Mastocarpus stellatus , comúnmente conocido como musgo de carragenina o falso musgo irlandés , [1] es una especie de la división Rhodophyceae , una división de algas rojas y lafamilia Phyllophoracea . M. stellatus está estrechamente relacionado con el musgo irlandés ( Chondrus crispus ). Crece en la zona intermareal . Se recolecta principalmente en las regiones del Atlántico Norte, como Irlanda y Escocia , junto con el musgo irlandés, se seca y se vende para cocinar y como base para una bebida que se dice que protege contra los resfriados y la gripe. Los biólogos marinos han completado estudios sobre la reputación medicinal de M. stellatus para descubrir todo el potencial de sus beneficios farmacéuticos. Además, los biólogos marinos han realizado investigaciones sobre su potencial para servir como alternativa al plástico. La aplicación de M. stellatus en estas diferentes industrias está correlacionada con las adaptaciones de las algas que se desarrollaron en respuesta a los estresores ambientales presentes alrededor de su ubicación en el intermareal rocoso.
Crece a partir de un estípite discoide de fijación , y las frondas son acanaladas a diferencia de las de Chondrus crispus , que son planas. Crece hasta una altura de 10-20 cm (3,9-7,9 pulgadas) y se ramifica dicotómicamente. La fronda es cartilaginosa y de color marrón rojizo, con un tinte verdoso o violáceo. Las algas maduras muestran estructuras reproductivas que se desarrollan en filamentos erectos de hasta 1 mm (0,039 pulgadas) de diámetro, lo que la hace fácilmente distinguible de Chondrus crispus . En color es marrón rojizo, púrpura o blanqueado. [2] [3]
M. stellatus se encuentra comúnmente en rocas en el intermareal medio e inferior. Generalmente se encuentra en todas las costas de Irlanda y Gran Bretaña , excepto quizás en partes del este de Inglaterra: Lincoln , Norfolk y Suffolk . [4] Otras ubicaciones registradas incluyen: Islandia , Islas Feroe , Rusia del Norte a Río de Oro , Canadá (Terranova) a EE. UU . (Carolina del Norte). [3] Mastocarpus stellatus puede coexistir con C. crispus en la costa norte de Nueva Inglaterra a pesar de ser un inferior competitivo a C. crispus . Una mayor tolerancia a la congelación le permite existir por encima de C. crispus en entornos del norte donde las tensiones de congelación son significativas. M. stellatus rara vez se encuentra al sur de Cape Cod en la costa atlántica de los Estados Unidos porque es superado por C. crispus cuando las tolerancias de congelación son menores. [ cita requerida ]
M. stellatus es morfológicamente similar a Chondrus crispus . Ambas especies soportan altos niveles de estrés ambiental, como temperaturas bajo cero, desecación , alta luminosidad y choque hiperosmótico o hipoosmótico . El grado de estrés que estos factores ejercen sobre las algas varía según la época del año y la latitud. Estos factores estresantes dan lugar a la producción de oxígeno reactivo ; grandes cantidades de oxígeno reactivo alrededor de las algas pueden dañar el ADN, las proteínas y los lípidos de los organismos. [5]
Para defenderse de la producción excesiva de oxígeno reactivo, estos organismos utilizan antioxidantes para reducir los niveles de oxígeno. En comparación con C. crispus , la ubicación de M. stellatus en el intermareal rocoso experimenta mayores fluctuaciones en los estresores ambientales. Se encontró que M. stellatus tiene niveles más altos de metabolismo de oxígeno y una tasa de descomposición más rápida que C. crispus . Además, M. stellatus hace uso de enzimas depuradoras que incluyen: catalasa , superóxido dismutasa , glutatión reductasa y ascorbato peroxidasa (para eliminar el peróxido de hidrógeno ). Después de realizar su investigación sobre M. stellatus y C. crispus en 1999, Jonas Collén argumentó que la diferencia entre las especies puede ser una adaptación evolutiva al adoptar diferentes estrategias para hacer frente a los estresores ambientales en diferentes zonas y ubicaciones intermareales. [5] M. stellatus mostró respuestas a los cambios en la altura de la marea con cambios en el metabolismo del oxígeno, lo que sugiere que el aumento de esta actividad enzimática (que produce un mayor contenido de proteína soluble para descomponer los compuestos reactivos del oxígeno) requiere la asignación de energía a estas enzimas para adaptar la tolerancia al estrés. [5]
