近年以来,从珠穆朗玛峰到南极冰川都出现了“西瓜雪”,而造成这种现象的正是“雪衣藻”,尽管早在亚里士多德时他已对由雪衣藻引起的红雪现象描述,但其实生物学家对这种生物的研究才不过一百多年。
它是衣藻属下的一个单细胞红色绿藻门物种,具有光合作用能力,常见于世界各地如极地或高山山脉的雪原,虽然这些雪衣藻本身没有危害,但是它们却是加速冰川融化的幕后推手。
雪衣藻融化冰川加速变暖
雪衣藻本来就潜伏在山上、雪原及极地之中,在寒冷的冬季,它们处于冬眠静止状态,但是一旦阳光足够温暖,随着气温上升,藻类就开始了“春季”复苏。年轻的雪衣藻呈绿色,当它们成熟后会产生红色的类胡萝卜素, 然后这些雪衣藻就会快速繁殖起来,形成了极具冲击力的红色雪景!
雪衣藻拥有的类胡萝卜素能帮助吸收更多热量,融化更多的雪,再吸收更多雪水,科学家经过研究发现,它会使雪反射的阳光量降低13%,这会导致更高的融雪速度,而雪衣藻生长面积就如滚雪球般,越滚越大。雪衣藻具有很强的繁殖能力,可以无性繁殖也可以有性繁殖,无性生殖时, 细胞静止不动, 其内的原生质体经过有丝分裂, 形成子原生质体, 随后各自形成游动孢子或静孢子, 待母细胞壁胶化破裂时, 每个游动孢子释放出来形成新个体。雪衣藻的有性生殖在雪水中进行, 原生质体经过分裂产生配子, 其形态结构和游动相同, 但更小些。
这就形成了一个恶循环,温度上升,导致雪衣藻复苏,雪衣藻复苏之后,融化冰川加速全球变暖,导致更多的雪衣藻复苏。
有数据显示,南极的气温每十年就会以0.6℃的速度上升,南极气候变暖的速度是全球的三倍以上。而其中雪衣藻的快速繁殖是因素之一。
那如何控制雪衣藻的数量呢?
雪衣藻中含有丰富的类胡萝卜素,, 雪衣藻主要依靠合成特殊的细胞成分来适应极端环境, 包括类胡萝卜素 、不饱和脂肪酸、胞外多糖、酚类物质和游离脯氨酸等。
雪衣藻中的类胡萝卜素属于酮式类胡萝卜素,也叫虾青素,自然界中的虾青素主要来自于微生物,比如雨生红球藻和红发夫酵母。天然虾青素可以从雨生红球藻中提取,也可利用红发酵母发酵生产。
早在1991年,通过对比清除自由基的能力,日本学者三木亘确定了虾青素的抗氧化能力是其他类胡萝卜素的10倍以上,是维生素E的100倍以上。相比β-胡萝卜素,虾青素能更有效地抑制过氧化物的产生。由于这种惊人的抗氧化能力,虾青素吸引了大量的研究者来对其进行进一步的研究。
目前在动物实验和细胞实验中,虾青素在降血脂、抗炎、防止紫外线辐射、抗癌、保护眼睛和中枢神经及缓解亚健康状态等很多方面均有很好的应用,当然,究竟是否对人体有作用,还需要进行进一步的人体试验。
除此之外,雪藻中含有相当高含量的 P、A l、Fe、C a和 K 元素,并且 Fe在藻中有最大的累积浓度, 其成分几乎是恒定的。从这可以看出 Fe是生物体至关重要的一种物质。
衣藻的生物安全性早已被证实, 它是微型浮游动物的研究中国际公认的标准食物。国外在水产育苗中一直使用衣藻作为双壳类、对虾和海鱼的鲜活饵料。而雪衣藻,许多专家也认为,它大补,可以作为人类食品。
美国学者在一项对雪衣藻是否会引起人体不适的实验中, 让年龄在 24 ~ 56岁的 7位健康的阿尔卑斯山徒步旅行者, 每人直接食用 500 g 富含雪衣藻的雪后, 受试者均未出现腹泻和脱水症状 , 说明雪衣藻具有作为人类食品的巨大潜力。
从产业化角度来讲, 雪衣藻由于能够在低温、强光极端环境中生长并高效积累虾青素, 完全可以克服其它生物污染, 易于实现纯种高密度培养, 很有希望实现虾青素的工业化生产。
中国有雪衣藻养殖的条件
在我国北方现有螺旋藻开放池养殖系统,螺旋藻是自然界营养成分最丰富、最全面的生物,螺旋藻富含高质量的蛋白质、γ-亚麻酸的脂肪酸、类胡萝卜素、维生素,以及多种微量元素如铁、碘、硒、锌等。
螺旋藻开放池面积约合几十万平方米, 螺旋藻适于高温碱性环境。而每年的 10月至第二年的四月平均水温在 0 ~ 15 ℃之间 , 无法生产螺旋藻,这就造成了场地 、设备闲置, 造成巨大浪费。
如能在此期间进行雪衣藻的大规模培养并有效诱导它生产虾青素, 将可有效利用现有资源, 并创造一定的经济效益。此外, 雪衣藻提取的虾青素还可以作为食品添加剂,它能改善水产品 、禽蛋的色泽, 满足消费者的需求, 而在人体方面也具有抗氧化、增强免疫力等作用, 且无毒害, 不会造成环境污染, 是一种绿色添加剂, 所以在未来具有广阔的市场前景。
因此,雪衣藻s是生产虾青素的极好的物种选择之一。
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