Wodorost

Glony Nazwa zwyczajowa lub niejednoznaczna nazwa w języku narodowym :
nazwa „  Algues  ” odnosi się w języku francuskim do kilkuodrębnych taksonów . Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Różnorodność alg

Dane taksony

glony /alg/ są żywymi organizmami zdolnymi do fotosyntezy tlenowej , których cykl życiowy odbywa się na ogół w środowisku wodnym . Stanowią bardzo ważną część bioróżnorodności i główną podstawę łańcuchów pokarmowych w wodach słodkich, słonawych i morskich. Różne gatunki są wykorzystywane w żywności, rolnictwie lub przemyśle.

Glony nie są wyjątkową grupą ewolucyjną, ale łączą w sobie całą serię organizmów, które mogą należeć do bardzo różnych grup filogenetycznych . W rzeczywistości glony są często definiowane domyślnie, w przeciwieństwie do wielokomórkowych roślin lądowych lub wodnych.

Badanie alg nazywa się fikologią . Czasem używa się terminu algologia , ale odnosi się również do dziedziny medycyny zajmującej się bólem.

Wiele szacunków zmienia liczbę gatunków glonów od 30 000 do ponad miliona. Pomimo niepewności, co do których organizmy powinny być uznane za glony, wykaz sporządzony w 2012 roku, zgodnie z algaebase bazie danych (która obejmuje 15 gromad i 64 klas , ale nie bierze pod uwagę około 200 tysięcy gatunków okrzemek , krzemionkowe mikroalg ) wymienia 72 500 różnych gatunków glonów.

Ogólny opis, typologia

Glony to rośliny polifiletyczne

W najszerszym tego słowa znaczeniu algi obejmują:

Morfologia jest zatem bardzo różnorodne: wiele gatunków jednokomórkowe ewentualnie komórkowego, inne włókna tworzą komórkowych lub prosty laminy, inne tworzyć skomplikowane i zróżnicowane struktury, poprzez przyłożenie komórkowej lub przez splątanie włókien rurkowych. Glony nie mają jednak wyraźnie zindywidualizowanych tkanek, jakie można znaleźć wśród roślin naczyniowych lądowych. Kolory alg, które mogą być bardzo zróżnicowane (zielone, żółte, czerwone, brązowe itd.), zostały wykorzystane, w ślad za Lamouroux , do oznaczenia różnych „grup” taksonomicznych glonów.

Chociaż mogą należeć do niepowiązanych grup, algi mogą stanowić istotne grupy ekologiczne: makroalgi morskie, fitoplankton itp.

Glony w symbiozie

Niektóre algi przyczyniać się stabilizowane symbiotycznych, które są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, takich jak porostów i zooxantellae koralowców , lecz niektóre składniki, które mogą być zaangażowane w rzadsze i bardziej niezwykłe formy symbiozie, na przykład z pewnych gąbki słodkowodnych, takich jak nadecznik stawowy , z mięczaki nagoskrzelne, takie jak Phyllodesmium longicirrum, a nawet, unikalny przypadek znany u kręgowców , z salamandrą plamistą Ambystoma maculatum .

Istnieje kilka przypadków pasożytniczych glonów .

Rośliny wodne niezwiązane z glonami

Jednak nie wszystkie rośliny wodne to glony. Kilka grup roślin lądowych przystosowało się do egzystencji zanurzonych w słodkiej wodzie ( mchy , paprocie wodne , różne plemniki, w tym Potamogetonaceae , Hydrocharitaceae , Utriculars itp.).
Niektóre rodziny roślin kwiatowych żyją nawet wyłącznie lub częściowo w morzu ( Zosteraceae , Posidoniaceae , Cymodoceaceae , niektóre Hydrocharitaceae , Ruppiaceae i Zannichelliaceae ).

Glony w środowiskach lądowych

I odwrotnie, wiele jednokomórkowych glonów podbiło bardzo zróżnicowane siedliska lądowe, pod warunkiem, że są one przynajmniej trochę wilgotne.

Tak więc Chlamydomonas nivalis żyje w lodowcach. Algi zielone wiele kory drzew. Według Ortega-Calvo i wsp. (1991) glon Klebsormidium jest często spotykany na fasadach Europy, podobnie jak inne gatunki; Rindi i Guiry (2004); Barberousse (2006) i Rindi (2004), w tym Trentepohlia , Trebouxia , Prasiola i Chlorella lub gatunków rodzaju Trentepohlia jest odpowiedzialny za czerwonawe smugi na cemencie elektrycznych słupy, ściany lub na tynku z zaprawy stosowane do niektórych elewacjach z budynki, na przykład dość często w zachodniej Francji. Ściany mogą być zabarwione na pomarańczowo-żółto, brązowo lub bordowo ze względu na obecność karotenoidów i produktów degradacji chlorofilu ( fikobiliprotein ) z alg, sinic i mikrogrzybów. Kolonizacja tynku przez bakterie chemoorganotroficzne i/lub produkty degradacji sinic i glonów wzbogaconych w żelazo powoduje czerwono-różowe zabarwienie elewacji według Warscheid i Braams (2000), cytowane przez Estelle Dalod w pracy na temat wpływu składu chemicznego zapraw na ich biodegradację przez glony.

Taksonomia (Klasyfikacja alg)

Prokariotyczne „algi”

Tradycyjnie, sinice zostały sklasyfikowane wśród glony, dalej cyanophytes lub niebiesko-zielonych alg , chociaż niektóre traktaty mają je wyłączone. Pojawiają się już w prekambryjskich skamielinach , datowanych na około 3,8 miliarda lat temu. Odegrałyby dużą rolę w produkcji tlenu w atmosferze. Ich komórki mają typową dla bakterii strukturę prokariotyczną . Fotosynteza zachodzi bezpośrednio w cytoplazmie . Kiedy są w symbiozie z grzybem , tworzą porosty .