En 1979, Michael Guiry y John A. West realizaron un estudio y determinaron que M. stellatus exhibe dos ciclos de vida biológicos y procesos de reproducción distintos; el primer tipo es heteromórfico y el segundo es directo. [6] Las M. stellatus que exhiben el ciclo de vida de tipo heteromórfico son plantas dioicas (en un sentido amplio) que se reproducen sexualmente alternando tetrasporofitos crustosos diploides con gametofitos foliosos . Las M. stellatus que tienen ciclos de vida de tipo directo se reproducen asexualmente porque nunca ocurrió la fertilización. Esto da como resultado la producción de carposporas por los gametofitos femeninos, lo que resulta en el crecimiento de plantas foliosas que carecen de tetrasporangios . [7] Los tetrasporangios son fundamentales en la reproducción sexual porque, a través de la meiosis , crean cuatro tetrasporas únicas como gametos masculinos o femeninos . [8] Dado que los M. stellatus que se reproducen asexualmente no desarrollan tetrasporangios, están "genéticamente aislados" de los M. stellatus que se producen sexualmente . [7]
Según Michael Guiry, el registro más antiguo de recolección de algas irlandesas se evidencia en poemas del siglo XII escritos por monjes. En un análisis de mercado de 2001 sobre la acuicultura de algas irlandesas, la cosecha nacional anual combinada estimada de algas M. stellatus y C. crispus fue inferior a 100 toneladas. [9] M. stellatus se cosecha durante la fase de vida del gametofito porque las fases posteriores, con más carragenina sulfatada , son más difíciles de eliminar de su roca. Las industrias alimentaria y farmacéutica están interesadas en las algas por sus propiedades antioxidantes, anticoagulantes y espesantes o gelificantes. Las propiedades antioxidantes y anticoagulantes están determinadas por la sulfatación, el peso molecular, la ubicación de los grupos sulfato, la composición del azúcar y la ramificación glucosídica. [10] Además de sus propiedades y aplicaciones para la salud, las propiedades gelificantes de M. stellatus pueden crear una película biodegradable que puede ser una alternativa sostenible y comestible a los plásticos para la conservación de alimentos y el desarrollo de alimentos funcionales. [1]
La carragenina es el compuesto polisacárido activo que es responsable de los mecanismos que le dan a la planta sus propiedades antioxidantes, anticoagulantes y gelificantes. El proceso de extracción de la carragenina de M. stellatus generalmente consiste en hervir la planta durante varias horas y utilizar precipitación etanólica para aislar el compuesto. Los investigadores descubrieron que la concentración de la sustancia carragenina y la eficiencia de las propiedades dependen de las condiciones de extracción, incluidas las temperaturas de ebullición, los métodos de secado y las técnicas de dilución. Estos compuestos se utilizaron para crear películas para determinar cómo se pueden manipular las estructuras químicas y las reacciones biológicas para producir niveles beneficiosos de elasticidad, durabilidad, solubilidad, resistencia al agua y espesor necesarios para una alternativa eficaz al envasado de alimentos . [1] Sus hallazgos sugieren que las concentraciones más altas de sulfato y proteínas en la carragenina refuerzan la estructura molecular, aumentan el espesor, aumentan la elasticidad y evitan la filtración de agua, lo que hace que el gel sea más fuerte. Sin embargo, la fuerza entre estos enlaces provoca una concentración de fuerza en su intersección que hace que sea más fácil de romper. Se deben realizar más estudios para probar más factores de M. stellatus y grados de eficacia de la propiedad. [1]
La carragenina, o ficocoloides, son polisacáridos lineales sulfatados compuestos de carragenina y precursores de carragenina. Para que los compuestos de carragenina sean útiles, la carragenina kappa y/o iota debe aislarse de sus precursores mu-carragenina o nu-carragenina. [1] [ jerga ] Un peso molecular más bajo y mayores cantidades de sulfato dan como resultado mayores propiedades antioxidantes. Un peso molecular más pesado y mayores cantidades de sulfato dan como resultado propiedades anticoagulantes. Las relaciones entre los mecanismos antioxidantes y anticoagulantes sugieren que la inflamación y la coagulación son procesos interconectados e interdependientes en M. stellatus . [10] M. stellatus se ha utilizado en remedios caseros para tratar la tos, los resfriados y el dolor de garganta mezclándolo con C. crispus y otras hierbas, especias y edulcorantes. [11]
