Каталог статей

Харчування коралів, частина п’ята: Жирні кислоти, включаючи Омега-3 та Омега-6: Походження і долі

Харчування коралів, частина п’ята: Жирні кислоти, включаючи Омега-3 та Омега-6: Походження і долі

У першій частині цієї серії розглядалися симбіотичні відносини між кораловою твариною та її динофлагелатом (Symbiodinium), а також загальні харчові потреби кожного з них, у другій частині описувалася їжа для коралів, тоді як у третій частині йшлося про білки та їх “будівельні блоки”, які називаються амінокислотами. Частина четверта описувала можливий зв’язок між передачею поживних речовин зооксантеллам та слабким рухом води. Цього разу ми почнемо вивчати ліпіди коралів/зооксантелл та їх субодиниці, які називаються жирними кислотами.

Розуміння вмісту ліпідів у коралах допомагає нам усвідомити відповідний внесок їх симбіотичних водоростей та харчування. Оскільки деякі джерела їжі мають ліпідні ідентифікаційні маркери, ми можемо почати описувати харчові вподобання тварин.

Глосарій

Малюнок 1. Загальне уявлення про складові частини коралових тканин. Ліпіди можуть становити до 46% маси сухої тканини корала.

Ліпіди

Ліпіди – це велика група природних органічних сполук, включаючи воски, стерини, жиророзчинні вітаміни (A, D, E і K) і жири, такі як моногліцериди, дигліцериди, тригліцериди та інші. Вони нерозчинні у воді і разом з білками та вуглеводами є основними компонентами рослинних і тваринних клітин. Ліпіди можуть виступати як енергетичні запаси або структурні компоненти. Термін “жир”, як правило, відноситься до тих ліпідів, які є твердими при кімнатній температурі, в той час як “олія” відноситься до тих, які є рідкими при кімнатній температурі.

Корали можуть містити багато ліпідів – див. Рисунок 1 для приблизної оцінки вмісту ліпідів у кораловій тканині.

На рисунку 2 показано кількість ліпідів, знайдених у тканинах різних коралів.

Рисунок 2. Загальний вміст ліпідів у коралах може сильно варіювати. З Patton et al., 1983.

Органічні сполуки під назвою “жирні кислоти” є “будівельними блоками” ліпідів і складаються переважно з атомів вуглецю, а також деяких атомів кисню та водню. Жирні кислоти складаються з “основи” з парної кількості атомів вуглецю, з карбоксильною групою (-COOH) на початку і метильною групою (CH3) на омега-кінці, з атомами водню, іноді приєднаними до кожного вуглецю, знайденого в основі.

Ненасичені жирні кислоти можуть містити один подвійний зв’язок (вони називаються мононенасиченими жирними кислотами, або МНЖК) або поліненасиченими жирними кислотами (ПНЖК) Поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) – це жирні кислоти, які містять 3 подвійні зв’язки у своєму 20 вуглецевому каркасі. Це означає, що подвійний зв’язок знаходиться на відстані 3 вуглеців від метил-омега () кінця. Якщо питання можна заплутати ще більше, деякі використовують термін високоненасичені (HUFA), що означає проміжну кількість. Популярні дієтичні добавки для людей іноді містять ненасичені жирні кислоти “Омега-3”, отримані з риби або горіхів. Наскільки важливі Омега-3 жирні кислоти для коралів?

Малюнок 3. Це структура насиченої жирної кислоти під назвою “С10” (через десять вуглеців в основі). Карбоксильна група знаходиться на “чолі” цього вуглецевого ланцюга. На кінці (омега) знаходиться метильна група. Зверніть увагу, що кожен вуглець в основі приєднаний до атомів водню (вуглецевий ланцюг насичений воднем).

Жирні кислоти можуть бути “насиченими” або “ненасиченими” цими атомами водню.

Якщо жирна кислота має атом водню, приєднаний до кожного вуглецю в основі, вона називається “насиченим” жиром (це означає, що вуглець насичений воднем). На малюнку 3 показана структура насиченої жирної кислоти.