Są one źródłem chloroplastów komórek eukariotycznych, dzięki czemu umożliwiają roślinom przeprowadzanie fotosyntezy po endosymbiozie .

Algi eukariotyczne

Wszystkie inne glony to eukarionty . W nich fotosynteza zachodzi w określonych strukturach otoczonych błoną, zwanych chloroplastami . Struktury te zawierają DNA i są podobne do sinic potwierdzających hipotezę endosymbiozy .

Trzy grupy roślin mają „pierwotne” chloroplasty :

W tych grupach chloroplast jest otoczony 2 membranami. Te z czerwonych alg mają mniej więcej typową pigmentację cyjanobakterii, podczas gdy kolor zielony i roślin wyższych jest spowodowany chlorofilem a i b . Analiza biochemiczna błon pozwala racjonalnie poprzeć hipotezę, że grupy te mają wspólnego przodka, to znaczy, że istnienie chloroplastów byłoby konsekwencją pojedynczego zdarzenia endosymbiotycznego.

Dwie inne grupy, Euglenophytes i Chlorarachniophytes , mają zielone chloroplasty zawierające chlorofil a i b . Te chloroplasty są otoczone, odpowiednio, trzema lub czterema błonami i prawdopodobnie zostały pozyskane z inkorporacji zielonych alg. Te z Chlorarachniofitów zawierają mały nukleomorf , pozostałą część jądra komórkowego. Przyjmuje się, że chloroplasty euglenofitów mają tylko 3 błony, ponieważ zostały nabyte przez myzocytozę, a nie przez fagocytozę .

Wszystkie inne glony mają chloroplasty zawierające chlorofile a i c . Ten ostatni rodzaj chlorofilu nie jest znany żadnemu prokariontowi ani pierwotnemu chloroplastowi, ale podobieństwa genetyczne sugerują związek z czerwonymi algami. Te grupy obejmują:

W pierwszych trzech z tych grup ( Chromista ) chloroplast ma 4 membrany zachowujące nukleomorfa w Cryptophytes i obecnie przyjmuje się, że mają wspólnego kolorowego przodka. Typowy chloroplast Dinofflagellate ma 3 membrany, ale istnieje znaczna różnorodność chloroplastów z tej grupy, a niektórzy członkowie pozyskali swoje plastydy z innych źródeł. Apicomplexa grupa blisko spokrewnionych pasożytów, posiada również plastydy przerodzić zwane apikoplast, jednak różne rzeczywiste chloroplasty, które wydają się mieć wspólne pochodzenie z tych wiciowce.

Skład glonów według różnych klasyfikacji

Rodzaje glonów

Niektóre gatunki, sklasyfikowane według Katalogu Życia  :

Bakterie
Królestwa Prokarioty

Eukariota Chromista
Reign

Plantae panowania

Panowanie pierwotniaków

Algi kopalne

Jeden z projektów realizowanych w ramach współpracy Tela botanica obejmuje stworzenie bazy danych alg dla alg (morskich, słonawych, słodkowodnych i lądowych makroalg i mikroalg) z Francji kontynentalnej, a ostatecznie z terytoriów zamorskich.

Kształty glonów

Większość prostszych glonów to jednokomórkowe wiciowce lub ameboidy , ale w kilku z tych grup rozwinęły się niezależnie formy kolonialne i nieruchome. Najczęstsze poziomy organizacji, z których kilka może ingerować w cykl życiowy gatunku, to:

Osiągnięto nawet wyższy poziom organizacji, co prowadzi do organizmów o całkowitym zróżnicowaniu tkanek. Są to algi brunatne, które mogą osiągnąć 70  m długości ( algi ); krasnorosty i zielone glony. Najbardziej złożone formy znajdują się w zielonych algach (patrz Charales ), w linii, która doprowadziła do wyższych roślin. Punkt, w którym zaczynają się te ostatnie i ustają, jest zwykle zaznaczony obecnością narządów rozrodczych z ochronnymi warstwami komórkowymi, co jest cechą niespotykaną w innych grupach glonów.

Ekologia alg

Glony, wraz z bakteriami i zooplanktonem , stanowią istotną i ważną część ekologii wodnej, aw szczególności środowiska morskiego . Przyjęli bardzo zróżnicowany styl życia, niektórzy nawet żyją bez wody. Dzięki odpornym zarodnikom wiele z nich ma wyjątkową zdolność do odporności. Do ich rozproszenia przyczyniają się ptaki wiatrowe, opryskujące i migrujące .

Glony odgrywają zasadniczą rolę w obiegu węgla . Rzeczywiście, wiążą węgiel atmosferyczny za pomocą fotosyntezy, a tym samym pomagają ograniczyć efekt cieplarniany .

Chociaż wszystkie są zaopatrzone w chlorofil, mogą być autonomiczne ( autotroficzne lub saprofityczne ), pasożytnicze lub żyć w symbiozie .

Makroglony rosną głównie w płytkich wodach i świadczenia różnych siedlisk. W mikroalg , które składają się na fitoplankton są u podstawy łańcucha pokarmowego morskich. Fitoplankton może występować w dużym zagęszczeniu, gdzie składniki odżywcze są obfite, na przykład w obszarach upwellingu lub eutroficznych . Mogą wtedy tworzyć kwiaty i zmieniać kolor wody.

