Ecklonia cava

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Ecklonia cava

Ecklonia cava

Systematik
ohne Rang: Stramenopile (Stramenopiles)
Klasse: Braunalgen (Phaeophyceae)
Ordnung: Laminariales
Familie: Arthrothamnaceae
Gattung: Ecklonia
Art: Ecklonia cava
Wissenschaftlicher Name
Ecklonia cava
Kjellman 1885

Ecklonia cava ist eine marine Braunalgen-Art, die Tangwälder bildet. Sie wird unter anderem in der japanischen Küche als Lebensmittel verwendet. Ihr japanischer Name ist カジメ kajime.

Beschreibung

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Aus einem kräftigen Haftorgan wächst der bis zu 90 Zentimeter lange, biegsame und glatte Stängel, der in der Mitte bis zu 1,5 Zentimeter Durchmesser erreicht und nach oben und unten dünner wird. Die glatten, spitz zulaufenden und unregelmäßig gezähnten oder gesägten Blätter werden gut 50 Zentimeter lang, in der Mitte 2–3 Zentimeter breit und nach oben und unten schmaler.[1] Der Thallus kann über einen Meter lang werden.[2]

Als perennierende Alge erreicht Ecklonia cava eine Lebenszeit von 3 bis 4,[3] seltener auch 5 bis 6 Jahren. Die Fortpflanzungsreife – also der Beginn der Bildung von Zoosporangien-Sori – wird üblicherweise mit 3 Jahren[4] oder einer Stängellänge von über 125 Millimetern und Biomasse von etwa 80 Gramm Trockengewicht erreicht und geht mit morphologischen Veränderungen einher.[5] Die Biomasse der lebenden Alge lässt sich durch die Multiplikation von Gesamtlänge und Blattanzahl annäherungsweise bestimmen.[2]

Verbreitung und Ökologie

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Ecklonia cava wächst in Korea und Japan[6] auf felsigem Substrat im seichten Sublitoral bis etwa 30 Meter Tiefe.[7] Entlang der südlichen und östlichen Küsten Koreas, unter anderem um die Insel Jejudo,[5] sowie entlang der zentralen Pazifikküste von Honshū, der südlichen Küste des Japanischen Meeres und der Küste von Kyūshū dominiert sie Tangwälder.[8] Die Unterart Ecklonia cava subsp. kurome wurde auch in China gefunden.[9]

Bestandsrückgänge von Ecklonia cava werden seit den 1980er Jahren verzeichnet, vor allem entlang der vom Kuroshio beeinflussten Küsten der japanischen Präfekturen Wakayama und Kōchi; als Gründe gelten unter anderem steigende Meerwassertemperaturen[10] (die bevorzugte Temperatur liegt bei 10 bis 27° Celsius),[11] zu wenig verfügbarer Stickstoff[7] und Veränderungen der Salzkonzentration. Auch die Konkurrenz durch andere Algen und algenfressende Tiere[8] wie die Strandschneckenart Littorina brevicula und die Seeohrenart Haliotis discus, auf die Ecklonia cava unterschiedlich reagiert,[12] oder die Kaninchenfischart Siganus fuscescens sowie die Landgewinnung an der japanischen Küste wirken sich negativ aus.[11] Zur Wiederausbreitung von Tangwäldern wurden ab den 1990er Jahren Betonblöcke im Meer versenkt, auf denen sich Ecklonia cava und Eisenia bicyclis ansiedelten;[13] noch bessere Ergebnisse für das Wachstum von Ecklonia cava erzielten Blöcke aus Stahlwerksschlacke und Calciumcarbonat.[14]

Ecklonia cava ist ein Primärproduzent,[15] bietet Lebensraum für zahlreiche Meeresorganismen und wirkt als Kohlenstoffsenke.[5] Die Bakterienarten Winogradskyella eckloniae,[16] Flavivirga eckloniae und Flavivirga aquimarina wurden aus Ecklonia cava isoliert.[17]

