Algen - der Ursprung allen LebensAlgen überallEntstehung der Algen
Das Leben auf der Erde begann vor über 3 Milliarden Jahren mit den
Archaebakterien und den ersten grünen Lebewesen, den Cyanobakterien,
auch Blaualgen genannt.
Diese ersten Sauerstoff produzierenden Organismen waren im Prinzip Zellen
aus Chlorophyll [1]. Sie verwandelten durch Photosynthese mit Hilfe
von Sonnenlicht, Wasser und den darin gelösten chemischen Elementen
die giftige Uratmosphäre aus Methan- und Schwefelgas in eine sauerstoffreiche
und lebensfreundliche Atmosphäre.
Algen für Sauerstoff und Mehr
| Auch heute ist die globale Sauerstoffproduktion vor allem durch marine
Algen enorm groß. Die großen Seetange und das winzige Phytoplankton produzieren mehr Sauerstoff als Wälder an Land. Doch nicht nur die Luft zum Atmen für Mensch und Tier,
auch die gesamte Nahrungskette beginnt mit den Algen. Algen gibt es in allen
Meeren, Seen und Flüssen aber auch an Land und in Symbiose mit Tieren
oder Pilzen. Algen sind in Form des Phytoplanktons direkte Nahrung
für die größten Lebewesen, die Blauwale und für viele
andere Tiere. Algen enthalten in hochkonzentrierter Form alle Aminosäuren,
Mineralstoffe und Vitamine, die wir in der täglichen Ernährung
brauchen. Schon immer wurden von küstenbewohnenden Völkern Algen als Lebensmittel genutzt. |
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Heute hat Japan den höchsten
pro Kopf Verbrauch an Speisealgen. Die verschiedenen Algenarten bilden aber
auch andere technologisch, medizinisch oder ökologisch relevante
Stoffe, darunter Binde-und Geliermittel wie Agar-Agar, Farbstoffe und einige Toxine.
Vielgestaltigkeit von Algen
Algen sind vielgestaltig aufgebaute Organismen, deren Gemeinsamkeit die
photoautotrophe Lebensweise ist, also die Fähigkeit sich ausschließlich
von anorganischen Stoffen und Sonnenlicht zu ernähren. 
Sie unterscheiden sich jedoch ganz wesentlich in ihrer Struktur und den
biochemischen Vorgängen.  Entwicklungsgeschichtlich
besteht keine nahe Verwandtschaft der Algen untereinander.
Die mit dem bloßen Auge unsichtbaren einzelligen, bis mehrzelligen oder fädigen Formen bilden
das Phytoplankton und besiedeln die Meere (Bild links, mikroskopische
Aufnahme von Kieselalgen). Die größten und
kompliziertest gebauten Meeresalgen werden auch Seetang genannt (Bild
rechts, Blasentang Fucus). Tange haben einen
großen und strukturierten Vegetationskörper (Thallus) und können
100 und mehr Meter lang werden. Berüchtigt sind die treibenden Tange
in der Sargasso-See, die schon so manches Schiff in Bedrängnis brachten.
Algen können sich durch Zellteilung auf ungeschlechtliche Weise vermehren.
Die geschlechtliche Fortpflanzung erfolgt mit Sporen, die teilweise wie
bei Bakterien mit Geißeln ausgestattet sind.
Botanik und Systematik Algen
werden nach ihren chemisch unterschiedlichen Pigmentfarbstoffen und
damit ihrer Farbe unterschieden.Diese Photosynthese-Pigmente überlagern
das grüne Chlorophyll, das in den höheren Pflanzen dominiert.
 Besonders interessant und von hohem Nutzen für technische Zwecke
und in der Lebensmittelindustrie sind aber die unterschiedlichen Bestandteile
der Zellwände. Bei den höheren Pflanzen findet sich zur
Festigung stets Zellulose. Algen haben hier je nach Abteilung verschiedene
Baupläne entwickelt und bilden andere Substanzen als Zellulose
in ihren Zellwänden. Diese Substanzen sind wirtschaftlich von
großer Bedeutung.
Bild links: Grünalgen, Rotalgen und verschiedene Arten von Seetang
(Braunalgen) in der Brandung.
Die wichtigsten Abteilungen sind Rotalgen (Rhodophyta),
Kieselalgen oder Diatomeen (Chrysophyta), Braunalgen (Phaeophyta) und Grünalgen
(Chlorophyta).
Die bedeutendsten Algen
Rotalgen (Rhodophyta)
Zu den Rotalgen zählt man über 5000 meist marine Arten. Ihre
charakteristisch rote Farbe kommt von Phycobiliproteiden, die auch in
Blaualgen vorkommen.
Diese Pigmente verstärken die Lichtabsorbtion und ermöglichen
die Photosynthese auch in großer Meerestiefe. Ihre Zellwandbausteine
sind komplexe saure Schleimsubstanzen (Polysaccharide), die man aus einigen
Rotalgen großtechnisch gewinnen kann.