W zielone fale , które może obejmować niektóre plaż z cuchnącej materaca o grubości kilku decymetrów, kilka metrów lub nawet dziesiątki metrów szerokości, są związane z proliferacją zielonych alg , głównie Ulva lactuca w środowisku wzbogaconym w azotany przez odpływ na obszarach o intensywnym rolnictwie lub przez niedostateczne oczyszczanie ścieków na obszarach miejskich.

Spożycie populacji glonów przez zwierzęta jest wynikiem filtrowania (mikroalgi, zarodniki glonów), wypasu glonów (zwierzęta morskie, które drapią lub ssą, wykorzystując swoją radulę , mikroskopijne glony, młode kiełkujące makroalgi ) lub pastwiska (zwierzęta pasące się na kawałkach makroglonów). , głównie ryby fitofagiczne ). Ciśnienie zwierząt w tych grupach pochodzi głównie od zwierząt w obszarze pływów wahania, które mają również etapowej rozkładu  : Brzuchonóg mięczaki ( Littorines , Aplysia , Gibbules, Troques, purpurowy, ślimaki) i wąsonogi reprezentowane przez kilka gatunków skorupiaki.

Glony stanowią oparcie dla epifauny stałej (ascydyny, wieloszczety), chronią makrofaunę chwiejną (kraby, jeżowce) oraz dużą mikrofaunę służącą jako pokarm dla różnych drapieżników (ryby, skorupiaki).

Zastosowania

Historyczny

Najstarszy dokument poświadczający medyczne zastosowanie wodorostów pochodzi z Chin z Shennong bencao jing , dziełem dotyczącym leków roślinnych, zwierzęcych i mineralnych, którego autorstwo przypisywano mitycznemu cesarzowi Shennong żyjącemu około 2800 rpne. AD Cały rozdział tej książki dotyczy alg i zaleca w szczególności stosowanie brunatnic bogatych w jod ( Laminaria digitata , Laminaria saccharina , Fucus vesiculosus , Sargassum ) w leczeniu wola , przeprowadzając jodoterapię przed literą. Chiński pisarz Sze Teu pisze w 600 rpne. AD „niektóre glony są jedynymi dania godne stole królewskim”, ale grecko-rzymskiej cywilizacji jest mniej entuzjastycznie roślin morskich (jedynym wyjątkiem jest rzymskie matrony, które przeznaczone są morszczyn dla zastosowań. Kosmetyki Dlatego Wergiliusz pisze w Eneidy "  nihil vilior alga  " (nic bardziej bazowego niż glony).

Eksploatacja wodorostów jako nawozu sięga co najmniej wczesnego średniowiecza we Francji. Wodorosty operacyjny staje przemysłowej z XVI -tego  wieku.

Roślinny pogardzie, bo na dole łańcucha bytu do Arystotelesa , algi jest czasem spożywany przez społeczności przybrzeżnych, aby poradzić sobie z wyzwaniami i zagrożeniami z głodu , to zużycie wypierane przez które z ziemniaka , którego kultura rozszerza się w Europie w pierwszej połowie XVIII th  century i przyczynia się do końca powszechnych głodu.

W latach 90. i 2000. glony były napiętnowane: plaże muszą zostać oczyszczone dla turystów, którzy chcą „czystych” plaż, a zielone przypływy mają katastrofalny wpływ na opinię publiczną; ale ich powrót rozpoczął z promocji wielu produktów na bazie alg dla branży kosmetycznej, spożywczej, medycynie, thalassoterapii ,  etc.

Przydatne glony

Żywność dla ludzi

Pięćdziesiąt gatunków dzikich lub hodowlanych alg jadalnych jest wykorzystywanych do żywienia ludzi, bezpośrednio lub w postaci suplementów diety , albo w postaci dodatków  :

Algi są również źródłem pierwiastków śladowych , zwłaszcza magnezu i jodu , których często brakuje w diecie w krajach uprzemysłowionych (szczególnie tych, które spożywają mało ryb i które spożywają rafinowaną sól pozbawioną zdrowego naturalnego jodu). Zawierają również przeciwutleniające polifenole zwane florotaninami .

Musimy unikać spożywania glonów żyjących w zanieczyszczonej wodzie , ponieważ niektóre zanieczyszczenia są przez te rośliny wchłaniane. Dzieje się tak na przykład z wydawnictw o radioaktywnej wody w pobliżu elektrowni jądrowych przybrzeżnych oraz ponownego przetworzenia ośrodków z odpadami promieniotwórczymi ( Windscale w Wielkiej Brytanii, La Hague roślinnych we Francji na przykład) lub lokali eksperymentalnych atomowe bomby ( Mururoa Atoll w Polinezji Francuskiej , na przykład ): poziomy radionuklidów mogą następnie uczynić te glony niebezpiecznymi dla zdrowia.

Karma dla zwierząt

Zwracamy uwagę na starożytne zastosowanie wodorostów w produkcji mąki i ciastek dodawanych do mieszanek paszowych, zwłaszcza dla drobiu .

W Bretanii , wodorosty użyto do karmienia krów.

Nawozy i poprawki

Wodorostów lub algi, zbiera się na wybrzeżach, zwłaszcza w Wielkiej Brytanii przez dłuższy czas, aby uczynić nawóz . Dawniej służył również do produkcji sody i potażu . Istnieje wiele sposobów na wykorzystanie glonów jako naturalnego nawozu w rolnictwie lub ogrodnictwie.