Forschungsgeschichte und Systematik

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Aus einem Wurzelbüschel wachsen vier dünne kurze Stängel, die in langgestreckten gelb-braunen Tangblättern enden
Ecklonia cava subsp. stolonifera

Die Erstbeschreibung erfolgte 1885 durch Frans Reinhold Kjellman.[18] Ein heterotypisches Synonym ist Ecklonia latifolia. 2020 wurden Ecklonia kurome und Ecklonia stolonifera, die bis dahin als eigene Arten galten, als Unterarten von Ecklonia cava eingeordnet und Ecklonia cava var. kuromeioides als neue Varietät vorgestellt.[19] Ecklonia cava sowie ihre Unterarten Ecklonia cava subsp. kurome und Ecklonia cava subsp. stolonifera lassen sich erfolgreich mit Eisenia bicyclis kreuzen, woraus bis zu 40 Zentimeter lange F1-Sporophyten hervorgehen.[20] In Japan wurden auch wilde Hybriden aus Ecklonia radicosa und Ecklonia cava subsp. stolonifera gefunden.[21]

Verwendung

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Ecklonia cava ist essbar und wird als Salat oder in Suppen verzehrt, aber auch in Pulverform zum Würzen und Einfärben von Miso-Suppe, Reiskuchen, Süßigkeiten und Kimchi verwendet[22] und bei der Verarbeitung von Hijiki, einer anderen Braunalge, dem Kochwasser zugesetzt.[23] Nahrungsergänzungsmittel mit Ecklonia-cava-Phlorotanninen werden in Korea und Japan seit 2004 und in den USA seit 2006 verkauft.[22] Seit 2018 sind durch Alkoholextraktion aus Ecklonia cava gewonnene Phlorotannine in der Europäischen Union als Zutat in Nahrungsergänzungsmitteln zugelassen.[24] Außerdem wird Ecklonia cava in der traditionellen Medizin ostasiatischer Länder wie China, Korea und Japan[25] sowie als Tierfutter (beispielsweise für Seeohren),[5] Düngemittel und Rohmaterial für die Fucoidan- und Phlorotannin-Produktion verwendet.[26]

Inhaltsstoffe

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Ecklonia cava enthält Carotinoide, Peptide,[27] Fucoidan,[28] mindestens neun Phlorotannine bzw. Phlorotannin-Derivate – darunter Phloroglucinol, Eckol, Triphloretol A,[29] 8,8′-Bieckol, 8,4′′′-Dieckol, Phlorofucofuroeckol A,[30] Fucodiphlor(o)ethol G,[31] 7-Phloroeckol und 6,6′-Bieckol – sowie die Sterol-Derivate Fucosterol, Ergosterol und Cholesterol.[32] Das Isolieren von Proteinen wird durch schleimige Polysaccharide erschwert.[8] Phlorotannin-Extrakte aus Ecklonia cava enthalten durchschnittlich 2,2 % Proteine sowie Mineralstoffe wie Natrium, Calcium, Magnesium, Kalium und Iod in relativ hohen Konzentrationen.[22]

Gesundheitliche Aspekte

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Die Ungiftigkeit von Ecklonia cava wurde in Tierversuchen an Ratten, Mäusen und Hunden gezeigt.[22] Ecklonia cava enthält zahlreiche entzündungshemmende Stoffe.[25] Je nach Verarbeitungsmethode können Ecklonia cava subsp. kurome und Ecklonia cava subsp. stolonifera, die unter anderem auf der japanischen Noto-Halbinsel geerntet und verarbeitet werden, hohe antioxidative und antibakterielle Wirkungen aufweisen.[33]

8,4′′′-Dieckol,[34] 6,6′-Bieckol[35] und 8,8′-Bieckol aus Ecklonia cava zeigen eine Hemmwirkung gegenüber HIV-1-RT.[30] Phlorotanninreiche Extrakte aus Ecklonia cava können aufgrund ihrer antioxidativen Eigenschaften möglicherweise gegen Arthrose eingesetzt werden[36] und 8,8′-Bieckol aufgrund der Hemmwirkung gegenüber Beta-Sekretase und Acetylcholinesterase möglicherweise gegen neurodegenerative Erkrankungen wie Morbus Alzheimer.[37]

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Commons: Ecklonia cava – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
  • G. M. Guiry: Ecklonia cava. In: AlgaeBase. M. D. Guiry & G. M. Guiry, abgerufen am 13. November 2022 (englisch).

