Chlorella ist eine Gattung von Süßwasseralgen. Sie sind weit verbreitet.
Beschreibung
Chlorella-Arten bilden kugelförmige, einzeln vorliegende Zellen und sind durch Chlorophyll a und b grün. Die Zellen sind mit 2 bis 10 µm Durchmesser sehr klein.
Die Zellwand dieser Algengattung besteht aus einem mehrschichtigen Cellulosegerüst, in das Schichten aus polymeren Kohlenwasserstoffketten eingelagert sind. Die Zellen enthalten einen einzelnen Chloroplasten und verstreut im Zytoplasma liegende Mitochondrien.
Die Vermehrung geschieht offenbar ausschließlich ungeschlechtlich, es wurde jedenfalls noch keine Gametenbildung beobachtet. Das Genom ist haploid.
Systematik
Chlorella vulgaris ist die Typusart der Gattung Chlorella. Sie wurde 1889 von Martinus Willem Beijerinck bei Delft beschrieben und wird nun in offiziellen Stammsammlungen wie der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen weitergezüchtet.
Die Gattung Chlorella ist keine monophyletische Verwandtschaftsgruppe. Wahrscheinlich handelt es sich sogar um eine polyphyletische Gattung, deren gemeinsame Merkmale durch konvergente Evolution entstanden sind.Christian van den Hoek, Hans M. Jahns, David G. Mann: Algen. 3. Auflage. Thieme, Stuttgart 1993, ISBN 3-13-551103-0. Die Monophylie der Gattung wird durch genetische Analysen klar widerlegt, zudem sind die verschiedenen Kladen und ihre Abgrenzung je nach Methode widersprüchlich und nicht stabil. In einer aktuellen Analyse kamen die Autoren im Jahr 2015 zu dem Schluss: „Inferring the phylogeny of Chlorella and allies is still a nightmare.“ (Die Phylogenese von Chlorella und verwandten Arten zu erschließen, ist immer noch ein Albtraum)Jaqueline S. Heeg, Matthias Wolf: ITS2 and 18S rDNA sequence-structure phylogeny of Chlorella and allies (Chlorophyta, Trebouxiophyceae, Chlorellaceae). In: Plant Gene . Nr. 4 2015, S. 20–28. doi:10.1016/j.plgene.2015.08.001.
In der AlgaebaseM. Beijerinck: Chlorella. In: M. D. Guiry, G. M. Guiry: AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway, abgerufen am 22. April 2024. werden folgende Arten (Stand: April 2024) als „currently accepted taxonomically“ (derzeit taxonomisch anerkannt) gelistet (wobei es sich in einigen Fällen um dubiose und alte Namen handelt, die aber nie formal synonymisiert worden sind; andere wurden durch Seqenzdaten bestätigt): Chlorella acuminata Chlorella botryoides Chlorella colonialis 2011 [Chlorella sp. UTEX 938] Stamm UTEX 938 Chlorella conglomerata Chlorella elongata , 2011 [Dictyosphaerium elongatum , 1977; Chlorella sp. CCAP 222/18] Stamm CCAP 222/18 Chlorella faginea Chlorella godinezii Chlorella heliozoae , 2011 [Chlorella sp. SAG 3.83] Stamm SAG 3.83 Chlorella infusionum Chlorella lewinii , 2011 [Chlorella sp. CCAP 211/90] Stamm CCAP 211/90 Chlorella miniata [Protococcus miniatus , 1849] Chlorella nocturna Chlorella oocystoide Chlorella pachyderma Chlorella peruviana Chlorella photophila Chlorella pituita d, 2011 [Chlorella sp. ACOI 856] Stamm ACOI 856 Chlorella rotunda , 2011 [Chlorella sp. CCAP 260/11] Stamm CCAP 260/11 Chlorella rugosa Chlorella salina , 1919 [Chlorella gloriosa , 2015] Chlorella singularis , 2011 [Chlorella sp. CB 2008/73] Stamm CB 2008/73 Chlorella sorokiniana [Chlorella sp. GXNN 01, Chlorophyta sp. LWG002615, Chlorella sp. C74, Chlorella sp. SAG 211-34] Stämme SAG:211-8k; SAG 211-34; GXNN 01; LWG002615; C74 Chlorella stigmatophora Chlorella terrestris Chlorella vannielii Chlorella variabilis 1965 [Chlorella sp. SAG 211-6; Chlorella sp. Syngen 2-3; Chlorella sp. NC64A; Chlorella sp. 211-6; Chlorella sp. Bnd1-ZK; Chlorella sp. Dd1-ZK; Chlorella sp. KM2-ZK; Chlorella sp. F36-ZK; Chlorella sp. So13-ZK; Chlorella sp. OK1-ZK] Stämme SAG:211-6 alias 211-6; Syngen 2-3; NC64A; Bnd1-ZK, Dd1-ZK; KM2-ZK; F36-ZK; So13-ZK; OK1-ZK ; N64A Chlorella variegata Chlorella volutis , 2011 [Chlorella sp. CB 2008/69] Stamm CB 2008/69 Chlorella vulgaris , 1890 [Chlorella sp. CCAP 211/74; Chlorella sp. CCAP 211/63] Stämme SAG:211-11b; CCAP 211/74; CCAP 211/63; IAM C-27 früher Chlorella ellipsoidea IAM C-27
Die aus biologischen Bodenkrusten der Wüste Negev isolierte Chlorella ohadii, angeblich die am schnellsten wachsende Grünalge, (Stand Januar 2022)Haim Treves et al.: Carbon flux through photosynthesis and central carbon metabolism show distinct patterns between algae, C3 and C4 plants. In: Nature, Band 8, S. 78–91, Januar 2022; doi:10.1038/s41477-021-01042-5; insbes. Abb. 6 mit C. sorokiniana, C. ohadii, Chlamydomonas reinhardtii. Dazu:Josephine Franke: Warum Algen schneller wachsen als Nutzpflanzen – Strategien für die effizientere Photosynthese könnten Erträge auch bei Getreide und Co erhöhen. auf: scinexx.de vom 4. Februar 2022., ist in der Liste nicht enthalten, weil die Art, trotz zahlreicher wissenschaftlicher Publikationen darüber, nie formal wissenschaftlich beschrieben worden ist.vgl. Haim Treves, Hagai Raanan, Omri M. Finkel, Simon M. Berkowicz, Nir Keren, Yoram Shotland, Aaron Kaplan: A newly isolated Chlorella sp. from desert sand crusts exhibits a unique resistance to excess light intensity. In: FEMS Microbiology Ecology. Band 86, Nr. 3, 2013, S. 373–380. doi:10.1111/1574-6941.12162
Historisches Bei Chlorella erforschte Melvin Calvin die Sekundärreaktion der Photosynthese, wofür er 1961 den Nobelpreis erhielt.
Nutzung Chlorella wird für die Herstellung von Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Kosmetika verwendet. Seit dem Jahr 1999 existiert in Deutschland eine Produktionsanlage für Mikroalgen in Klötze/Altmark. In dieser wird die Alge in einem 500 km langen Glasröhrensystem kultiviert.
Nahrungsergänzungsmittel Werbeaussagen mit dem Tenor „volles Nährstoffspektrum an Vitaminen, Mineralstoffen, Eiweiß und Fettsäuren“ werden von den Überwachungsbehörden in Deutschland als irreführend eingestuft, da Nahrungsergänzungsmittel aus Algen nur wenige Nährstoffe in relevanten Mengen enthalten. Gleiches gilt für Aussagen, dass Chlorophyll für den Menschen ernährungsphysiologisch von Bedeutung sei.Algenpräparate – kein grünes Wunder. In: (PDF; 1,8 MB), S. 42. Zu möglichen Gesundheitseffekten finden sich nur vereinzelt klinische Studien mit geringer Teilnehmerzahl und Aussagekraft.
Gesundheitsgefährdend können Chlorella-Produkte sein, wenn diese polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) enthalten. Dies lässt sich auf eine schlechte Herstellungspraxis und insbesondere einer unsachgemäßen Trocknung der Zutaten zurückführen.
Vitamin B12 Untersuchungen des Vitamin B12-Gehalts verschiedener Chlorella-Produkte weisen darauf hin, dass diese das Vitamin nicht selbst hergestellt haben. Stattdessen wird dieses aus dem Kulturmedium aufgenommen, beispielsweise durch die vorhandene bakterielle Begleitflora, die Vitamin B12 synthetisieren kann. Dies erklärt, warum der Gehalt bei den untersuchten Proben erheblich schwankt (<0,1 μg bis etwa 415 μg bzw. nicht nachweisbar bis 446 µg pro 100 g Trockengewicht). Auch die Herstellungsprozesse der Produkte können sich auf den Gehalt auswirken (z. B. hohe Lichtempfindlichkeit der Vitamin B12-Vitamere). Außerdem sind die Gehaltsangaben nicht immer zuverlässig.
Ob das in den Produkten vorhandene Vitamin B12 für den Menschen bioverfügbar und nutzbar ist, ist nach Angaben in der Literatur nicht eindeutig. Es empfiehlt sich, mittels Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung mit Elektrospray-Ionisation der einzelnen Substanzen (LC/ESI-MS/MS) den Gehalt von Pseudovitamin B12 zuverlässig zu bestimmen. Beim klassischen mikrobiologischen Assay werden höchstwahrscheinlich die Angaben überschätzt.
Parasiten Chlorella wird parasitiert von obligat parasitären Bakterien der Gattung Vampirovibrio (Melainabacteria), nachweislich C. vulgaris und C. sorokiniana durch die Typusspezies V. chlorellavorus.Rochelle M. Soo, Ben J. Woodcroft, Donovan H. Parks, Gene W. Tyson, Philip Hugenholtz: Back from the dead; the curious tale of the predatory cyanobacterium Vampirovibrio chlorellavorus. In: PeerJ. Band 3, 21. Mai 2015, S. e968, doi:10.7717/peerj.968. PMID 26038723, Blake T. Hovde, Seth A. Steichen, Shawn R. Starkenburg, Judith K. Brown: Vampirovibrio chlorellavorus draft genome sequence, annotation, and preliminary characterization of pathogenicity determinants. In: Phycological Research. Band 68, Nr. 1, 17. Juli 2019, S. 23–29. doi:10.1111/pre.12392
Symbiosen Eine Reihe wirbelloser Tiere, aber auch verschiedene Protisten, sind durch Endosymbionten grün gefärbt. Diese sind oft von Chlorella-artiger, einfach kugelförmiger Gestalt und werden daher oft pauschal „Zoochlorellen“ genannt. Ihre tatsächliche systematische Stellung war in den meisten Fällen vor Einführung genetischer Methoden nicht feststellbar. Heute ist klar, dass die Zoochlorellen selbst bei einzelnen Wirtsarten nicht immer derselben Algenart angehören müssen. So wurden bei dem grünen Süßwasserpolyp Hydra viridissima verschiedene Algen ganz unterschiedlicher systematischer Stellung nachgewiesen, darunter auch Chlorella (zu Chlorella vulgaris gehörig oder nahe verwandt dazu).Nives Rajević, Goran Kovačević, Mirjana Kalafatić, Sven B. Gould, William F. Martin, Damjan Franjević: Algal endosymbionts in European Hydra strains reflect multiple origins of the zoochlorella symbiosis. In: Molecular Phylogenetics and Evolution. Band 93, 2015, S. 55–62. doi:10.1016/j.ympev.2015.07.014 Auch bei zwei im Süßwasser lebenden Strudelwürmern wurde der Endosymbiont als Chlorella vulgaris angegeben.Angela E. Douglas: Experimental Studies on Symbiotic Chlorella in the Neorhabdocoel Turbellaria Dalyellia viridis and Typhloplana viridata. In: British Phycological Journal. Band 22, 1987, S. 157–161.
Literatur W. Goetsch, L. Scheuring: Parasitismus und Symbiose der Algengattung Chlorella. In: Zeitschrift für Morphologie und Ökologie der Tiere. Band 7, Nr. 1/2, 1926, S. 220–253. L. Krienitz, V. A. Huss, C. Bock: Chlorella: 125 years of the green survivalist. In: Trends in plant science. Band 20, Nr. 2, 2015, S. 67–69.
Einzelnachweise NCBI Taxonomy Browser: Chlorella. Sheree Yau, Marc Krasovec, L. Felipe Benites, Stephane Rombauts, Mathieu Groussin, Emmelien Vancaester, Jean-Marc Aury, Evelyne Derelle, Yves Desdevises, Marie-Line Escande, Nigel Grimsley, Julie Guy, Hervé Moreau, Sophie Sanchez-Brosseau, Yves Van de Peer, Klaas Vandepoele, Sebastien Gourbiere, Gwenael Piganeau: Virus-host coexistence in phytoplankton through the genomic lens. I: Science Advances, Band 6, Nr. 14, 1. April 2020; S. aay2587; ().
Weblinks
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