  1. Najlepiej odbierz jesienią; po uprawie połóż ją na ziemi i zakop (płytkie kopanie) - dotyczy to tylko czerwonych lub zielonych alg.
  2. W przypadku innych rodzajów glonów (laminaria, wodorosty morskie) rozprowadzić i pozostawić do wyschnięcia w celu usunięcia chlorku sodu; pozwala to na rozłożenie kolekcji na cały rok w zależności od burz.
  3. Wymieszać z kompostem z odpadów domowych - dojrzałość uzyskana po 6 miesiącach. Algi zawierają 70% materii organicznej i dużo pierwiastków mineralnych: azot 2%, potaż 3% ( morszczyn zawiera 6%), fosfor w małych ilościach 0,3%, wapń 2%, magnez 1%, siarka 1 po 8%, sód 5 %, żelazo, nikiel, miedź, cynk, jod, mangan. Bogactwo alg w produktach nawozowych nie powinno skłaniać nas do zapominania o obecności soli (sodu), której nadmiar powoduje zapłodnienie poprzez spalanie gleby.

Zalecane są dwa zastosowania: naprzemienne rodzaje obornika 1 rok z 2 (obornik glonowo-zwierzęcy); i umiarkowane spożycie 2-3 kg / m 2 lub 20 ton na hektar. Przy zbieraniu należy wziąć pod uwagę piasek związany z osadami glonów pływowych, może on stanowić od 25 do 30% całkowitej masy i w zależności od charakteru zmienianej gleby może osłabić strukturę retencji. lub przeciwnie, rozjaśniają nieco ciężkie gleby.

Maerl lub Phymatolithon calcareum ( Lithothamnium calcareum ) zwapnionego czerwonych wodorostów użyto do zmiany z gleby kwasami. Fundusze maël są teraz chronione.

Niektóre firmy, takie jak Goëmar, prowadzą badania nad algami stosowanymi jako środek wspomagający uprawę dzięki ich właściwościom biostymulującym (stymulacja obrony roślin i zwiększenie ich zdolności do wchłaniania składników odżywczych).

Zastosowania przemysłowe

Niektóre substancje pozyskiwane z alg, w szczególności wspomniane już alginy, wykorzystywane są jako środki żelujące, zagęszczacze, emulgatory w wielu gałęziach przemysłu: farmaceutycznego, kosmetycznego, tworzyw sztucznych, farb itp.

Baza agarowa służy do produkcji pożywek bakteriologicznych.

Phymatolithon calcareum ( Lithothamnium ) stanowi porowaty kamień wapienny używany do filtrowania wody.

Zdolność glonów filtra do wody poprzez skoncentrowanie jego składniki mogą być również wykorzystywane w oczyszczalniach dla ścieków (miast) lub z oczyszczalni przemysłowych ( przemysł chemiczny w szczególności). Pozostaje wybrać, co zrobić z tymi glonami, które stały się odpadem , ogólnie toksycznym .

Możliwe jest również wytwarzanie biodegradowalnego plastiku z alg, bez użycia ropy naftowej . Udało się to osiągnąć bretoński inżynier Rémy Lucas, który w 2010 roku stworzył firmę Algopack .

Produkcja biopaliw

Prawdopodobnie z alg biopaliwa mogą być produkowane z najlepszą wydajnością, co pozwala przewidzieć produkcję w znacznych ilościach bez masowego wylesiania . Hodowle alg jednokomórkowych o wysokiej zawartości lipidów (50% do 80% masy) i krótkim czasie podwajania (około 24 godzin) umożliwiają produkcję biodiesla, która jest mniej zanieczyszczająca i nieporównywalnie bardziej wydajna niż intensywna uprawa roślin lądowych: wymagana powierzchnia jest 30 razy większa mniej.

Bada się kilka technik produkcji:

Lipidy wyekstrahowane z tej biomasy można stosować:

Jednym z ograniczeń tego sektora jest konieczność zasilania kultur glonów wysokimi stężeniami CO 2 . Dopóki CO 2 pochodzi z eksploatacji paliw kopalnych , nie możemy traktować tego źródła biopaliw jako energii odnawialnej .

Mikroalgi euglena są namacalnym przykładem biopaliwa na bazie alg. Rzeczywiście, w 2015 r. japońska firma Euglena (firma) dostarcza codziennie autobus na biopaliwo, składający się z 1% eugleny . Firma zamierza również opracować biopaliwo do samolotów i ogłosiła, że ​​chce wykorzystać je na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2020 , ale żaden samolot nie latał jeszcze z biopaliwem produkowanym przez firmę.

Właściwości przeciwporostowe alg

Makroalgi morskie stanowią ważne źródło badań nad molekułami przeciwporostowymi . Rzeczywiście, organizmy te podlegają biofoulingowi z adhezją wielu organizmów, takich jak bakterie, mikroalgi, inne makroalgi, a nawet różne mięczaki. Są to na przykład od 10 2 do 10 7 cells.cm -2 z epiphytic bakterii, w zależności od gatunku makroalg. Rozwój biofoulingu może mieć szkodliwy wpływ na glony. Rzeczywiście, przykrycie ich powierzchni wymiany przez organizmy inwazyjne może ograniczyć dostęp do składników odżywczych, ale także do światła, zapobiegając fotosyntezie . Przylegające mikroorganizmy mogą być również chorobotwórcze dla glonów i zakłócać ich rozwój. Aby przeciwdziałać biofoulingowi, makroalgi opracowują zatem chemiczne i fizyczne środki obrony. Na przykład glony mogą powstrzymać inwazję organizmów poprzez wytwarzanie reaktywnych pochodnych tlenu ( ROS ), ale także poprzez wydzielanie wtórnych metabolitów biobójczych lub odstraszających (molekuły antiquorum sensing ). Niektóre makroalgi mają również specyficzną topografię powierzchni, pokrytą niegościnną śluzowatą warstwą ograniczającą przyczepność organizmów.