Agar Agar
Agar
ist der gereinigte und getrocknete Extrakt aus meist warmgemäßigt-tropischen
Rotalgen der Gattungen Gelidium und Gracilaria
(Bild links, Gracilaria). Agar
Agar kann als pflanzliches Geliermittel problemlos anstelle von Gelatine
für Fruchtaufstriche, Torten, Terrinen und Cremes verwendet werden.
Seine Gelierkraft ist bedeutend höher als die der aus Tierknochen,
Häuten und Schwarten hergestellten Gelatine. Agar Agar ist aber auch
ein in der Mikrobiologie und Lebensmittelindustrie vielfach verwendendeter
Gelbildner und wird als Nährboden, zur Elektrophorese und als Quellmittel
sowie Laxans verwendet, da es weder für die menschliche Verdauung
noch für Mikroorganismen verwertbar ist.
Carrageen
Ein weiterer bedeutsamer Zellwandbestandteil ist der Schleimstoff Carrageen. Carrageen wird durch Heißwasserextraktion vor allem aus Rotalgen der atlantisch-kaltgemäßigten Zonen (z.B. Chondrus crispus) gewonnen. Carrageen wird als hochmolekularer Stabilisator und als Verdickungsmittel in der pharmazeutischen Technologie und in der Lebensmittelindustrie vielfältig eingesetzt. Auch Carrageen ist relativ unverdaulich und deswegen als Quell- und Ballaststoff für diätetische Lebensmittel geeignet.
Doch Rotalgen sind auch kulinarisch von großer Bedeutung. Nori ist eine in Japan sehr populäre Algenart. In der Bretagne kennt, schätz und kultiviert man weitere Arten zu Speisezwecken.
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Kieselalgen (Chrysophyta)
 Diatomeen
oder Kieselalgen, von denen man ca. 6000 Arten kennt, haben eine Besonderheit.
Ihre Zellwand aus Pektin ist durch Kieselsäureeinlagerungen verstärkt
und bildet einen dauerhaften, glasklaren und durchsichtigen Panzer.
Die mikroskopisch kleinen, einzelligen Kieselalgen sind Hauptbestandteil
des Phytoplanktons. Sie sind Grundlage
der marinen Nahrungskette und damit vergleichbar mit den Grasweiden
an Land.
Im Tertiär gab es Massenvorkommen an Kieselalgen, deren Skelette
große Lagerstätten, die Diatomeenerde oder Kieselgur ausbildeten.
Kieselgur (Siliciumdioxid) hat mikroskopisch feine Poren und findet technische
Verwendung zur Filtration und Chromatographie. Es wird auch für Zahnfüllungen
sowie zur Papier- und Farbenherstellung verwendet. Kieselgur ist ein Schleif-
bzw. Poliermittel und wird im biologischen Pflanzenschutz verwendet, um
Insekten und bestimmte Pilze durch ihre schmirgelnde Oberfläche abzuhalten.
"Terra silicea", die gereinigte
Kieselerde findet auch in der Kosmetik
und als Nahrungsergänzungsmittel Verwendung.
Braunalgen (Phaeophyta)
Braunalgen sind die wohl auffälligsten Vertreter aller Algen und
kommen vor allem an den Küsten gemäßigter und kalter
Meere vor.  In
der Gezeitenzone und im vorgelagerten Flachwasserbereich bilden sie
große und ausgedehnte Wälder aus Tangen. Sie geben zahllosen
Kleinstlebewesen und Jungtieren Schutz und Nahrung und sind sehr bedeutsame
Ökosysteme in sich. Die meisten Tange brauchen festen Untergrund
zur Verankerung, es gibt aber auch frei treibende riesige Schwimmtange
der Gattung Sargassum.
Man kennt keine einzelligen Braunalgen. Ihre meist in Blatt, Stiel und
Haftorgan gegliederten Körper (Thalli) und ihre differenzierten Gewebestrukturen
mit Festigungs- und Leitelementen erinnern bereits stark an Gefäßpflanzen.
Die braune Farbe, die das Chlorophyll überdeckt ist das Fucoxanthin.
Von den bezeichnenden Zellwandkohlehydraten der Braunalgen ist ein saures
Polysaccharid, die Alginsäure von
großer Bedeutung. Ihr Salz, das Alginat
wird großtechnisch vor allem aus Arten der Gattungen Macrocystis,
Laminaria, Ascophyllum
und Fucus (s.o.) gewonnen. Alginat hat ein
sehr hohes Wasserhaltevermögen. Es bildet glasklare Gallerten und
dient in Pharmazie und Lebensmittelindustrie vielfältigen Zwecken,
beispielsweise als Bindemittel und Emulgator.
Algen der Gattung Fucus (Bild, siehe oben)
sind Ausgangsmaterial für Kosmetika zur Haut- und Haarpflege. Sie
sind Bestandteil der Thalassotherapie. Aber auch zur inneren Anwendung
bei gesundheitlichen Störungen werden Braunalgen verarbeitet und
verwendet.
Verschiedene Braunalgen sind kulinarische Spezialitäten wie z.B. Hijiki, Kombu und Wakame.
