Mastocarpus stellatus -Mastocarpus stellatus

Carageen
AD Chondrus crispus  ; EF Mastocarpus stellatus
Klasyfikacja naukowa
(bez rankingu):	Archaeplastida
Podział:	Rhodophyta
Klasa:	Florideophyceae
Zamówienie:	Gigartinales
Rodzina:	Phyllophoraceae
Rodzaj:	Mastokarp
Gatunek:	M. stellatus
Nazwa dwumianowa
Mastocarpus stellatus (Stackhouse) Guiry
Synonimy
Gigartina stellata

Mastocarpus stellatus, powszechnie znany jako mech karagenowy lub mech fałszywy irlandzki , jest gatunkiem należącym do grupy Rhodophyceae , grupy wodorostów krasnorostów irodziny Phyllophoracea . M. stellatus jest blisko spokrewniony z mchem irlandzkim ( Chondrus crispus ). Rośnie w strefie pływów . Najczęściej zbiera się go w regionach północnoatlantyckich, takich jak Irlandia i Szkocja , razem z mchem irlandzkim, suszy się go i sprzedaje do gotowania oraz jako podstawę napoju, który ma zapobiegać przeziębieniom i grypie. Biolodzy morscy ukończyli badania nad reputacją medyczną M. stellatus, aby odkryć pełny potencjał jego farmaceutycznych korzyści. Ponadto biolodzy morscy przeprowadzili badania nad jego potencjałem jako alternatywy dla plastiku. Zastosowanie M. stellatus w tych różnych gałęziach przemysłu jest skorelowane z adaptacjami wodorostów, które rozwinęły się w odpowiedzi na stresory środowiskowe obecne wokół ich lokalizacji na skalistym obszarze międzypływowym.

Opis

Wyrasta z tarczowatego trzonu , a liście są ukształtowane w przeciwieństwie do liści Chondrus crispus , które są płaskie. Rośnie do wysokości 10-20 cm (3,9-7,9 cala) i rozgałęzia się dychotomicznie. Liść jest chrząstkowy i czerwono-brązowy, z zielonkawym lub fioletowawym odcieniem. Dojrzałe algi wykazują struktury rozrodcze, które rozwijają się na wyprostowanych włóknach o średnicy do 1 mm (0,039 cala), dzięki czemu łatwo je odróżnić od Chondrus crispus . W kolorze jest czerwonawo-brązowy, fioletowy lub bielony.

Ekologia

Siedlisko i dystrybucja

M. stellatus występuje powszechnie na skałach w środkowej i dolnej strefie międzypływowej. Występuje na ogół na wszystkich wybrzeżach Irlandii i Wielkiej Brytanii , z wyjątkiem być może części wschodniej Anglii: Lincoln , Norfolk i Suffolk . Inne zarejestrowane lokalizacje to: Islandia , Wyspy Owcze , Północna Rosja do Rio de Oro , Kanada (Nowa Fundlandia) do USA (Karolina Północna). Mastocarpus stellatus może współistnieć z C. crispus na północnym wybrzeżu Nowej Anglii, mimo że jest konkurencyjnie gorszy od C. crispus . Większa tolerancja na zamarzanie pozwala na istnienie powyżej C. crispus w środowiskach północnych, gdzie stres związany z zamarzaniem jest znaczny. M. stellatus rzadko występuje na południe od Cape Cod na wybrzeżu Atlantyku Stanów Zjednoczonych, ponieważ konkuruje z nim C. crispus, gdy tolerancja na zamrażanie jest niższa.

Adaptacje ewolucyjne

M. stellatus jest morfologicznie podobny do Chondrus crispus . Oba gatunki znoszą wysoki poziom stresu środowiskowego spowodowanego mrozem, wysuszeniem , silnym światłem oraz szokiem hiper- lub hipoosmotycznym . Stopień stresu wywieranego na glony przez te czynniki różni się w zależności od pory roku i szerokości geograficznej. Te stresory powodują produkcję reaktywnego tlenu ; duże ilości reaktywnego tlenu wokół alg mogą uszkadzać DNA, białka i lipidy organizmów.

Aby obronić się przed nadmierną produkcją reaktywnego tlenu, organizmy te wykorzystują antyoksydanty w celu obniżenia poziomu tlenu. W porównaniu z C. crispus , lokalizacja M. stellatus na skalistym obszarze pływów doświadcza większych fluktuacji stresorów środowiskowych. Stwierdzono, że M. stellatus ma wyższy poziom metabolizmu tlenu i szybsze tempo rozkładu niż C. crispus . Dodatkowo, M. stellatus wykorzystuje enzymy oczyszczające , w tym: katalazę , dysmutazę ponadtlenkową , reduktazę glutationową i peroksydazę askorbinianową (do usuwania nadtlenku wodoru ). Po przeprowadzeniu badań nad M. stellatus i C. crispus w 1999 r. Jonas Collén argumentował, że różnica między gatunkami może wynikać z adaptacji ewolucyjnej poprzez przyjęcie różnych strategii radzenia sobie ze stresorami środowiskowymi w różnych strefach pływów i lokalizacjach. M. stellatus wykazał reakcje na zmiany wysokości oddechu wraz ze zmianami metabolizmu tlenu, co sugeruje, że wzrost aktywności tego enzymu (który wytwarza wyższą zawartość rozpuszczalnego białka w celu rozbicia reaktywnych związków tlenu) wymaga przydziału energii do tych enzymów w celu przystosowania odporność na stres.