Eko-odpowiedzialne powłoki przeciwporostowe mogą zatem być inspirowane algami, aby hamować adhezję organizmów do powierzchni, zarówno przez naśladowanie ich topografii powierzchni, jak i poprzez szczepienie cząsteczek alg w celach przeciwporostowych. Niektóre przykłady cząsteczek i ich spektrum działania przedstawiono w poniższej tabeli.

Wodorost Rodzaj aktywności Związek aktywny
Caulerpa się rozmnoży Antybakteryjny, antyalgowy Estry seskwiterpenoidowe acetylenu
Sargassum  spp. Ochrona przed glonami florotaniny
Laurencia viridis Anty-okrzemka dehydrotyrsiferol
Grateloupia turuturu Anty pąkle Florydozyd
Ulvaria obscura Antyapetyczny Dopamina

Działanie przeciwzapalne alg

Główne rodziny cząsteczek przeciwzapalnych obecnych w makroalgach to siarczanowane polisacharydy , wielonienasycone kwasy tłuszczowe ( PUFA ), vidadol A i B, karotenoidy ( fukoksantyna , astaksantyna ), alkaloidy (kaulerpina), terpenoidy i feofityna a . 

Fucoxantin jest pochodną karotenoidów i została wyizolowana z brunatnic Myagropsis myagroides . Badania in vitro na liniach komórkowych makrofagów myszy RAW 264 indukowanych przez LPS wykazały, że fukoksantyna głównie hamuje wytwarzanie NO w sposób zależny od dawki i że jest to spowodowane hamowaniem transkrypcji iNOS  (en) . Występuje zatem hamowanie wydzielania cytokin, aw szczególności TNFα . Fukoksantyna zmniejsza również translokację do jądra białek P50 i P65, a tym samym degradację w cytoplazmie inhibitora B (ikB), co indukuje zmniejszenie transaktywacji czynnika NFkB i hamuje fosforylację kinaz białkowych. mitogeny ( MAPK , JNK, ERK…). Ponadto testy LDH umożliwiły ustalenie niecytotoksyczności fukoksantyny.

Kaulerpina jest alkaloidem bi-indolowym. Kilka izomery caulerpine wyizolowano z Rhodophyceae i zielenice właściwe . Aby zbadać przeciwzapalne działanie caulerpiny in vivo, zastosowano dwa modele u myszy: obrzęk ucha wywołany kapsaicyną i zapalenie otrzewnej wywołane przez karageniny. Zahamowanie powstawania obrzęków w uszach myszy o 56% obserwuje się, gdy wcześniej stosowano kaulerpinę. Podobnie, następuje zmniejszenie stanu zapalnego otrzewnej u myszy leczonych kaulepiną. Możliwe są mechanizmy działania podobne do indometacyny, takie jak hamowanie COX i fosfilaz A. Caulerpin jest również antynocyceptywny , przeciwnowotworowy , regulatorem wzrostu i ma właściwości stymulujące wzrost korzeni roślin.

Badanie in vitro ujawnia, że feofityna a wyizolowana z prolifera Ulva (Enteromorpha) hamuje indukcję wytwarzania anionu ponadtlenkowego przez związek prozapalny. Feofityna hamuje chemotaksję leukocytów i powstawanie obrzęku ucha u myszy in vivo .

Działanie cytotoksyczne zestawu siarczanowanych polisacharydów wyekstrahowanych z alg Sargassum hemiphyllum zbadano in vitro, mierząc proliferację komórek oraz produkcję LDH  ; nie ma wykrywalnego działania cytotoksycznego in vitro. Analizy in vitro wydają się wskazywać, że polisacharydy hamują tworzenie mediatorów stanu zapalnego, takich jak cytokiny. Badania te prowadzą naukowców do przekonania, że ​​siarczanowane polisacharydy oddziałują ze szlakiem tworzenia trimerycznego czynnika transkrypcyjnego NF-kB poprzez sekwestrację jednego z monomerów poza jądrem.

Adaptacja do ultrafioletu

W strefie pływów algi, które są organizmami stałymi, podlegają wielu stresom, w tym promieniowaniu ultrafioletowemu (UV). UV powoduje stres oksydacyjny , powodując powstawanie reaktywnych pochodnych tlenu ( ROS ), takich jak nadtlenek wodoru (H 2 O 2). Te ROS mogą uszkadzać DNA i powodować peroksydację lipidów i karboksylację białek w komórkach. Na dłuższą metę może to prowadzić do starzenia się komórek, raka, a nawet stanu zapalnego. Aby tolerować te stresy, glony mają strategie adaptacyjne, takie jak synteza wtórnych metabolitów fotoochronnych .

W algach występuje duża różnorodność fotoprotekcyjnych cząsteczek, które działają na różne sposoby: filtry UVA-filtry UVB, cząsteczki indukujące melanogenezę, cząsteczki odblaskowe, antyoksydacyjne i lecznicze. Ich właściwości cieszą się coraz większym zainteresowaniem producentów, zwłaszcza w kosmetyce: celem jest znalezienie naturalnych filtrów, aby zredukować filtry chemiczne obecne w filtrach przeciwsłonecznych, aby ograniczyć reakcje alergiczne i zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska tymi substancjami. Cząsteczki fotoochronne, które najczęściej występują w algach, to aminokwasy analogiczne do mykosporyny lub MAA ( ang. mycosporine-like aminokwas ). W przypadku alg, które nie mają MAA chroniącego się przed promieniowaniem UV, istnieją inne rodzaje cząsteczek, takie jak florotaniny czy karotenoidy .

