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Einführung in die Braunalgen (Phaeophyceae)

Braunalgen, wissenschaftlich als Phaeophyceae bezeichnet, sind hauptsächlich marine Organismen, die durch Photosynthese Energie produzieren. Ihr charakteristisches, braun-goldenes Aussehen verdanken sie dem Pigment Fucoxanthin, welches zusammen mit Chlorophyll a, c1 und c2 in den Plastiden enthalten ist. Fucoxanthin spielt eine entscheidende Rolle, da es die Photosyntheseeffizienz unter Wasser erhöht.

Beispiel einer Braunalge.1

Struktur und Aufbau der Braunalgen

Anders als viele höhere Pflanzen besitzen Braunalgen keinen typischen Wurzel-Spross-Blatt-Aufbau. Stattdessen besteht ihr vegetativer Körper aus:

  • Rhizoid: Ein Haftorgan, das die Alge am Substrat verankert.
  • Cauloid: Ein stielähnliches Organ.
  • Phylloid: Blattähnliche Strukturen.

Ein treffendes Beispiel ist Fucus vesiculosus (auch bekannt als Blasentang), welcher aus Rhizoid, Cauloid und Phylloid besteht und zur Stabilität noch luftgefüllte Blasen hat, was ihm Auftrieb im Wasser verleiht. Braunalgen sind somit flexibel und stabil zugleich, was ihnen erlaubt, unter verschiedenen Umweltbedingungen zu überleben.

Fotosynthese und Pigmentierung

Braunalgen betreiben Photosynthese mithilfe von Plastiden, die folgende Pigmente enthalten: - Chlorophyll a, c1 und c2 - Fucoxanthin

Diese spezielle Pigmentkombination ermöglicht es den Braunalgen, auch in den tieferen Wasserzonen effizient Licht zu absorbieren.

Effizienz durch Fucoxanthin

Fucoxanthin ermöglicht es Braunalgen, auch in tiefen und daher lichtärmeren Meereszonen effektiv Photosynthese zu betreiben.

Wichtige Polysaccharide und ihre Funktionen

Die Zellwände der Braunalgen sind komplex aufgebaut und enthalten verschiedene Polysaccharide:

  • Alginate: Ein Hauptbestandteil der Zellwände, das aus Mannuronsäure und Guluronsäure besteht. Alginate sind für ihre Hydrogel bildenden Eigenschaften bekannt.
  • Fucoidane: Sulfatierte Polysaccharide, die zur strukturellen Festigkeit beitragen.

Alginate

Alginat besteht hauptsächlich aus 1,4-β-Polymannuronid und Guluronsäure. Es bildet Calciumsalze, die in den Interzellularräumen gespeichert werden und die Zellwände festigen. Praktische Anwendungen umfassen die Lebensmittel- und Pharmaindustrie, wo Alginate als Verdickungsmittel, Stabilisatoren und Hydrogelbildner genutzt werden. Typische Algen, die Alginate enthalten, sind Laminaria und Macrocystis.

Wichtige Anwendungen von Alginaten

Die Hydrogel bildenden Eigenschaften von Natriumalginat werden in der Pharmazie geschätzt und sind auch in der Lebensmittelindustrie von großer Bedeutung.

Laminarin

Ein weiteres wichtiges Polysaccharid in Braunalgen ist Laminarin, das als Reservekohlenhydrat dient. Laminarin ist ein verzweigtes Glukan und spielt eine entscheidende Rolle bei der Speicherung von Energie in Braunalgen.

Vergleich mit Rotalgen

Während Braunalgen vor allem Alginate produzieren, sind Rotalgen, wie Gelidium, Gracilaria und Gigartina, für die Produktion anderer Polysaccharide wie Agar und Carrageen bekannt. Agar besteht aus Agarose und Agaropektin und wird häufig als Geliermittel in der Lebensmittelindustrie und im Labor verwendet.

Unterschiede zwischen Alginate und Agar

Alginate werden aus Braunalgen gewonnen und hauptsächlich als Hydrogelbildner genutzt, während Agar aus Rotalgen stammt und als Geliermittel verwendet wird.

Beispiel: Ascophyllum nodosum

Ascophyllum nodosum ist besonders bekannt für seinen vielzelligen Thallus und seinen hohen Gehalt an Alginsäure, die in den Interzellularräumen als Calciumsalze gespeichert wird. Hier sehen wir einen klaren Unterschied zu Agar, das aus Rotalgen gewonnen wird.

Zusammenfassung

  • Braunalgen (Phaeophyceae) sind marine Organismen, die durch Photosynthese Energie produzieren, wobei das Pigment Fucoxanthin eine Schlüsselrolle spielt, besonders für die Effizienz unter Wasser.
  • Der vegetative Körper der Braunalgen besteht aus Rhizoid (Haftorgan), Cauloid (stielähnliches Organ) und Phylloid (blattähnliche Strukturen), was ihnen Flexibilität und Stabilität verleiht.
  • Photosynthese: Braunalgen nutzen eine Kombination aus Chlorophyll a, c1, c2 und Fucoxanthin in ihren Plastiden, um Licht auch in tieferen Wasserzonen effektiv zu absorbieren.
  • Alginate, bestehend aus Mannuronsäure und Guluronsäure, verleihen den Zellwänden Festigkeit und werden in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie häufig als Verdickungsmittel und Stabilisatoren eingesetzt.
  • Laminarin ist ein verzweigtes Glukan und dient als Reservekohlenhydrat in Braunalgen, essentiel für die Energiespeicherung.
  • Im Vergleich zu Braunalgen produzieren Rotalgen Polysaccharide wie Agar und Carrageen, die meist als Geliermittel verwendet werden, z.B. in der Lebensmittelindustrie.

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Footnotes

  1. Credits Beispiel einer Braunalge. Grafik: User:Stemonitis, Fucus serratus2, CC BY-SA 2.5↩︎