Reprodukcja i historia życia

W 1979 roku Michael Guiry i John A. West przeprowadzili badania i ustalili, że M. stellatus wykazuje dwa różne biologiczne cykle życiowe i procesy reprodukcji; pierwszy typ jest heteromorficzny, a drugi bezpośredni. M. stellatuses wykazujące historię życia heteromorficznego typu są dwupienne rośliny (w szerokim tego słowa znaczeniu), które rozmnażają się płciowo przez naprzemienne diploidalne crustose tetrasporophytes z foliose gametofity . M. stellatus, które mają historię życiową typu bezpośredniego, rozmnażają się bezpłciowo, ponieważ zapłodnienie nigdy nie nastąpiło. Powoduje to wytwarzanie karpospor przez żeńskie gametofity, co skutkuje wzrostem roślin liściastych pozbawionych tetrasporangii . Tetrasporangia odgrywają kluczową rolę w rozmnażaniu płciowym, ponieważ poprzez mejozę tworzą cztery unikalne tetraspory jako gamety męskie lub żeńskie . Ponieważ M. stellatus, które produkują bezpłciowo, nie rozwijają tetrasporangii, są one „genetycznie izolowane” od M. stellatus produkujących drogą płciową .

Nowoczesne zastosowania

Według Michaela Guiry, najwcześniejsze wzmianki o zbieraniu irlandzkich wodorostów potwierdzają XII-wieczne wiersze mnichów. W przeprowadzonej w 2001 r. analizie rynku irlandzkiej akwakultury wodorostów szacunkowe łączne roczne krajowe zbiory wodorostów M. stellatus i C. crispus w kraju wyniosły mniej niż 100 ton. M. stellatus   zbiera się w fazie życia gametofitu, ponieważ późniejsze fazy, z większą ilością siarczanowanego karageniny , są trudniejsze do usunięcia ze skały. Przemysł spożywczy i farmaceutyczny jest zainteresowany wodorostami ze względu na ich właściwości przeciwutleniające, antykoagulacyjne oraz zagęszczające lub żelujące. Właściwości przeciwutleniające i przeciwzakrzepowe są określane przez siarczanowanie, masę cząsteczkową, położenie grup siarczanowych, skład cukru i rozgałęzienia glikozydowe. Oprócz właściwości zdrowotnych i zastosowań, właściwości żelujące M. stellatus mogą tworzyć biodegradowalną powłokę, która może być zrównoważoną i jadalną alternatywą dla tworzyw sztucznych do konserwacji żywności i rozwoju żywności funkcjonalnej.

Alternatywa dla plastiku

Karagen to aktywny związek polisacharydowy , który odpowiada za mechanizmy nadające roślinie właściwości przeciwutleniające, przeciwzakrzepowe i żelujące. Proces ekstrakcji karageniny z M. stellatus zwykle polega na kilkugodzinnym gotowaniu rośliny i zastosowaniu strącania etanolem w celu wyizolowania związku. Naukowcy odkryli, że stężenie substancji karagenu i wydajność właściwości zależy od warunków ekstrakcji, w tym temperatur wrzenia, metod suszenia i technik rozcieńczania. Związki te wykorzystano do stworzenia folii w celu określenia, w jaki sposób można manipulować strukturami chemicznymi i reakcjami biologicznymi w celu uzyskania korzystnych poziomów elastyczności, trwałości, rozpuszczalności, wodoodporności i grubości wymaganej do uzyskania skutecznej alternatywy dla opakowań żywności. Ich odkrycia sugerują, że wyższe stężenia siarczanów i białek w karageninie wzmacniają strukturę molekularną, zwiększają grubość, zwiększają elastyczność i zapobiegają filtracji wody, wzmacniając żel. Jednak siła między tymi wiązaniami powoduje koncentrację siły na ich przecięciu, co ułatwia zerwanie. Należy przeprowadzić więcej badań w celu zbadania większej liczby czynników M. stellatus i stopni skuteczności właściwości.

Suplement leczniczy

Karagenina lub fikokoloidy są siarczanowanymi liniowymi polisacharydami złożonymi z prekursorów karageniny i karageniny. Aby związki karageniny były użyteczne, karageninę kappa i/lub jota należy wyizolować z jej prekursorów mu-karageniny lub nu-karageniny. Niższa masa cząsteczkowa i większe ilości siarczanu skutkują wyższymi właściwościami przeciwutleniającymi. Większa masa cząsteczkowa i większe ilości siarczanu skutkują właściwościami antykoagulacyjnymi. Związki między mechanizmami antyoksydacyjnymi i antykoagulacyjnymi sugerują, że zapalenie i krzepnięcie są wzajemnie powiązanymi i współzależnymi procesami w M. stellatus . M. stellatus był używany w domowych środkach leczniczych do leczenia kaszlu, przeziębienia i bólu gardła poprzez zmieszanie go z C. crispus i innymi ziołami, przyprawami i słodzikami.

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Mastocarpus stellatus (Stackhouse) Guiry Mastocarpus stellatus .
• Mastocarpus stellatus (Stackhouse) Guiry AlgaeBase .
• Życie morskie Wielkiej Brytanii i Irlandii