Aminokwasy typu mykosporyny

MAA są obecne w wielu organizmach (mięczaki, Makroglony, bakterii, sinic ...). MAA są małymi metabolitami wtórnymi, o dużej różnorodności strukturalnej i posiadającym właściwość chromoforu  : mają możliwość tworzenia zdelokalizowanej chmury elektronicznej, która może rezonować z padającymi promieniami o określonej długości fali. Na przykład porphyra-334, wyekstrahowana z Porphyra umbilicalis , wychwytuje i odbija promieniowanie UV o długości fali 334  nm (UVA) bez wytwarzania reaktywnych pochodnych tlenu. Ich synteza jest indukowana ekspozycją na promieniowanie słoneczne.

Ich właściwość fotoochronna jest przekazywana wzdłuż łańcucha troficznego do wtórnego konsumenta. Na przykład jeżowce muszą żywić się glonami zawierającymi MAA, aby nadać ich jajom odporność na promieniowanie słoneczne, umożliwiając ich prawidłowy rozwój. Niedawno zespół naukowców zademonstrował fotoochronną skuteczność MAA, a w szczególności porfiry-334 w ludzkich fibroblastach. Porphyra-334 nie wydaje się być toksyczna dla tych komórek i wydaje się zmniejszać ich starzenie. MAA ogranicza stres, odbijając promieniowanie UVA, zmniejszając stres oksydacyjny związany z ekspozycją na promieniowanie UV oraz zmniejszając syntezę metaloproteaz macierzy (MMP) biorących udział w niszczeniu tkanki łącznej. Porphyra-334 bierze również udział w wychwytywaniu ROS biorących udział w uszkodzeniu DNA, peroksydacji lipidów i karboksylacji białek.

MAA mają zatem wysoki potencjał kosmetyczny w ochronie przeciwsłonecznej i walce ze starzeniem się komórek.

Florotaniny

W phlorotanins są polifenole znalezione w brunatnic. Są to oligomery floroglucynolu o różnych kombinacjach, co skutkuje znaczną różnorodnością tych cząsteczek. Pełnią różne role, takie jak ochrona przed roślinożercami. Podejrzewa się, że chronią glony przed promieniami UVB, ponieważ ich widmo absorpcji osiąga szczyt przy około 270  nm (UVB). W 2011 roku zespół naukowców wykazał, że phlorotannins miał fotoochronne w danio zarodków . Rzeczywiście, florotaniny zmniejszają wytwarzanie reaktywnych pochodnych tlenu, przebarwienia i śmierć komórek związaną z ekspozycją na promieniowanie UVB w tych zarodkach.

Toksyczne i szkodliwe glony

Mikroskopijne jednokomórkowe glony (wiciowce) mogą zatruć człowieka skorupiakami ( małże , ostrygi , małże , sercówki , małże ...) i zakazać ich stosowania pod groźbą poważnych zaburzeń żołądkowo-jelitowych lub, rzadziej, zaburzeń nerwowo-mięśniowych jest to dość powtarzające się zjawisko w hodowli omułków w dorzeczu Thau w Langwedocji i na wybrzeżach Atlantyku , zwłaszcza w Bretanii i Vendée .

Sargassum muticum , brunatnica przypadkowo wprowadzona do Europy w 1973 roku wraz z japońskimi ostrygami , szybko skolonizowała wybrzeże Atlantyku od Hiszpanii po Norwegię oraz zachodnią część Morza Śródziemnego po Wenecję. Zastąpił niektóre gatunki (w szczególności Laminairia saccharina) i może stanowić poważny problem dla hodowli skorupiaków . Zjawisko to zostało wyraźnie scharakteryzowane po raz pierwszy w latach 70. XX wieku , kiedy to zanieczyszczenie znacząco wzrosło w latach 80. , zanim ustabilizowało się w latach 90. XX wieku .

Caulerpa taxifolia ,tropikalna zielona alga, która przypadkowo uciekła z Muzeum Oceanograficznego w Monako, stała się inwazyjna w Morzu Śródziemnym wostatnich latachze szkodą dla rodzimej roślinności, w tym łąk Posidonia. Ma niską toksyczność i nie jest spożywany przez lokalną faunę.

W wodorostów kolekcjonerów rozważyć Saccorhiza polyschides A „chwastów” , o bardzo wytrzymałe krasnorostów , bez interesie gospodarczym, które szybko kolonizuje skały pozbawione przez eksploatację Laminaria digitata .