Einzelnachweise

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  1. ↑ F. R. Kjellman und J. V. Petersen: Om Japans Laminariaceer. In: Vega-expeditionens Vetenskapliga Iakttagelser. Band 4, 1887, S. 273 (schwedisch, Latein, digitalisiert).
  2. ↑ a b Sangil Kim, Yun Hee Kang, Tae-Hoon Kim, Hyuk Je Lee und Sang Rul Park: Use of morphological characteristics for calculating individual biomass in the kelp Ecklonia cava. In: Journal of Applied Phycology. Band 29, 2017, S. 2587–2593, doi:10.1007/s10811-017-1140-4 (englisch).
  3. ↑ Kumi Oyamada, Mario Tsukidate, Keiji Watanabe, Tatsuhito Takahashi, Tsuneo Isoo und Toshinobu Terawaki: A field test of porous carbonated blocks used as artificial reef in seaweed beds of Ecklonia cava. In: Michael A. Borowitzka, Alan T. Critchley, Stefan Kraan, Akira Peters, Kjersti Sjøtun und Masahiro Notoya (Hrsg.): Nineteenth International Seaweed Symposium. Proceedings of the 19th International Seaweed Symposium, held in Kobe, Japan, 26-31 March, 2007 (= Developments in Applied Phycology. Band 2). 2008, S. 414, doi:10.1007/978-1-4020-9619-8_50 (englisch).
  4. ↑ Chan-Sun Park, Eun-Kyoung Hwang, Su-Jung Lee, Kyoung-Whan Roh und Chul-Hyun Sohn: Age and Growth of Ecklonia stolonifera Okamura in Pusan Bay, Korea / 부산만 인근 해역 곰피 (Ecklonia stolonifera Okamura)의 생장과 연령조성. In: Bulletin of the Korean Fisheries Society. Band 27, Nr. 4, 1994, S. 390–396 (englisch, koreanisch, PDF abrufbar).
  5. ↑ a b c d Sangil Kim, Suk Hyun Youn, Hyun-Ju Oh, Sun Kyeong Choi, Yun Hee Kang, Tae-Hoon Kim, Hyuk Je Lee, Kwang-Sik Choi und Sang Rul Park: Stipe Length as an Indicator of Reproductive Maturity in the Kelp Ecklonia cava. In: Ocean Science Journal. Band 53, 2018, S. 595–600, doi:10.1007/s12601-018-0022-2 (englisch).
  6. ↑ G. M. Guiry: Ecklonia cava. In: AlgaeBase. M. D. Guiry & G. M. Guiry, abgerufen am 13. November 2022 (englisch).
  7. ↑ a b Xu Gao, Hikaru Endo, Michiko Nagaki und Yukio Agatsuma: Growth and survival of juvenile sporophytes of the kelp Ecklonia cava in response to different nitrogen and temperature regimes. In: Fisheries Science. Band 82, 2016, S. 623–629, doi:10.1007/s12562-016-0998-4 (englisch).
  8. ↑ a b c Norishige Yotsukura, Kouhei Nagai, Toshimitsu Tanaka, Hajime Kimura und Kouichi Morimoto: Temperature stress-induced changes in the proteomic profiles of Ecklonia cava (Laminariales, Phaeophyceae). In: Journal of Applied Phycology. Band 24, 2012, S. 163–171, doi:10.1007/s10811-011-9664-5 (englisch).
  9. ↑ G. M. Guiry: Ecklonia cava subsp. kurome. In: AlgaeBase. M. D. Guiry & G. M. Guiry, 24. Mai 2021, abgerufen am 18. November 2022 (englisch).
  10. ↑ Yukihiko Serisawa, Zenji Imoto, Tetsu Ishikawa und Masao Ohno: Decline of the Ecklonia cava population associated with increased seawater temperatures in Tosa Bay, southern Japan. In: Fisheries science. Band 70, 2004, S. 189–191, doi:10.1111/j.0919-9268.2004.00788.x (englisch).
  11. ↑ a b Shintaro Takao, Naoki H. Kumagai, Hiroya Yamano, Masahiko Fujii und Yasuhiro Yamanaka: Projecting the impacts of rising seawater temperatures on the distribution of seaweeds around Japan under multiple climate change scenarios. In: Ecology and Evolution. Band 5, Nr. 1, 2015, S. 213–223, doi:10.1002/ece3.1358 (englisch).
  12. ↑ Markus Molis, Jochen Körner, Young Wook Ko, Jeong Ha Kim und Martin Wahl: Inducible responses in the brown seaweed Ecklonia cava: the role of grazer identity and season. In: Journal of Ecology. Band 94, 2006, S. 243–249, doi:10.1111/j.1365-2745.2005.01058.x (englisch).
  13. ↑ Toshinobu Terawaki, Hiroshi Hasegawa, Shogo Arai und Masao Ohno: Management-free techniques for restoration of Eisenia and Ecklonia beds along the central Pacific coast of Japan. In: Journal of Applied Phycology. Band 13, 2001, S. 13–17, doi:10.1023/A:1008135515037 (englisch).
  14. ↑ Kumi Oyamada, Mario Tsukidate, Keiji Watanabe, Tatsuhito Takahashi, Tsuneo Isoo und Toshinobu Terawaki: A field test of porous carbonated blocks used as artificial reef in seaweed beds of Ecklonia cava. In: Michael A. Borowitzka, Alan T. Critchley, Stefan Kraan, Akira Peters, Kjersti Sjøtun und Masahiro Notoya (Hrsg.): Nineteenth International Seaweed Symposium. Proceedings of the 19th International Seaweed Symposium, held in Kobe, Japan, 26-31 March, 2007 (= Developments in Applied Phycology. Band 2). 2008, S. 413–418, doi:10.1007/978-1-4020-9619-8_50 (englisch).
  15. ↑ Yasutsugu Yokohama, Jiro Tanaka und Mitsuo Chihara: Productivity of the Ecklonia cava Community in a Bay of Izu Peninsula on the Pacific Coast of Japan. In: The Botanical Magazine, Tokyo. Band 100, 1987, S. 129–141, doi:10.1007/BF02488318 (englisch).
  16. ↑ Ji-Young Kim, So-Hyun Park, Ga-Young Seo, Young-Ju Kim und Duck-Chul Oh: Winogradskyella eckloniae sp. nov., a marine bacterium isolated from the brown alga Ecklonia cava. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 65, Nr. 9, 2015, S. 2791–2796, doi:10.1099/ijs.0.000334 (englisch).
  17. ↑ Ji Hee Lee, Joo Won Kang, Han Na Choe und Chi Nam Seong: Flavivirga eckloniae sp. nov. and Flavivirga aquimarina sp. nov., isolated from seaweed Ecklonia cava. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 67, Nr. 8, 2017, S. 3089–3094, doi:10.1099/ijsem.0.002094 (englisch).
  18. ↑ F. R. Kjellman und J. V. Petersen: Om Japans Laminariaceer. In: Vega-expeditionens Vetenskapliga Iakttagelser. Band 4, 1887, S. 273–274 (schwedisch, Latein, digitalisiert).
  19. ↑ Shingo Akita, Kazuki Hashimoto, Takeaki Hanyuda und Hiroshi Kawai: Molecular phylogeny and biogeography of Ecklonia spp. (Laminariales, Phaeophyceae) in Japan revealed taxonomic revision of E. kurome and E. stolonifera. In: Phycologia. Band 59, 2020, S. 330–339, doi:10.1080/00318884.2020.1756123 (englisch).
  20. ↑ Klaus Lüning: Seaweeds. Their Environment, Biogeography, and Ecophysiology. New York 1990, S. 160 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  21. ↑ Shingo Akita, Keiichiro Koiwai, Tatsuya Ishikawa, Takashi Sakamoto, Taku Yoshimura, Setsuo Kiyomoto, Kaiji Nanri, You Tamayama-Kato, Akira Kurashima, Takeaki Hanyuda, Satoshi Shimada, Hiroshi Kawai und Daisuke Fujita: Molecular evidence for naturally occurring intra- and inter-generic hybridization in the genus Ecklonia (Laminariales, Phaeophyceae). In: Phycologia. Band 60, Nr. 2, 2021, S. 170–179, doi:10.1080/00318884.2021.1885246 (englisch).
  22. ↑ a b c d EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA), Dominique Turck, Jean-Louis Bresson, Barbara Burlingame, Tara Dean, Susan Fairweather-Tait, Marina Heinonen, Karen Ildico Hirsch-Ernst, Inge Mangelsdorf, Harry J. McArdle, Androniki Naska, Monika Neuhäuser-Berthold, Grażyna Nowicka, Kristina Pentieva, Yolanda Sanz, Alfonso Siani, Anders Sjödin, Martin Stern, Daniel Tomé, Marco Vinceti, Peter Willatts, Karl-Heinz Engel, Rosangela Marchelli, Annette Pöting, Morten Poulsen, Josef Rudolf Schlatter, Reinhard Ackerl und Henk van Loveren: Safety of Ecklonia cava phlorotannins as a novel food pursuant to Regulation (EC) No 258/97. In: EFSA Journal. Band 15, Nr. 10, 2017, 5003, doi:10.2903/j.efsa.2017.5003 (englisch).
  23. ↑ Dennis J. McHugh: A guide to the seaweed industry (= FAO Fisheries Technical Paper. Band 441). Rom 2003, ISBN 92-5104958-0 (englisch, 8. Seaweeds used as human food [abgerufen am 21. November 2022]).
  24. ↑ Durchführungsverordnung (EU) 2018/460 der Kommission vom 20. März 2018 zur Genehmigung des Inverkehrbringens von Phlorotanninen aus Ecklonia cava als neuartiges Lebensmittel, abgerufen am 21. November 2022
  25. ↑ a b K. K. Asanka Sanjeewa, I. P. S. Fernando, Seo-Young Kim, Won-Suck Kim, Ginnae Ahn, Youngheun Jee und You-Jin Jeon: Ecklonia cava (Laminariales) and Sargassum horneri (Fucales) synergistically inhibit the lipopolysaccharide-induced inflammation via blocking NF-κB and MAPK pathways. In: Algae. Band 34, Nr. 1, 2019, S. 46, doi:10.4490/algae.2019.34.2.10 (englisch).
  26. ↑ Prashamsa Koirala, Hyun Ah Jung und Jae Sue Choi: Recent advances in pharmacological research on Ecklonia species: a review. In: Archives of Pharmacal Research. Band 40, 2017, S. 981–1005, doi:10.1007/s12272-017-0948-4 (englisch).
  27. ↑ Isuru Wijesekara, Na Young Yoon und Se-Kwon Kim: Phlorotannins from Ecklonia cava (Phaeophyceae): Biological activities and potential health benefits. In: BioFactors. Band 36, Nr. 6, 2010, S. 408–414, doi:10.1002/biof.114 (englisch).
  28. ↑ Seung-Hong Lee, Chang-Ik Ko, Ginnae Ahn, SangGuan You, Jin-Soo Kim, Min Soo Heu, JaeIl Kim, Youngheun Jee und You-Jin Jeon: Molecular characteristics and anti-inflammatory activity of the fucoidan extracted from Ecklonia cava. In: Carbohydrate Polymers. Band 89, Nr. 2, 2012, S. 599–606, doi:10.1016/j.carbpol.2012.03.056 (englisch).
