofauna (Krabben, Seeigel) und eine große Mikrofauna, die als Nahrung für verschiedene Raubtiere (Fische, Krustentiere) dient.

Verwendet

Historisch

Das älteste Dokument, das die medizinische Verwendung von Algen bezeugt, stammt aus China mit dem Shennong bencao jing , einem Werk, das sich mit pflanzlichen, tierischen und mineralischen Drogen beschäftigt und dessen Urheberschaft einem mythischen Shennong- Kaiser , der um 2800 v. Chr. lebte, zugeschrieben wurde . AD Ein ganzes Kapitel dieses Buches beschäftigt sich mit Algen und empfiehlt insbesondere die Verwendung von Braunalgen reich an Jod ( Laminaria digitata , Laminaria saccharina , Fucus , Sargassum ) bei der Behandlung von Kropf , Durchführung iodotherapy vor dem Brief. Der chinesische Autor Sze Teu schreibt 600 v. AD "bestimmte Algen sind die einzigen Gerichte, die eines Königstisches würdig sind", aber die griechisch-römische Zivilisation ist weniger begeistert von Meerespflanzen (die einzige Ausnahme sind die römischen Matronen, die Fucus für den Gebrauch bestimmt haben. Kosmetik So schreibt Vergil in der Aeneis "  nihil vilior alga ."  " (nichts Basisches als Algen).

Die Ausbeutung von Algen als Düngemittel reicht in Frankreich mindestens bis ins frühe Mittelalter zurück. Der Betrieb Seetang wird von der Industrie XVI th  Jahrhundert.

Gemüse verachtet , weil die Algen am Ende der Kette des Seins zu Aristoteles manchmal von Küstengemeinden konsumiert werden , um die Herausforderungen und Bedrohungen der Hungersnot zu bewältigen , wobei dieser Konsum durch den der Kartoffel ersetzt wird , deren Kultur in der ersten Hälfte des Jahres in Europa expandiert das XVIII - ten  Jahrhundert und dazu beiträgt , die einheimischen Hungersnot zu beenden.

In den 1990er und 2000er Jahren wurden Algen stigmatisiert: Strände müssen für Touristen, die „saubere“ Strände wollen, geräumt werden und grüne Fluten haben eine verheerende Wirkung auf die öffentliche Meinung; aber ihr Comeback mit der Förderung von vielen Algen-basierten Produkten für die Kosmetikindustrie, Lebensmittel, Medizin, begann Thalassotherapie ,  usw.

Nützliche Algen

Menschliche Nahrung

50 Arten von wilden oder kultivierten essbaren Algen werden direkt oder in Form von Nahrungsergänzungsmitteln zur Ernährung des Menschen verwendet , entweder in Form von Zusatzstoffen  :

Algen sind auch eine Quelle von Spurenelementen , insbesondere Magnesium und Jod , die in den Industrieländern (insbesondere diejenigen, die wenig Fisch konsumieren und die raffiniertes Salz ohne sein gesundes natürliches Jod konsumieren) oft in der Ernährung fehlen . Sie enthalten auch antioxidative Polyphenole, die Phlorotannine genannt werden .

Wir müssen den Verzehr von Algen vermeiden, die in verschmutztem Wasser leben , da einige Schadstoffe von diesen Pflanzen aufgenommen werden. Dies ist zum Beispiel der Fall bei der Freisetzung von radioaktivem Wasser in der Nähe von Kernkraftwerken, Küsten- und Wiederaufarbeitungszentren für radioaktiven Abfall ( Windscale in Großbritannien, La Hague-Werk in Frankreich zum Beispiel) oder Atombomben- Versuchsstätten ( zum Beispiel Moruroa- Atoll in Französisch-Polynesien) ): Der Gehalt an Radionukliden kann diese Algen dann gesundheitsgefährdend machen.

Tierfutter

Wir weisen auf die uralte Verwendung von Algen bei der Herstellung von Mehl und Kuchen hin, die in Mischfutter, insbesondere für Geflügel, verwendet werden .

In der Bretagne wurde Seetang zur Fütterung von Kühen verwendet.

Düngemittel und Ergänzungen

Der Seetang , oder Seetang, wird an den Küsten, vor allem in Großbritannien, seit langem geerntet , um den Dünger herzustellen . Früher wurde es auch zur Herstellung von Soda und Kali verwendet . Es gibt viele Möglichkeiten, Algen als natürlichen Dünger für die Landwirtschaft oder den Garten zu verwenden.

  1. Abholung vorzugsweise im Herbst; Nach der Kultivierung auf den Boden legen und vergraben (flaches Graben) - dies gilt nur für Rot- oder Grünalgen.
  2. Bei anderen Algenarten (Laminaria, Seetang) verteilen und trocknen lassen, um das Natriumchlorid zu entfernen; dies ermöglicht eine über das Jahr verteilte Sammlung je nach Stürmen.
  3. Mit Hausmüllkompost mischen - Reife nach 6 Monaten erreicht. Algen enthalten 70% organische Substanz und viele mineralische Elemente: Stickstoff 2%, Kali 3% ( Fucus enthält 6%), Phosphor in geringen Mengen 0,3%, Calcium 2%, Magnesium 1%, Schwefel 1 bei 8%, Natrium 5 %, Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Jod, Mangan. Der Reichtum an Algen an Düngeprodukten sollte uns das Vorhandensein von Salz (Natrium) nicht vergessen lassen, dessen Überschuss zu Unfruchtbarkeit durch Bodenverbrennung führt.

Es werden zwei Verwendungen empfohlen: Wechselnde Düngersorten 1 von 2 Jahren (Algen-Tiermist); und mäßige Nutzung 2-3 kg / m 2 oder 20 Tonnen pro Hektar. Berücksichtigen Sie beim Sammeln den mit den Gezeitenalgenablagerungen verbundenen Sand, der 25 bis 30 % des Gesamtgewichts ausmachen kann und je nach Beschaffenheit des zu bearbeitenden Bodens wahrscheinlich die Rückhaltestruktur schwächt oder im Gegenteil etwas schwere Böden auflockern.

Das Maerl oder Phymatolithon calcareum ( Lithothamnium calcareum ), eine verkalkte Rotalgen wurde verwendet für die Änderung der Boden Säuren. Die maërl-Fonds sind nun geschützt.

Einige Unternehmen wie Goëmar forschen an Algen, die aufgrund ihrer biostimulierenden Eigenschaften (Stimulation der Pflanzenabwehr und Erhöhung der Nährstoffaufnahmefähigkeit) als Wachstumshilfe verwendet werden .

Industrielle Anwendungen

Bestimmte aus Algen gewonnene Stoffe, insbesondere Algin, bereits erwähnt, werden als Geliermittel, Verdickungsmittel, Emulgatoren in vielen Industrien verwendet: Pharma, Kosmetik, Kunststoffe, Farben usw.

Die Agarbasis wird zur Herstellung von bakteriologischen Nährmedien verwendet.

Phymatolithon calcareum ( Lithothamnium ) ist ein poröser Kalkstein, der zur Wasserfiltration verwendet wird.

Die Fähigkeit der Algen, Wasser durch Konzentration ihrer Bestandteile zu filtern, kann auch in Kläranlagen für Abwasser (Städte) oder aus Industriewasser (insbesondere chemische Industrie ) genutzt werden. Es bleibt zu entscheiden, was mit diesen zu Abfall gewordenen Algen gemacht wird, die im Allgemeinen giftig sind .

Es ist auch möglich, aus Algen biologisch abbaubares Plastik herzustellen , ohne Erdöl zu verwenden . Dies wurde von einem bretonischen Ingenieur, Rémy Lucas, erreicht, der 2010 die Firma Algopack gründete .

Biokraftstoffproduktion

Wahrscheinlich lassen sich aus Algen Biokraftstoffe mit dem besten Ertrag herstellen, so dass eine Produktion in nennenswerten Mengen ohne massive Abholzung möglich ist . Einzellige Algenkulturen mit hohem Lipidgehalt (50 bis 80 Masse-%) und schneller Verdopplungszeit (ca. 24 Stunden) ermöglichen eine schadstoffärmere und unvergleichlich effizientere Biodieselproduktion als die Intensivlandwirtschaft von Landpflanzen: Die benötigte Fläche beträgt 30 mal weniger.