Uwagi i referencje

  1. Zobacz w szczególności prace:
    • Bruno de Reviers , Biologia i filogeneza alg , tom.  1: tom 1 , Paryż, Belin, coll.  "Belin Sup Sciences / Biologia",Październik 2002, 352  s. [ szczegóły wydań ] ( ISBN  978-2-7011-3083-5 , ISSN  1158-3762 )
    • Bruno de Reviers , Biologia i filogeneza alg: tom 2 , tom.  2: tom 2 , Paryż, Belin, coll.  "Belin Sup Sciences / Biologia",Luty 2003, 256  s. [ szczegóły wydań ] ( ISBN  978-2-7011-3512-0 , ISSN  1158-3762 )
  2. (w) Florian Weinberger i Michael Friedlander , "  Reakcja Gracilaria conferta (Rhodophyta) do Oligoagars wyników w obronie przeciwko agar-poniżającemu epifity  " , Journal of fykologia , vol.  36, n o  6,14 grudnia 2000 r., s.  1079-1086 ( ISSN  1529-8817 , DOI  10.1046 / j.1529-8817.2000.00003.x , czytanie online , dostęp 15 listopada 2017 )
  3. (w) Michael D. Guiry, „  Ile jest gatunków glonów?  ” , Journal of Phycology , tom.  48 N O  5,2012, s.  1057 ( DOI  10.1111 / j.1529-8817.2012.01222.x , czytaj online ).
  4. Ortega-Calvo JJ, Hernandez-Marine M, Saiz-Jimenez C (1991) Biodegradacja materiałów budowlanych przez cyjanobakterie i glony . Biodegeneracja międzynarodowa 28, 165–185
  5. Rindi, F., Guiry, MD, (2004) Skład i zmienność przestrzenna lądowych zespołów glonów występujących u podstaw murów miejskich w Europie. Fikol. 43, 225-235.
  6. Barberousse H (2006) Badanie różnorodności alg i sinic zasiedlających pokrycia elewacyjne we Francji oraz badania czynników sprzyjających ich powstawaniu (rozprawa doktorska) . Narodowe Muzeum Historii Naturalnej, Paryż
  7. Rindi F, Guiry MD, (2004, 2008) Skład i zmienność przestrzenna lądowych zespołów glonów występujących u podstaw murów miejskich w Europie . Fikol. 43, 225-235.
  8. Rindi F, Guiry MD, López-Bautista JM (2008) Rozmieszczenie, morfologia i filogeneza Klebsormidium (Klebsormidiales, Charophyceae) w środowiskach miejskich w Europie . Journal of Phycology 44, 1529-1540
  9. Warscheid T & Braams J, (2000) Biodegradacja kamienia: przegląd. Międzynarodowa Biodegradacja i Biodegradacja 46, 343-368.
  10. Estelle Dalod (2015) Wpływ składu chemicznego zapraw na ich biodegradację przez glony. Inżynieria procesowa. National School of Mines of Saint-Etienne <NNT: 2015EMSE0777>. <tel-01148160>
  11. Projekt z Tela Botanica z basealg programu catminat
  12. Schlichting, HEJ (1960) Rola ptactwa wodnego w rozprzestrzenianiu się glonów . Transakcje Amerykańskiego Towarzystwa Mikroskopowego, 79,160-166.
  13. Duarte CM, Middelburg JJ, Caraco N (2005) Główna rola roślinności morskiej w oceanicznym obiegu węgla. Bionauki 2 (1): 1–8
  14. Jacqueline Cabioc'h, Jean-Yves Floc'h, Charles-François Boudouresque, Alexandre Meinesz, Marc Verlaque, Przewodnik po wodorostach morskich w europejskich morzach , Delachaux i Niestlé,1992, s.  41
  15. (w) Raymond Seed i Raymond J. O'Connor, „  Organizacja społeczności w morskich epifaunach glonów  ” , Roczny przegląd ekologii i systematyki , tom.  12,Dziewiętnaście osiemdziesiąt jeden, s.  49-74
  16. (w) Joel Fleurence i Ira Levine, Wodorosty w profilaktyce zdrowia i chorób , Academic Press,2016, s.  377.
  17. (w) Valentine Jackson Chapman, Algi , Macmillan,1968, s.  11.
  18. Jacqueline Cabioc'h, Jean-Yves Floc'h, Alain Le Toquin, Charles François Boudouresque, Alexandre Meinesz, Marc Verlaque, Przewodnik po europejskich algach morskich , Delachaux i Niestlé,2006, s.  24
  19. Philippe Meyzie, Jedzenie w Europie w czasach nowożytnych , Armand Colin,2010, s.  125.
  20. Sébastien Marrec, Algues. Les champs du possible , recenzja ArMen , numer 208, wrzesień-październik 2015.
  21. Isabelle Quenin , kronika Jedz algi! w Europie 1 , 21 lipca 2011
  22. Glony: „rolniczy zasób” przyszłości . Eksperymenty z algami opisane na CultureSciences Chimie, witrynie ENS-DGESCO.
  23. "  Chez Goëmar, morze w służbie natury  " , na farmie.gouv.fr ,7 maja 2015
  24. Rémi Douat, „Innowacja: robi plastik z alg”, Le Parisien , 9 sierpnia 2013, czytaj online
  25. (w) Rewolucja plastikowa we Francji  [firma produkująca telewizję] David Coti, prezes Algopack in Earthrise [1]  na Al Jazeera English  (19 czerwca 2018 r., 10:36 minut)  YouTube . Skonsultowano się z7 lipca 2019. Scena ma miejsce o 2'18”.
  26. http://www.unh.edu/p2/biodiesel/article_alge.html Produkcja biodiesla na szeroką skalę z alg
  27. http://www1.eere.energy.gov/biomass/pdfs/biodiesel_from_algae.pdf Spojrzenie wstecz na program dotyczący gatunków wodnych Departamentu Energii USA: Biodiesel z alg
  28. http://bfs-france.com/technologie.html
  29. Daniel Eskenazi Tokio, „  Japońskie autobusy jeżdżą na wodorostach  ”, Le Temps ,21 września 2015 r.( przeczytaj online , konsultacja 4 sierpnia 2020 r. ).
