Mastocarpus stellatus широко известен как каррагинановый мох или ложный ирландский мох . [1] Он принадлежит к отделу Rhodophyceae , отделу красных водорослей и семейству Phyllophoracea . M. stellatus тесно связан с ирландским мхом или Chondrus crispus . Больше всего его собирают в регионах Северной Атлантики, таких как Ирландия и Шотландия , вместе с Chondrus crispus как ирландский мох., сушат и продают для приготовления пищи и в качестве основы для напитка, который защищает от простуды и гриппа. Морские биологи завершили исследования медицинской репутации M. stellatus, чтобы раскрыть весь потенциал его фармацевтических преимуществ. Кроме того, морские биологи исследовали его потенциал в качестве альтернативы пластику. Применение M. stellatus в этих различных отраслях промышленности коррелирует с адаптацией морских водорослей, которая развивалась в ответ на стрессорные факторы окружающей среды, присутствующие вокруг их местонахождения на скалистом приливе.
Carageen | |
---|---|
AD Chondrus crispus ; EF Мастокарпус звездчатый | |
Научная классификация | |
(без рейтинга): | Архепластида |
Разделение: | Родофита |
Класс: | Florideophyceae |
Заказ: | Gigartinales |
Семья: | Phyllophoraceae |
Род: | Мастокарпус |
Разновидность: | M. stellatus |
Биномиальное имя | |
Мастокарпус звездчатый (Stackhouse) Guiry | |
Синонимы | |
Гигартина звездчатая |
Описание
Он растет из дискообразной устойчивой ножки , листья имеют желобчатую форму , в отличие от плоских листьев Chondrus crispus . Достигает высоты от 10 до 20 см, ветвится дихотомически. Вайя хрящеватая, красновато-коричневая, с зеленоватым или пурпурным оттенком. Зрелые водоросли демонстрируют репродуктивные структуры, которые развиваются на прямостоячих нитях диаметром до 1 мм, что делает их легко отличимыми от Chondrus crispus . По цвету он красновато-коричневый, пурпурный или обесцвеченный. [2] [3]
Экология
Среда обитания и распространение
M. stellatus обычно встречается на скалах в средней и нижней части приливной зоны. Обычно он встречается на всех побережьях Ирландии и Великобритании , за исключением, возможно, некоторых частей востока Англии: Линкольн , Норфолк и Саффолк . [4] Другие зарегистрированные местоположения включают: Исландия , Фарерские острова , Северная Россия до Рио-де-Оро , Канада (Ньюфаундленд) и США (Северная Каролина). [5] Mastocarpus stellatus может сосуществовать с C. crispus на северном побережье Новой Англии, несмотря на то, что он уступает по конкурентоспособности C. crispus . Более высокая устойчивость к замерзанию позволяет ему существовать выше C. crispus в северных средах, где морозные напряжения значительны. M. stellatus редко встречается к югу от Кейп-Код на атлантическом побережье Соединенных Штатов, потому что он уступает C. crispus, когда морозостойкость ниже.
Эволюционные адаптации
Mastocarpus stellatus морфологически похож на Chondrus crispus . Оба вида переносят высокий уровень экологического стресса из-за отрицательных температур, высыхания , яркого света и гипер- или гипоосмотического шока . Степень нагрузки на водоросли этими факторами зависит от времени года и широты. [6] Эти стрессоры приводят к производству реактивного кислорода, а большое количество реактивного кислорода вокруг водорослей может повредить ДНК , белки и липиды организмов .
Чтобы защититься от чрезмерного производства реактивного кислорода, эти организмы используют антиоксиданты для снижения уровня кислорода. По сравнению с C. crispus , M. stellatus , расположенный на скалистом приливе, испытывает большие колебания факторов окружающей среды. Было обнаружено, что M. stellatus имеет более высокий уровень метаболизма кислорода и более высокую скорость разложения, чем C. crispus . Кроме того, M. stellatus использует ферменты , поглощающие перекись водорода, включая каталазу , супероксиддисмутазу , глутатионредуктазу и аскорбатпероксидазу . Проведя свои исследования M. stellatus и C. crispus в 1999 году, Йонас Коллен утверждал, что различие между видами может быть эволюционной адаптацией, путем принятия различных стратегий борьбы со стрессовыми факторами окружающей среды в разных приливно-отливных зонах и местах. [6] M. stellatus показал реакцию на изменение высоты прилива с изменением метаболизма кислорода, предполагая, что увеличение активности этого фермента (которое производит более высокое содержание растворимого белка для расщепления реактивных кислородных соединений) требует выделения энергии этим ферментам в чтобы адаптировать стрессоустойчивость. [6]
Размножение и история жизни
В 1979 году Майкл Гири и Джон А. Уэст провели исследование и определили, что M. stellatus демонстрирует две различные истории жизни и процессы размножения; [7] первый тип является гетероморфным, а второй - прямым. М. stellatuses проявляющий историю жизни гетероморфных типа являются двудомными растениями , которые размножаются половым путем чередующегося диплоидного коркового tetrasporophytes с листоватыми гаметофитами . M. stellatus, которые имеют жизненный цикл прямого типа, размножаются бесполым путем, потому что оплодотворение никогда не происходило. Это приводит к производству carpospores женским гаметофита, в результате роста листоватых растений , которые испытывают недостаток tetrasporangia . [8] Тетраспорангии играют ключевую роль в половом размножении, потому что посредством мейоза они создают четыре уникальных тетраспоры в виде мужских или женских гамет . [9] Поскольку M. stellatus, которые продуцируются бесполым путем, не развивают тетраспорангии, они «генетически изолированы» [8] от M. stellatus, продуцирующего половым путем .
Современное использование
По словам Майкла Гири, о самых ранних записях о сборе ирландских водорослей свидетельствуют стихи монахов XII века. [10] По данным анализа рынка ирландской аквакультуры морских водорослей в 2001 году, совокупный ежегодный национальный сбор морских водорослей M. stellatus и C. crispus составляет менее 100 тонн. [10] M. stellatus собирают во время фазы жизни гаметофита, потому что более поздние фазы с большим количеством сульфатированного каррагинана сложнее удалить из ее породы. Пищевая и фармацевтическая промышленность заинтересованы в морских водорослях из-за их антиоксидантных, антикоагулянтных и загущающих или желирующих свойств. Антиоксидантные и антикоагулянтные свойства определяются сульфатированием, молекулярной массой, расположением сульфатных групп, сахарным составом и гликозидным разветвлением. [11] В дополнение к своим свойствам для здоровья и применению, желирующие свойства M. stellatus могут создавать биоразлагаемую пленку, которая может быть устойчивой и съедобной альтернативой пластмассам для сохранения пищевых продуктов и разработки функциональных продуктов питания. [12]
Альтернатива пластику
Карраген - это активное полисахаридное соединение, которое отвечает за механизмы, придающие растению его антиоксидантные, антикоагулянтные и гелеобразующие свойства. Процесс извлечения каррагинана из M. stellatus обычно состоит из кипячения растения в течение нескольких часов и использования осаждения этанолом для выделения соединения. Исследователи обнаружили, что концентрация вещества каррагена и эффективность свойств зависят от условий экстракции, включая температуру кипения, методы сушки и методы разбавления. Эти соединения использовались для создания пленок, чтобы определить, как можно управлять химическими структурами и биологическими реакциями для получения полезных уровней эластичности, долговечности, растворимости, водостойкости и толщины, необходимых для эффективной альтернативы упаковке пищевых продуктов. [13] Их результаты показывают, что более высокие концентрации сульфатов и белков в каррагинане укрепляют молекулярную структуру, увеличивают толщину, повышают эластичность и предотвращают фильтрацию воды, делая гель более прочным. Однако прочность между этими связями вызывает концентрацию силы на их пересечении, что облегчает разрыв. Необходимо провести дополнительные исследования для проверки большего количества факторов M. stellatus и степени эффективности свойств. [13]
Лекарственная добавка
Каррагинан или фикоколлоиды представляют собой сульфатированные линейные полисахариды, состоящие из каррагинана и предшественников каррагинана. Чтобы соединения каррагинана были полезными, необходимо выделить каппа и / или йота-каррагинан из его предшественников мю-каррагинана или ню-каррагинана [1] . Более низкая молекулярная масса и большее количество сульфата приводит к более высоким антиоксидантным свойствам. Более высокая молекулярная масса и большее количество сульфата приводят к антикоагулянтным свойствам. Взаимосвязь между антиоксидантными и антикоагулянтными механизмами предполагает, что воспаление и коагуляция являются взаимосвязанными и взаимозависимыми процессами у M. stellatus . [11] M. stellatus использовался в домашних средствах для лечения кашля, простуды и боли в горле, смешивая его с C. crispus и другими травами, специями и подсластителями. [14]
Рекомендации
- ^ a b «Использование Integral Mastocarpus stellatus для проявления антиоксидантной съедобной пленки» . Пищевые гидроколлоиды . 40 : 128–137. 2014-10-01. DOI : 10.1016 / j.foodhyd.2014.02.013 . ISSN 0268-005X .
- ^ Ньютон, Л. 1931. Справочник по британским водорослям . британский музей
- Перейти ↑ Dixon, PS & M. Irvine. 1977 г. Водоросли Британских островов. Том 1 Rhodophyta ч.1 . Британский музей (естественная история), Лондон. ISBN 0 565 00781 5
- ↑ Hardy, FG и Guiry, MD 2006. Контрольный список и атлас морских водорослей Великобритании и Ирландии. . Британское психологическое общество. ISBN 3-906166-35-X
- Перейти ↑ Dixon, PS & M. Irvine. 1977 г. Водоросли Британских островов. Том 1 Rhodophyta ч.1 . Британский музей (естественная история), Лондон. ISBN 0 565 00781 5
- ^ a b c Коллен, Дж., и Дэвисон, И. Р. (1999). Стрессоустойчивость и реактивный кислородный обмен у приливных красных водорослей Mastocarpus stellatus и Chondrus crispus. Растения, клетки и окружающая среда , 22 (9), 1143–1151. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.1999.00477.x
- ^ Guiry, MD; West, JA; Kim, D.-H .; Масуда, М. (1984). «Восстановление рода Mastocarpus Kützing (Rhodophyta)» . Таксон . 33 (1): 53–63. DOI : 10.2307 / 1222029 . ISSN 0040-0262 .
- ^ а б Даджен, Стив; Kübler, Janet E .; West, John A .; Камия, Мицунобу; Крюгер-Хэдфилд, Стейси А. (01.05.2017). «Асексуальность и проблема загадочного вида» . Перспективы в психологии : 47–59. DOI : 10.1127 / PIP / 2017/0070 .
- ^ Миками, Кодзи; Ли, Чэнцзе; Ирие, Рюноскэ; Хама, Ёитиро (2019-08-07). «Уникальный переход жизненного цикла красных водорослей Pyropia yezoensis зависит от апоспории» . Биология коммуникации . 2 (1): 1–10. DOI : 10.1038 / s42003-019-0549-5 . ISSN 2399-3642 .
- ^ a b Уолш, М., Уотсон, Л., Робинсон, Г., Мэггс, К., и Эдвардс, М. (2001). Часть 1 Анализ рынка в направлении дальнейшего развития аквакультуры морских водорослей в Ирландии. 52.
- ^ а б «Биологическая активность сульфатированных полисахаридов из съедобных красных морских водорослей Mastocarpus stellatus» . Биоактивные углеводы и пищевые волокна . 3 (1): 29–40. 2014-01-01. DOI : 10.1016 / j.bcdf.2014.01.002 . ISSN 2212-6198 .
- ^ «Использование Integral Mastocarpus stellatus для проявления антиоксидантной съедобной пленки» . Пищевые гидроколлоиды . 40 : 128–137. 2014-10-01. DOI : 10.1016 / j.foodhyd.2014.02.013 . ISSN 0268-005X .
- ^ а б «Использование Integral Mastocarpus stellatus для проявления антиоксидантной съедобной пленки» . Пищевые гидроколлоиды . 40 : 128–137. 2014-10-01. DOI : 10.1016 / j.foodhyd.2014.02.013 . ISSN 0268-005X .
- ^ «Сироп от кашля и простуды из морских водорослей каррагена» . Дикие прогулки на юго-запад . 2018-11-15 . Проверено 17 апреля 2021 .
Внешние ссылки
- Мастокарпус звездчатый (Stackhouse) Guiry Mastocarpus stellatus .
- Мастокарпус звездчатый (Stackhouse) Guiry AlgaeBase .
- Морская жизнь Британии и Ирландии