Mehrere Produktionstechniken werden untersucht:

Die aus dieser Biomasse gewonnenen Lipide können verwendet werden:

Eine Einschränkung dieses Sektors ist die Notwendigkeit, Algenkulturen mit hohen CO 2 -Konzentrationen zu füttern . Solange dieses CO 2 aus der Nutzung fossiler Brennstoffe stammt , können wir diese Biokraftstoffquelle nicht als erneuerbare Energie betrachten .

Die Euglena- Mikroalge ist ein konkretes Beispiel für einen algenbasierten Biokraftstoff. Tatsächlich liefert das japanische Unternehmen Euglena (Unternehmen) im Jahr 2015 täglich einen Biokraftstoffbus, der 1% von Euglena ausmacht . Das Unternehmen will auch Biokraftstoff für Flugzeuge entwickeln und hat angekündigt, ihn für die Olympischen Sommerspiele 2020 verwenden zu wollen , aber noch kein Flugzeug mit Biokraftstoff des Unternehmens geflogen ist.

Antifouling-Eigenschaften von Algen

Marine Makroalgen sind eine bedeutende Forschungsquelle für Antifouling- Moleküle . Tatsächlich unterliegen diese Organismen einem Biofouling mit der Anhaftung mehrerer Organismen wie Bakterien, Mikroalgen, anderen Makroalgen oder sogar verschiedenen Weichtieren. Je nach Makroalgenart gibt es beispielsweise zwischen 10 2 und 10 7 Zellen.cm -2 epiphytischer Bakterien. Die Entwicklung von Biofouling kann schädliche Auswirkungen auf die Algen haben. Tatsächlich kann die Bedeckung ihrer Austauschfläche durch invasive Organismen den Zugang zu Nährstoffen, aber auch zu Licht einschränken und die Photosynthese verhindern . Die anhaftenden Mikroorganismen können auch pathogen für die Algen sein und deren Entwicklung stören. Um dem Biofouling entgegenzuwirken, entwickeln die Makroalgen daher chemische und physikalische Abwehrmittel. So kann die Alge beispielsweise die Invasion von Organismen eindämmen, indem sie reaktive Sauerstoffderivate ( ROS ) erzeugt, aber auch sekundäre biozide oder abweisende Metaboliten (Anti- Quorum-Sensing- Moleküle ) absondert . Bestimmte Makroalgen haben auch eine besondere Oberflächentopographie, die mit einer unwirtlichen Schleimschicht bedeckt ist, die die Anhaftung von Organismen einschränkt.

Umweltfreundliche Antifouling-Beschichtungen können daher von Algen inspiriert werden, um die Adhäsion von Organismen an einer Oberfläche zu hemmen, sowohl durch Nachahmen ihrer Oberflächentopographie, als auch durch Pfropfen von Algenmolekülen für Antifouling-Zwecke. Einige Beispiele für Moleküle und ihr Wirkungsspektrum sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Seetang Art der Aktivität Wirkstoff
Caulerpa wird sich vermehren Antibakteriell, Anti-Algen Acetylen-Sesquiterpenoid-Ester
Sargassum  spp. Anti-Algen Phlorotanin
Laurencia viridis Anti-Diatomeen Dehydrothyrsiferol
Grateloupia turuturu Anti-Seepocken Floridoside
Ulvaria obscura Antiappetitlich Dopamin

Entzündungshemmende Wirkung von Algen

Die Hauptfamilien entzündungshemmender Moleküle in Makroalgen sind sulfatierte Polysaccharide , mehrfach ungesättigte Fettsäuren ( PUFAs ), Vidadol A und B, Carotinoide ( Fucoxanthin , Astaxanthin ), Alkaloide (Caulerpin), Terpenoide und Phäophytin a . 

Fucoxantin ist ein Derivat von Carotinoiden und wurde aus der Braunalge Myagropsis myagroides isoliert . In-vitro-Studien an LPS-induzierten RAW 264 Maus-Makrophagen-Zelllinien haben gezeigt, dass Fucoxantin dosisabhängig hauptsächlich die NO- Produktion hemmt und dies auf die Hemmung der Transkription von iNOS zurückzuführen ist  (en) . Es kommt daher zu einer Hemmung der Zytokinsekretion und insbesondere von TNFα . Fucoxanthin reduziert auch die Translokation der P50- und P65-Proteine ​​in den Kern und damit den Abbau des Inhibitors von B (ikB) im Zytoplasma, der die Abnahme der Transaktivierung des Faktors NFkB induziert und die Phosphorylierung von Proteinkinasen hemmt . Mitogene ( MAPKs , JNK, ERK…). Darüber hinaus ermöglichten LDH-Tests den Nachweis der Nicht-Zytotoxizität von Fucoxantin.

Caulerpin ist ein Bi-Indol-Alkaloid. Mehrere Isomere von Caulerpin wurden aus Rhodophyceen und Chlorophyceen isoliert . Um die entzündungshemmende Wirkung von Caulerpin in vivo zu untersuchen, wurden bei Mäusen zwei Modelle verwendet: ein durch Capsaicine induziertes Ohrödem und eine durch Carrageene induzierte Entzündung des Peritoneums. Bei Vorbehandlung mit Caulerpin wird eine Hemmung der Ödembildung in Mäuseohren von 56 % beobachtet. Ebenso kommt es bei mit Caulerpin behandelten Mäusen zu einer Verringerung der Entzündung des Peritoneums. Indometacinähnliche Wirkmechanismen wie die Hemmung von COX und Phosphilasen A sind möglich. Caulerpin ist auch Antinozizeptivum , Anti-Tumor , Wachstumsregulator und hat stimulierende Eigenschaften für das Wachstum von Pflanzenwurzeln.

Eine In-vitro-Studie zeigt, dass Phäophytin a, isoliert aus Ulva (Enteromorpha) prolifera , die Induktion der Superoxidanionenproduktion durch eine entzündungsfördernde Verbindung unterdrückt. Phäophytin hemmt die Chemotaxis von Leukozyten und die Bildung von Mäuseohrödemen in vivo .

Die zytotoxische Wirkung einer Reihe sulfatierter Polysaccharide, die aus der Alge Sargassum hemiphyllum extrahiert wurden, wurde in vitro durch Messung der Zellproliferation sowie der Produktion von LDH getestet  ; in vitro ist keine zytotoxische Wirkung nachweisbar. In-vitro- Analysen scheinen zu zeigen, dass die Polysaccharide die Bildung von Entzündungsmediatoren wie Zytokinen hemmen. Diese Studien lassen die Forscher vermuten, dass sulfatierte Polysaccharide mit dem Bildungsweg des trimeren Transkriptionsfaktors NF-kB interagieren, indem sie eines der Monomere außerhalb des Zellkerns sequestrieren.

Anpassung an Ultraviolett

In der Gezeitenzone sind Algen, die fixierte Organismen sind, vielen Belastungen ausgesetzt, einschließlich ultravioletter (UV) Strahlung . UV verursacht oxidativen Stress, indem es die Bildung von reaktiven Sauerstoffderivaten ( ROS ) wie Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 .) verursacht). Diese ROS können die DNA schädigen und Ursache Lipidperoxidation und Protein Carboxylierung innerhalb von Zellen. Langfristig kann dies zu Zellalterung, Krebs oder sogar Entzündungen führen. Um diese Belastungen zu tolerieren, verfügen Algen über Anpassungsstrategien wie die Synthese sekundärer photoprotektiver Metaboliten .

In Algen gibt es eine große Vielfalt an lichtschützenden Molekülen, die auf unterschiedliche Weise wirken: UVA-Filter-UVB-Filter, melanogenetische Moleküle, reflektierende, antioxidative und heilende Moleküle. Ihre Eigenschaften sind für Hersteller insbesondere in der Kosmetik von zunehmendem Interesse: Ziel ist es, natürliche Filter zu finden, um die in Sonnenschutzmitteln enthaltenen chemischen Filter zu reduzieren, um allergische Reaktionen zu begrenzen und die Umweltbelastung durch diese Stoffe zu reduzieren. Die in Algen am häufigsten vorkommenden lichtschützenden Moleküle sind die zu Mycosporin analogen Aminosäuren oder MAA (für engl. mycosporin-like amino acid ). Für Algen, die kein MAA haben, um sich vor UV zu schützen, gibt es andere Arten von Molekülen wie Phlorotannine oder Carotinoide .

Aminosäuren vom Mycosporin-Typ

Die MAA sind in vielen Organismen vorhanden (Weichtiere, Makroalgen, Bakterien, Cyanobakterien ...). MAAs sind kleine sekundäre Metaboliten mit großer struktureller Vielfalt und besitzen die Eigenschaft eines Chromophors  : Sie haben die Möglichkeit, eine delokalisierte elektronische Wolke zu bilden, die mit einfallenden Strahlen einer bestimmten Wellenlänge in Resonanz treten kann. Porphyra-334 zum Beispiel, extrahiert aus Porphyra umbilicalis , fängt UV mit einer Wellenlänge von 334 nm (UVA) ein und reflektiert es,  ohne reaktive Sauerstoffderivate zu produzieren. Ihre Synthese wird durch Sonneneinstrahlung induziert.

Ihre lichtschützende Eigenschaft wird entlang der trophischen Kette auf den Zweitverbraucher übertragen. Seeigel zum Beispiel müssen sich von Algen mit MAA ernähren, um ihren Eiern eine Sonnenresistenz zu verleihen, die ihre richtige Entwicklung ermöglicht. Vor kurzem zeigte ein Forscherteam die photoprotektive Wirksamkeit von MAAs und insbesondere von Porphyra-334 in menschlichen Fibroblasten. Porphyra-334 scheint für diese Zellen nicht toxisch zu sein und scheint ihre Alterung zu reduzieren. Dieses MAA begrenzt Stress, indem es UVA-Strahlung reflektiert, oxidativen Stress im Zusammenhang mit UV-Exposition reduziert und die Synthese von Matrix-Metalloproteasen (MMPs) reduziert, die an der Zerstörung des Bindegewebes beteiligt sind. Porphyra-334 ist auch am Einfangen von ROS beteiligt, das an DNA-Schäden, Lipidperoxidation und Proteincarboxylierung beteiligt ist.

MAAs haben somit ein hohes kosmetisches Potenzial im Sonnenschutz und im Kampf gegen zelluläre Seneszenz.

Phlorotannine

Die Phlorotanine sind Polyphenole, die in Braunalgen vorkommen. Sie sind Oligomere von Phloroglucinol mit einer Vielzahl von Kombinationen, die zu einer signifikanten Vielfalt dieser Moleküle führen. Sie haben unterschiedliche Aufgaben wie den Schutz vor Pflanzenfressern. Sie stehen im Verdacht, Algen vor UVB-Strahlen zu schützen, da ihr Absorptionsspektrum bei etwa 270  nm (UVB) seinen Höhepunkt erreicht. Im Jahr 2011 zeigte ein Forscherteam, dass Phlorotannine bei Zebrafischembryonen eine lichtschützende Wirkung haben . Tatsächlich reduzieren Phlorotannine in diesen Embryonen die Bildung reaktiver Sauerstoffderivate, Hyperpigmentierung und Zelltod, die mit der UVB-Exposition verbunden sind.

Giftige und schädliche Algen

Mikroskopische einzellige Algen (Dinoflagellaten) können die Schalentiere ( Muscheln , Austern , Venusmuscheln , Herzmuscheln , Venusmuscheln ...) Dies ist ein ziemlich wiederkehrendes Phänomen in der Muschelzucht im Thau-Becken im Languedoc und an den Atlantikküsten , insbesondere in der Bretagne und der Vendée .

Sargassum muticum , eine Braunalge , die 1973 zufälligmit japanischen Austern nach Europa eingeschleppt wurde, besiedelte rasch die Atlantikküste von Spanien bis Norwegen sowie das westliche Mittelmeer bis Venedig. Es ersetzt bestimmte Arten (laminairia saccharina insbesondere) und eine große Belästigung für darstellen könnte Muschelzucht . Dieses Phänomen wurde erstmals in den 1970er Jahren klar charakterisiert, wobei die Verschmutzung in den 1980er Jahren deutlich zunahm, bevor sie sich in den 1990er Jahren stabilisierte.

Caulerpa taxifolia , einetropische Grünalge , die versehentlich aus dem Ozeanographischen Museum von entkam Monaco, hat im Mittelmeer invasiv Meer inletzten Jahrenzum Nachteil der einheimischen Vegetation, einschließlich Posidonia Wiesen . Es hat eine geringe Toxizität und wird nicht von der lokalen Fauna konsumiert.

Die Algensammler betrachten Saccorhiza polyschides als "Unkraut" , einen sehr robusten Seetang , ohne wirtschaftliches Interesse, der die durch die Ausbeutung von Laminaria digitata abgebeizten Gesteine ​​​​schnell besiedelt .

Hinweise und Referenzen

  1. Siehe insbesondere die Werke:
    • Bruno de Reviers , Biologie und Phylogenie der Algen , vol.  1: Band 1 , Paris, Belin, Slg.  "Belin Sup Wissenschaften / Biologie",Oktober 2002, 352  S. [ Ausgabedetail ] ( ISBN  978-2-7011-3083-5 , ISSN  1158-3762 )
    • Bruno de Reviers , Biologie und Phylogenie der Algen: Wälzer 2 , vol.  2: Band 2 , Paris, Belin, Slg.  "Belin Sup Wissenschaften / Biologie",Februar 2003, 256  S. [ Ausgabedetail ] ( ISBN  978-2-7011-3512-0 , ISSN  1158-3762 )
  2. (in) Florian Weinberger und Michael Friedlander , „  Reaktion von Gracilaria conferta (Rhodophyta) auf Oligoagar-Ergebnisse in der Verteidigung gegen Agar-abbauende Epiphyten  “ , Journal of Phycology , vol.  36, n o  6,14. Dezember 2000, s.  1079–1086 ( ISSN  1529-8817 , DOI  10.1046 / j.1529-8817.2000.00003.x , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  3. (in) Michael D. Guiry, "  Wie viele Algenarten gibt es?  “ , Journal of Phycology , vol.  48, n o  5,2012, s.  1057 ( DOI  10.1111 / j.1529-8817.2012.01222.x , online lesen ).
  4. Ortega-Calvo JJ, Hernandez-Marine M, Saiz-Jimenez C (1991) Bioabbau von Baumaterialien durch Cyanobakterien und Algen . Internationale biologische Verschlechterung 28, 165–185
  5. Rindi, F., Guiry, MD, (2004) Zusammensetzung und räumliche Variabilität terrestrischer Algenansammlungen, die an den Basen städtischer Mauern in Europa vorkommen. Phykol. 43, 225-235.
  6. Barberousse H (2006) Untersuchung der Diversität von Algen und Cyanobakterien, die Fassadenverkleidungen in Frankreich besiedeln, und Untersuchung von Faktoren, die ihre Etablierung begünstigen (Doktorarbeit) . Nationalmuseum für Naturgeschichte, Paris
  7. Rindi F, Guiry MD, (2004, 2008) Zusammensetzung und räumliche Variabilität terrestrischer Algenansammlungen, die an den Basen städtischer Mauern in Europa vorkommen . Phykol. 43, 225-235.
  8. Rindi F, Guiry MD, López-Bautista JM (2008) Verbreitung, Morphologie und Phylogenie von Klebsormidium (Klebsormidiales, Charophyceae) in städtischen Umgebungen in Europa . Zeitschrift für Phykologie 44, 1529–1540
  9. Warscheid T & Braams J, (2000) Biodeterioration of stone: a review. International Biodeterioration & Biodegradation 46, 343–368.
  10. Estelle Dalod (2015) Einfluss der chemischen Zusammensetzung von Mörteln auf ihren biologischen Abbau durch Algen. Verfahrenstechnik. Nationale Bergwerksschule von Saint-Etienne <NNT: 2015EMSE0777>. <tel-01148160>
  11. Projekt von Tela Botanica aus dem basealg- Programm catminat
  12. Schlichting, HEJ (1960) Die Rolle von Wasservögeln bei der Verbreitung von Algen . Transaktionen der American Microscopical Society, 79.160-166.
  13. Duarte CM, Middelburg JJ, Caraco N (2005) Hauptrolle der Meeresvegetation im ozeanischen Kohlenstoffkreislauf. Biogeowissenschaften 2 (1): 1–8