  29. ↑ Ji-Young Park, Jang Hoon Kim, Jung Min Kwon, Hyung-Jun Kwon, Hyung Jae Jeong, Young Min Kim, Doman Kim, Woo Song Lee und Young Bae Ryu: Dieckol, a SARS-CoV 3CLpro inhibitor, isolated from the edible brown algae Ecklonia cava. In: Bioorganic & Medicinal Chemistry. Band 21, Nr. 13, 2013, S. 3730–3737, doi:10.1016/j.bmc.2013.04.026 (englisch).
  30. ↑ a b Mi-Jeong Ahn, Kee-Dong Yoon, So-Young Min, Ji Suk Lee, Jeong Ha Kim, Tae Gyun Kim, Seung Hee Kim, Nam-Gil Kim, Hoon Huh und Jinwoong Kim: Inhibition of HIV-1 Reverse Transcriptase and Protease by Phlorotannins from the Brown Alga Ecklonia cava. In: Biological and Pharmaceutical Bulletin. Band 27, Nr. 4, 2004, S. 544–547, doi:10.1248/bpb.27.544 (englisch).
  31. ↑ Young Min Ham, Jong Seok Baik, Jin Won Hyun und Nam Ho Lee: Isolation of a New Phlorotannin, Fucodiphlorethol G, from a Brown Alga Ecklonia cava. In: Bulletin of the Korean Chemical Society. Band 28, Nr. 9, 2007, S. 1595–1597 (englisch, PDF (Memento vom 25. April 2012 im Internet Archive)).
  32. ↑ Yong Li, Zhong-Ji Qian, BoMi Ryu, Sang-Hoon Lee, Moon-Moo Kim und Se-Kwon Kim: Chemical components and its antioxidant properties in vitro: An edible marine brown alga, Ecklonia cava. In: Bioorganic & Medicinal Chemistry. Band 17, Nr. 5, 2009, S. 1963–1973, doi:10.1016/j.bmc.2009.01.031 (englisch).
  33. ↑ Takashi Kuda, Taeko Kunii, Hideyuki Goto, Takamoto Suzuki und Toshihiro Yano: Varieties of antioxidant and antibacterial properties of Ecklonia stolonifera and Ecklonia kurome products harvested and processed in the Noto peninsula, Japan. In: Food Chemistry. Band 103, Nr. 3, 2007, S. 900–905, doi:10.1016/j.foodchem.2006.09.042 (englisch).
  34. ↑ Fatih Karadeniz, Kyong-Hwa Kang, Jae W Park, Sun-Joo Park und Se-Kwon Kim: Anti-HIV-1 activity of phlorotannin derivative 8,4‴-dieckol from Korean brown alga Ecklonia cava. In: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. Band 78, Nr. 7, 2014, S. 1151–1158, doi:10.1080/09168451.2014.923282 (englisch).
  35. ↑ Murat Artan, Yong Li, Fatih Karadeniz, Sang-Hoon Lee, Moon-Moo Kim und Se-Kwon Kim: Anti-HIV-1 activity of phloroglucinol derivative, 6,6′-bieckol, from Ecklonia cava. In: Bioorganic & Medicinal Chemistry. Band 16, Nr. 17, 2008, S. 7921–7926, doi:10.1016/j.bmc.2008.07.078 (englisch).
  36. ↑ Keejung Kang, Hye Jeong Hwang, Dong Ho Hong, Yongju Park, Seong Ho Kim, Bong Ho Lee und Hyeon-Cheol Shin: Antioxidant and antiinflammatory activities of ventol, a phlorotannin-rich natural agent derived from Ecklonia cava, and its effect on proteoglycan degradation in cartilage explant culture. In: Research Communications in Molecular Pathology and Pharmacology. Band 115–116, 2004, S. 77–95 (englisch).
  37. ↑ Jinhyuk Lee und Mira Jun: Dual BACE1 and Cholinesterase Inhibitory Effects of Phlorotannins from Ecklonia cava — An In Vitro and in Silico Study. In: Marine Drugs. Band 17, Nr. 2, 2019, 91, doi:10.3390/md17020091 (englisch).
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