Alle Tange dienten oder dienen an den Küsten der Gewinnung von nährstoffreichen Düngemitteln für die Landwirtschaft.
Neuerdings werden Algenmehle auch als natürliche Wachstumsföderer
in der Tiermast eingesetzt. Historisch ist dagegen ihre großtechnische
Verwendung als Jodlieferanten.
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Grünalgen (Chlorophyta)
 Grasgrüne
Algen, teils filigran gegliedert, teils in Strukturen, die Gräsern
oder Wasserpflanzen ähneln, kennen wir alle aus Pfützen, Tümpeln,
Flüssen und Seen, also aus Süßwasser überall und
rings um uns herum.
Unter den arten- und formenreichen Grünalgen gibt es zahlreiche einzellige,
aber auch viele höher organisierte Vertreter. Wie die höheren
Pflanzen haben auch Grünalgen Chlorophyll a und b sowie Carotine.
Sie bilden Zellwände aus Zellulose und Stärke als wichtigstes
Speicherkohlenhydrat. Diese Gemeinsamkeiten sind Grund für die These,
dass Grünalgen die Vorfahren aller Gefäßpflanzen sind.
Etliche Grünalgen sind an das Landleben bereits angepasst. Sie wachsen
an Baumstämmen und auf Steinen, können sich also vor Austrocknung
schützen und Wasser aus der Luft aufnehmen. Andere Grünalgen
leben in Symbiose mit niederen Tiere oder mit Pilzen.
Der Nutzen der Grünalgen für die Ernährung der Menschheit
oder für medizinische und technische Zwecke ist noch Gegenstand der
Erforschung. Einzelne Arten wie der Meeressalat der Gattung Ulva
(Bild oben) dienen aber bereits heute kulinarischen Zwecken.
Algenschutz?
Algen sind Organismen, die alle Lebensräume besiedeln können.
Man findet sie in den Ozeanen, in den Zonen ewigen Eises ebenso wie in
trockenen Sandwüsten oder in heißen Quellen. Algen können
eine sehr hohe Biomasseproduktion aufweisen, wenn Nährstoffe, Temperaturen
und Licht im Optimum sind. Die Zuwachsraten von Algen sind mit die höchsten
im Pflanzenreich. Die Größe bestimmter Algenarten kann sich
mit der von Bäumen messen.
Man kennt und fürchtet die Algenblüte, eine Massenvermehrung
im Sommer, die binnen kurzem überdüngte Seen in eine stinkende,
grüne, teilweise sogar giftige Pampe verwandeln kann. Wenn diese
Algen danach absterben und bakteriellem Abbau unterliegen, bringt der
hohe Sauerstoffverbrauch diese Seen zum Umkippen.
Auch die geschätzen und vielfältig genutzten Tange haben enorme
Wachstumsraten und produzieren in kürzester Zeit unglaubliche Tonnagen
an Biomasse, die besonders an amerikanischen Küsten mit riesigen
Erntefabriken regelmäßig abgesaugt und verarbeitet werden.
Und hier beginnt auch schon eines der Probleme. Es gibt kein Lebewesen,
das nicht durch Raubbau und Übernutzung durch den Menschen entscheidend
geschwächt oder gar ausgerottet werden könnte.
Hinzu kommt die Einleitung von Abwässern in Flüsse und das Meer.
Dieser Eingriff führt zwar zu vermehrtem Algenwachstum, aber es dominieren
nur einzelne Arten. Solche Algen sind für den Verzehr nicht mehr
geeignet. Wertvolle Algen, die in sauberem, klarem, nährstoffärmerem
Wasser wachsen oder deren Wachstum langsamer ist, unterliegen und sterben
ab. Die Verseuchung der Küsten mit Erdöl oder die Einleitung
von Giftstoffen treffen nicht nur Vögel, Fische und niedere Tiere
tödlich, sondern auch deren Nahrungsgrundlage - die Algen.
Anmerkung
[1] Nach der Symbiontentheorie der Evolution sind die einfach gebauten Cyanobakterien (Blaualgen) als sogenannte Organellen in die späteren Algenzellen mit eingegangen.
Sie wurden von den echten Pflanzenzellen einverleibt. Die Pflanzenzelle
ist ein Sammelbecken verschiedener einstmals selbstständiger Bestandteile.
In dieser Zellsymbiose stellen die Ur-Blaualgen, die zum Großteil
aus Chlorophyll bestehen die Chloroplasten. Die Ur-Blaualgen sind also
die Photosynthesekraftwerke (oder Chloroplasten) in den Zellen aller höheren
Pflanzen geworden.
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Was Algen für die Gesundheit des Menschen alles leisten können
erfährt man in diesem Buch. Ob zur Verbesserung des Jodhaushalts,
zur Entgiftung des Körpers oder zur Nahrungsergänzung, Algen
enthalten alle Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine in konzentrieter
Form. Die positiven Einflüsse der Algen auf einzelne Organe des Körpers
und einige Krankheitsbilder werden beschrieben.
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