  30. Inwestor, „  Japoński startup Euglena zamierza produkować biopaliwa na Igrzyska Olimpijskie w Tokio  ” , na stronie theinvestor.co.kr (dostęp 4 sierpnia 2020 r . ) .
  31. „  Żywność, krem ​​do twarzy i paliwo do silników odrzutowych: japońska firma znajduje wiele zastosowań dla alg  ” , na stronie CNNMoney (dostęp 4 sierpnia 2020 r . ) .
  32. (w) Hans Uwe Dahms i Sergey Dobretsov , „  Związki przeciwporostowe z morskich makroalg  ” , Marine Drugs , tom.  15 N O  9,28 sierpnia 2017, s.  265 ( DOI  10.3390/md15090265 , przeczytane online , dostęp 15 listopada 2017 r. )
  33. (en) MM Bengtsson , K Sjøtun i L Øvreås , "  Sezonowa dynamika biofilmów bakteryjnych na wodorosty morskiego Laminaria hyperborea  " , Ekologia drobnoustrojów wodnych , tom .  60, n o  1,4 maja 2010, s.  71-83 ( ISSN  0948-3055 i 1616-1564 , DOI  10.3354 / ame01409 , czytanie online , dostęp 15 listopada 2017 )
  34. Ditte B. Hermund , Merichel Plaza , Charlotta Turner i Rosa Jónsdóttir , „  Zależna od struktury zdolność antyoksydacyjna florotanin z islandzkiego Fucus vesiculosus przez UHPLC-DAD-ECD-QTOFMS  ”, Chemia Żywności , tom.  240,1 st lutego 2018, s.  904-909 ( DOI  10.1016 / j.foodchem.2017.08.032 , przeczytaj online , dostęp 15 listopada 2017 )
  35. (w) Julieta Muñoz i Ravi Fotedar , "  epifityzm Gracilaria cliftonii (Withell, Millar & Kraft) z Australii Zachodniej  " , Journal of Applied Phycology , tom.  22 N O  3,1 st czerwiec 2010, s.  371–379 ( ISSN  0921-8971 i 1573-5176 , DOI  10.1007 / s10811-009-9469-y , przeczytane online , dostęp 15 listopada 2017 r. )
  36. (w) AP Carvalho , D. Batista , S. Dobretsov i R. Coutinho , „  Ekstrakty z wodorostów morskich jako potencjalne inhibitory wykrywania i wzrostu kworum bakterii  ” , Journal of Applied Phycology , tom.  29 N O  21 st kwiecień 2017, s.  789-797 ( ISSN  0921-8971 i 1573-5176 , DOI  10.1007 / s10811-016-1014-1 , odczyt online , dostęp 15 listopada 2017 )
  37. James Chapman , Claire Hellio , Timothy Sullivan i Robert Brown , „  Bioinspirowane syntetyczne makroalgi: przykłady z natury dla zastosowań przeciwporostowych  ”, International Biodeterioration & Biodegradation , tom.  86,Styczeń 2014, s.  6-13 ( DOI  10.1016 / j.ibiod.2013.03.036 , czytanie online , dostęp 15 listopada 2017 )
  39. Noboru Nakajima , Naoki Sugimoto , Kaori Ohki i Mitsunobu Kamiya , „  Różnorodność profili florotanin wśród gatunków sargassasace wpływających na różnorodność i liczebność epifitów  ”, European Journal of Phycology , tom.  51, n o  3,2 lipca 2016, s.  307-316 ( ISSN  0967-0262 , DOI  10.1080 / 09670262.2016.1159340 , przeczytane online , dostęp 15 listopada 2017 )
  40. Francisco Cen-Pacheco , Adrián J. Santiago-Benítez , Celina García i Sergio J. Álvarez-Méndez , „  Oxasqualenoids from Laurencia viridis: Combined Spectroscopic – Computational Analysis and Antifouling Potential  ”, Journal of Natural Products , tom.  78, n o  4,24 kwietnia 2015, s.  712-721 ( ISSN  0163-3864 , DOI  10.1021/np5008922 , odczyt online , dostęp 15 listopada 2017 r. )
  41. Claire Hellio , Christelle Simon-Colin , Anthony Clare i Eric Deslandes , „  Kwas izetionowy i floridozyd wyizolowane z czerwonej algi, Grateloupia turuturu, Hamowanie osadzania się amfitrytu Balanus Cyprid Larvae  ”, Biofouling , tom.  20 N O  3,1 st maja 2004, s.  139-145 ( ISSN  0892-7014 , PMID  15545063 , DOI  10.1080 / 08927010412331279605 , odczyt online , dostęp 15 listopada 2017 )
  42. (w) Kathryn L. Van Alstyne , Amorah V. Nelson , James R. Vyvyan i Devon A. Cancilla , „  Dopamina działa jako obrona przeciw roślinożercom u umiarkowanych zielonych glonów Ulvaria obscura  ” , Oecologia , tom.  148 n O  21 st czerwiec 2006, s.  304-311 ( ISSN  0029-8549 i 1432-1939 , DOI  10.1007/s00442-006-0378-3 , przeczytaj online , dostęp 15 listopada 2017 r. )
  43. Związki przeciwzapalne pochodzenia makroalgowego: przegląd, Jaswir i Monsur, 2011
  44. Ocena przeciwzapalnego działania fukoksantyny wyizolowanej z alg brunatnych w makrofagach RAW 264,7 stymulowanych lipopolisacharydem, Heo et al., 2010
  45. Działanie antynocyceptywne i przeciwzapalne caulerpiny, alkaloidu bisindolowego wyizolowanego z wodorostów z rodzaju Caulerpa, Everton et al., 2009
  46. Silne działanie przeciwzapalne feofityny a pochodzącej z jadalnych zielonych alg Enteromorpha prolifera , Okai et al., 1997
  47. Hamowanie odpowiedzi zapalnych wywołanych lipopolisacharydem (LPS) przez ekstrakt siarczanowanego polisacharydu Sargassum hemiphyllum w surowych komórkach makrofagów 264,7, Hwang i wsp., 2010

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne