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Monique Keiran:“奇怪的细菌性行为”帮助我们消化海藻

吸收碳的海藻在环境中扮演着重要的角色,但不被重视却至关重要的角色是分解海藻的海洋细菌,其中一些细菌可以让人类消化裙带菜和海苔
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在过去十年中,全球海藻产量翻了一番,许多当地的收割机和生产者正在寻求开发和满足北美对海藻产品日益增长的需求,并帮助满足亚洲对清洁、无污染的海洋大型藻类的长期需求。美联社图片/科菲·琼斯

该地区的海藻捕捞和养殖产业正在增长,越来越多的企业获得了在沿海捕捞野生水生植物的许可,用于食品、动物饲料、肥料、护肤品和其他用途。

温哥华岛周围的海洋提供了海藻茁壮成长所需要的一切——充足的阳光和寒冷、营养丰富的海水。超过630种已知的物种生长在我们的海岸。

在过去十年中,全球海藻产量翻了一番,许多当地的收割机和生产者正在寻求开发和满足北美对海藻产品日益增长的需求,并帮助满足亚洲对清洁、无污染的海洋大型藻类的长期需求。

事实上,维多利亚州和该地区有70多家供应寿司或日本食物的餐馆。

所有这一切都意味着,如果我们中的任何人渴望temaki,海苔,海藻沙拉,味增汤中有嚼劲的海藻碎片,或dulse或海带饼干,我们有选择-新鲜的,干的,本地的或进口的。

海藻被认为是一种神奇的植物,实际上它并不是植物。和植物一样,它们也通过光合作用生产食物,但它们缺乏植物的结构——根、茎、叶和专门的多细胞繁殖结构。

相反,海藻是一种大型藻类。

神奇的是它们只需要海水和阳光就能生长。它们为其他海洋生物提供了栖息地。它们还能减缓海洋酸化。

对于新兴的蓝色经济——世界银行将其定义为“经济增长、社会包容和保护生计,同时确保海洋和沿海地区的环境可持续性”——来说,它们是吸收和保留碳的关键。由于海藻的存在,海洋成为地球上最大的碳库之一。

在海洋碳循环中,分解海藻的海洋细菌不受重视,但却至关重要。

多亏了这些相同的微生物,我们人类才能消化裙带菜和海苔,提取海藻中的蛋白质、矿物质、维生素、ω -3脂肪酸和抗氧化剂。

十多年前,科学家们从一名日本成年人的粪便样本中发现了使海洋细菌降解被称为卟啉的复杂碳水化合物的基因,卟啉在冷水海藻中发现。

今年早些时候,研究表明,这些基因在我们的肠道中比我们想象的更常见。让尖脑袋的人特别感兴趣的是,这些基因通过一个被称为横向基因转移、水平基因转移的过程进入我们的肠道微生物群,或者用Nature Boy的话说,“奇怪的细菌性别”。

细菌之间交换基因。这种巧妙的方法可以让细菌迅速适应新的环境。细菌不需要等待罕见突变的出现。它们可以从邻居那里获得可靠的基因,从而对抗生素产生抗药性或开发新资源——就像我们吃的任何海藻一样。

在消化过程中,我们的肠道细菌会分解水果、蔬菜和谷物中的膳食纤维或多糖。然而,在海藻中发现的多糖与我们通常的陆源食物中的多糖具有非常不同的化学结构。

而且,不知何故,来自海洋拟杆菌门的基因——一组在微生物组中起关键作用的细菌——找到了进入我们肠道的途径。

当研究人员分析这种细菌降解海藻衍生的多糖卟啉、海藻素、海藻酸盐和卡拉胶的能力时,他们发现处理海藻素的基因在他们取样的美国人群中广泛存在,这些基因可能与处理燕麦和全谷物中发现的复杂糖的相关能力有关。其他海藻多糖被较少的细菌种类所利用,出现的频率也较低。

对世界各地肠道微生物群基因数据库的搜索显示,降解卟啉的基因在来自中国和日本的样本中富集,在这两个国家,海藻一直是餐桌上的美味。

加工卡拉胶的基因在中国有2500年的历史,在北美是一种常见的食品添加剂,在中国、日本和北美的样本中也大量存在。

研究人员还发现,在人类肠道中比拟杆菌门更普遍的厚壁菌门也获得了以海藻多糖为食的基因。

厚壁菌门已知生活在鱼的肠道中,而似乎已经进入人类肠道的厚壁菌门基因的最近祖先是那些在鱼中发现的基因。

多亏了奇怪的细菌性行为,我们与海洋又有了另一种联系,帮助我们享受周围海洋的馈赠。

keiran_monique@rocketmail.com

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