  14. Jacqueline Cabioc'h, Jean-Yves Floc'h, Charles-François Boudouresque, Alexandre Meinesz, Marc Verlaque, Leitfaden für Algen in europäischen Meeren , Delachaux und Niestlé,1992, s.  41
  15. (in) Raymond Seed & Raymond J. O'Connor, "  Community Organization in Marine Algal Epifaunas  " , Annual Review of Ecology and Systematics , Vol. 2 , No.  12,Neunzehnhunderteinundachtzig, s.  49-74
  16. (in) Joel Fleurence und Ira Levine, Algen in der Gesundheits- und Krankheitsprävention , Academic Press,2016, s.  377.
  17. (in) Valentine Jackson Chapman, The Algae , Macmillan,1968, s.  11.
  18. Jacqueline Cabioc'h, Jean-Yves Floc'h, Alain Le Toquin, Charles François Boudouresque, Alexandre Meinesz, Marc Verlaque, Leitfaden für europäische Meeresalgen , Delachaux und Niestlé,2006, s.  24
  19. Philippe Meyzie, Essen in Europa in der Neuzeit , Armand Colin,2010, s.  125.
  20. Sébastien Marrec, Algues. Les champs du Possible , ArMen- Rezension , Nummer 208, September-Oktober 2015.
  21. Isabelle Quenin , Chronik Iss Algen! zu Europa 1 , 21. Juli 2011
  22. Algen: eine „Agroressource“ der Zukunft . Experimente rund um Algen, beschrieben auf CultureSciences Chimie, einer ENS-DGESCO-Site.
  23. "  Chez Goëmar , das Meer im Dienste der Natur  " , auf Agriculture.gouv.fr ,7. Mai 2015
  24. Rémi Douat, "Innovation: Er macht Plastik mit Algen", Le Parisien , 9. August 2013, online lesen
  25. (in) Frankreichs Plastikrevolution  [Fernsehproduktionsfirma] David Coti, Präsident von Algopack in earthrise [1]  auf Al Jazeera Englisch  (19. Juni 2018, 10:36 Minuten)  YouTube . Konsultiert die7. Juli 2019. Die Szene ereignet sich bei 2'18".
  26. http://www.unh.edu/p2/biodiesel/article_alge.html Großflächige Biodieselproduktion aus Algen
  27. http://www1.eere.energy.gov/biomass/pdfs/biodiesel_from_algae.pdf Ein Rückblick auf das Aquatic Species Program des US-Energieministeriums: Biodiesel from Algae
  28. http://bfs-france.com/technologie.html
  29. Daniel Eskenazi Tokio, "  Japanische Busse fahren mit Algen  ", Le Temps ,21. September 2015( online lesen , eingesehen am 4. August 2020 ).
  30. Investor, „  Japanisches Startup Euglena will Biokraftstoff für die Olympischen Spiele in Tokio produzieren  “ auf theinvestor.co.kr (Zugriff am 4. August 2020 ) .
  31. „  Lebensmittel, Gesichtscreme und Düsentreibstoff: Japanische Firma findet viele Verwendungen für Algen  “ , auf CNNMoney (Zugriff am 4. August 2020 ) .
  32. (in) Hans Uwe Dahms und Sergey Dobretsov , „  Antifouling-Verbindungen aus marinen Makroalgen  “ , Marine Drugs , Vol. 2 , No.  15, n O  9,28. August 2017, s.  265 ( DOI  10.3390 / md15090265 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  33. (en) MM Bengtsson , K Sjøtun und L Øvreås , "  Saisonale Dynamik bakterieller Biofilme auf dem Seetang Laminaria hyperborea  " , Aquatic Microbial Ecology , vol.  60, n o  1,4. Mai 2010, s.  71–83 ( ISSN  0948-3055 und 1616-1564 , DOI  10.3354 / ame01409 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  34. Ditte B. Hermund , Merichel Plaza , Charlotta Turner und Rosa Jónsdóttir , „  Strukturabhängige antioxidative Kapazität von Phlorotanninen aus isländischem Fucus vesiculosus durch UHPLC-DAD-ECD-QTOFMS  “, Lebensmittelchemie , vol.  240,1 st Februar 2018, s.  904–909 ( DOI  10.1016 / j.foodchem.2017.08.032 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  35. (in) Julieta Muñoz und Ravi