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Blutschnee – Entstehung und Potenziale

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Blutschnee - rote Farbe durch Mikroalgen hervorgerufen

Mikroalgen findet man fast überall auf unserem Planeten. Auch in extremen Klimazonen finden sich Spezialisten, die sich Ihre Nische zum Überleben gesucht habe. Ein Beispiel dafür ist das Naturphänomen, das in den Alpen unter dem Begriff „Blutschnee“ bekannt ist. Hierbei handelt es sich um rote Färbungen, die auf sommerlichen Schneeflächen zu finden sind. Hervorgerufen werden diese z.B. durch Algen der Gattung Chlamydomonae, die ihre rote Färbung durch Pigmente erhält, um sich vor der starken Sonneneinstrahlung zu schützen. Insgesamt sind aktuell ca. 350 Arten identifiziert, darunter auch Arten die keine so genannte „Sekundärpigmentierung“ ausbilden und grün bleiben, wie beispielsweise in der Antarktis gefunden. Violett-braune Schattierungen werden manchmal auf Gletschereis gefunden, hervorgerufen von Algen aus der Gattung der Mesotaeniaceae.

Blutschnee – die Biologie der Schneealgen

Der Blutschnee enthält Algen, die in den obersten Zentimetern der Schneeschicht wachsen und sind hier extremen Temperaturen, starker UV-Strahlung und einem Unterangebot von Nährstoffen ausgesetzt sind. Der gesamte Stoffwechsel der Algen ist an die niedrigen Temperaturen angepasst. Dies sogar so stark, dass die Lebensfähigkeit der Algen bei Temperaturen um +10 Grad Celsius deutlich abnimmt. Die zum Wachstum benötigten Mineralstoffe gewinnen die Mikroalgen aus Windablagerungen, das CO2 natürlich aus der Luft.

Carotinoide und Antioxidantien in den Mikroalgen

Zu seinem Namen kam der Blutschnee durch die Pigmentierung der Algen. Um keine Schäden durch die hohe UV-Strahlung davon zu tragen, werden oft Pigmente gebildet, die die Organismen schützen. Viele dieser Pigmente sind chemisch den Carotinoiden zuzuordnen. Für die Rote Färbung von Chlamydomonas ist hier das Astaxanthin verantwortlich. Unter anderem dieser Stoff interessiert die Forschung sehr. Neben Astaxanthin konnten noch viele andere Carotinoide konnten in den Schneealgen nachgewiesen werden wie z.B. beta-Carotin, Lutein, Neoxanthin, Violaxanthin, Zeaxanthin, Canthaxanthin. Auch andere Antioxidantien wie Vitamin E (alpha-Tocopherol) werden von den Algen gebildet.

Industrielle Anwendungsgebiete von Schneealgen

Astaxanthin wird aktuell als Nahrungsergänzungsmittel auf dem Markt angeboten und zählt zu den sogenannten Radikalfängern. Hier finden wir auch beta-Carotin, das allerdings üblicherweise aus Dunaliella salina in sonnenreichen Gebieten gewonnen wird. In der Produktion dieser beiden Stoffe spielen Schneealgen heute noch keine Rolle. Carotinoide werden von vielen Algenarten in großer Menge gebildet und schon seit Langem industriell hergestellt. Allerdings werden auch heute noch 95% des Weltmarktes für Astaxanthin von synthetisch hergestelltem Astaxanthin abgedeckt.

Interessant könnten Schneealgen für Produktion dieser Inhaltsstoffe in kalten Zonen werden, allerdings bleibt fraglich ob eine internationale Konkurrenzfähigkeit mit den genannten Produkten aus wärmeren Länderen zu realisieren ist. Wahrscheinlich eher nicht.

Deshalb werden auch andere Stoffe aus den Schneealgen genauer unter die Lupe genommen. Am interessantesten sind die sogenannten Antifreeze-Proteine oder auf Fachdeutsch „eisstrukturierende Proteine“. Diese Proteine ermöglichen den Algen erst das Leben in der unwirtlichen Eiswüste. Die Proteine werden von der Alge an ihre Umgebung abgegeben und binden irreversibel an das umgebende Eis. Dadurch wird der Gefrierpunkt vermindert und die Bildung von großen Eiskristallen unterbunden. Die kommerzielle Einsetzbarkeit dieser Proteine umfasst viele Bereiche. Denkbar wäre die Anwendung in der Transplantationsmedizin zur schonenderen Lagerung von Organen bei sehr geringen Temperaturen. Auch im Lebensmittelbereich (Tiefkühlkost) sind Märkte vorhanden, wenn die Produktion kostengünstig erfolgen kann.

Wer bei den arktischen Temperaturen dem Nachbarn mal den Vorgarten einfärben möchte, hat die Möglichkeit in der Culture Collection of Cryophilic Algae (CCCryo) eine Stammkultur seiner Wahl zu bestellen. Blutschnee selbst gemacht…

 Photo über Flickr von alaskanent. Thanks for sharing.

 

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