Fotedar , „  Epiphytismus von Gracilaria cliftonii (Withell, Millar & Kraft) aus Westaustralien  “ , Journal of Applied Phycology , vol.  22, n O  3,1 st Juni 2010, s.  371–379 ( ISSN  0921-8971 und 1573-5176 , DOI  10.1007 / s10811-009-9469-y , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  36. (in) AP Carvalho , D. Batista , S. Dobretsov und R. Coutinho , „  Extrakte aus Algen als potenzielle Hemmstoffe des bakteriellen Quorum- Sensings und -Wachstums  “ , Journal of Applied Phycology , vol.  29, n o  21 st April 2017, s.  789–797 ( ISSN  0921-8971 und 1573-5176 , DOI  10.1007 / s10811-016-1014-1 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  37. James Chapman , Claire Hellio , Timothy Sullivan und Robert Brown , „  Bioinspirierte synthetische Makroalgen: Beispiele aus der Natur für Antifouling-Anwendungen  “, International Biodeterioration & Biodegradation , vol.  86,Januar 2014, s.  6–13 ( DOI  10.1016 / j.ibiod.2013.03.036 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  39. Noboru Nakajima , Naoki Sugimoto , Kaori Ohki und Mitsunobu Kamiya , „  Vielfalt der Phlorotanninprofile bei Sargassasaceen-Arten, die die Variation und Häufigkeit von Epiphyten beeinflussen  “, European Journal of Phycology , vol.  51, n O  3,2. Juli 2016, s.  307–316 ( ISSN  0967-0262 , DOI  10.1080 / 09670262.2016.1159340 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  40. Francisco Cen-Pacheco , Adrián J. Santiago-Benítez , Celina García und Sergio J. Álvarez-Méndez , „  Oxasqualenoide aus Laurencia viridis: Kombinierte Spektroskopie – Computeranalyse und Antifouling-Potenzial  “, Journal of Natural Products , vol.  78, n o  4,24. April 2015, s.  712–721 ( ISSN  0163-3864 , DOI  10.1021 / np5008922 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  41. Claire Hellio , Christelle Simon-Colin , Anthony Clare und Eric Deslandes , „  Isethionsäure und Floridosid isoliert aus der Rotalge, Grateloupia turuturu, Hemmung der Ansiedlung von Balanus amphitrite Cyprid Larven  “, Biofouling , vol.  20, n O  3,1 st Mai 2004, s.  139–145 ( ISSN  0892-7014 , PMID  15545063 , DOI  10.1080 / 08927010412331279605 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  42. (in) Kathryn L. Van Alstyne , Amorah V. Nelson , James R. Vyvyan und Devon A. Cancilla , „  Dopamin fungiert als Abwehr gegen Pflanzenfresser in der gemäßigten Grünalge Ulvaria obscura  “ , Oecologia , vol.  148, n o  21 st Juni 2006, s.  304-311 ( ISSN  0029-8549 und 1432-1939 , DOI  10.1007 / s00442-006-0378-3 , online gelesen , abgerufen am 15. November 2017 )
  43. Entzündungshemmende Verbindungen Makroalgen-Ursprung: Eine Übersicht, Jaswir und Monsur, 2011
  44. Bewertung der entzündungshemmenden Wirkung von aus Braunalgen isoliertem Fucoxanthin in Lipopolysaccharid-stimulierten RAW 264.7-Makrophagen, Heo et al., 2010
  45. Die antinozizeptiven und entzündungshemmenden Aktivitäten von Caulerpin, einem Bisindolalkaloid, das aus Algen der Gattung Caulerpa isoliert wurde, Everton et al., 2009
  46. Starke entzündungshemmende Wirkung von Phäophytin a, das aus der essbaren Grünalge Enteromorpha prolifera gewonnen wird , Okai et al., 1997
  47. Hemmung von Lipopolysaccharid (LPS) -induzierten Entzündungsreaktionen durch Sargassum hemiphyllum sulfatiertes Polysaccharidextrakt in rohen 264,7 Makrophagenzellen, Hwang et al., 2010

Siehe auch

Verwandte Artikel

Externe Links