Ненасичені жирні кислоти дещо відрізняються від насичених, і на малюнку 4 показана їхня структура. Ненасичені жирні кислоти схожі на насичені, тобто вони все ще складаються з атомів вуглецю, водню і кисню, з карбоксильною групою на одному кінці і метильною групою на іншому. Основною відмінністю є наявність одного або декількох подвійних зв’язків у вуглецевій основі. Подвійний зв’язок (зв’язки) не приєднаний до атомів водню; тому вуглецевий ланцюг НЕ насичений воднем і називається “ненасиченим”. Швидкий підрахунок покаже, що в ланцюзі 18 вуглеців (не рахуючи вуглеців на карбоксильних або метильних кінцях), тому вона позначається як жирна кислота С18. На 9-му вуглеці від метильного кінця є один подвійний зв’язок (що робить його 18:1), і це можна відзначити кількома способами. На цьому малюнку вона називається 18:1 n-9 (мається на увазі, що один подвійний зв’язок міститься в 18-вуглецевій основі, і він розташований після 9-го вуглецю від кінця метильної групи). Вона також може бути позначена як 18:1 9, з подвійним зв’язком, що знаходиться на відстані 9 вуглеців від “хвоста” метильної групи, або омега (.)

Ненасичені жирні кислоти

Поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) – це жирні кислоти, які містять більше одного подвійного зв’язку (іноді визначаються як мінімум 3) в своїй основі. Мононенасичені жирні кислоти (МНЖК) мають один подвійний зв’язок.

Тепер, коли ми розуміємо, що таке ліпід і з чого він складається, ми можемо скласти список жирних кислот разом з примітками про їх синтез, про те, що їх виробляє або містить (корал, зооксантелли і зоопланктон).

Ми починаємо наш список з Насичених жирних кислот, далі йдуть Омега-3 і-6 ЖК, і закінчуємо асортиментом ЖК, які мають відношення до справи.

Малюнок 5. Корали і зоопланктон містять приблизно однакову (хоча і невелику) кількість насичених жирних кислот С12:0.

Насичені жирні кислоти

Нагадаємо, що насичені жирні кислоти не мають подвійних зв’язків, тому їх “скорочена” назва завжди закінчується нулем.

Рисунок 6. Порівняння 14:0 у коралах з зооксантелами (Tubastrea spp.) та без них.

Рисунок 7. Вміст С14:0 у морських організмах.

У тварин надлишок вуглеводів в організмі перетворюється на пальмітинову кислоту. Це одна з перших жирних кислот, що утворюється і є попередником жирних кислот з довшим ланцюгом.

Малюнок 8. Вміст 16:0 сильно варіює між коралами, що містять зооксантелли, і тими, що їх не мають.

Рисунок 10. Чи є ця ФА транслокованою з зооксантелл?

Рисунок 11. Стеаринова кислота є основною жирною кислотою цих організмів.

Малюнок 12. Різниці в цих концентраціях насичених жирних кислот практично немає.

Рисунок 13. Концентрації ФА С20:0.

Малюнок 14. Концентрація бегенової кислоти в цих випадках невелика.

Ненасичені жирні кислоти

До ненасичених жирних кислот відносяться Омега-3, – 6, -7 і-9. У морському середовищі практично всі НЖК є поліненасиченими жирними кислотами, або ПНЖК, що містять більше 20 вуглеців в якості основи і 3 подвійних зв’язків). Ми почнемо з ПНЖК Омега-3.

Омега-3 жирні кислоти

Омега-3 ПНЖК 18:3n-3 не можуть вироблятися тваринами, тому вони вважаються “незамінними”.

Рисунок 15. Ця ФА міститься у великій кількості в зооксантелах і…

Рисунок 16. Ця жирна кислота міститься у великій кількості в зооксантелах і…

Рисунок 17. Корали без зооксантелл містять в середньому більше омега-3 жирних кислот С20:4n-3 (Латышев и др., 1991).

Рисунок 18. З іншого боку, Treignier et al. (2008) не виявили C20:4n-3 в коралі (Turbinaria reniformis).

Рисунок 19. Чи є цей ФА індикатором дієти?

Рис. 20. Середній вміст цієї ФА напрочуд постійний серед результатів різних дослідників.

Рисунок 21. Знову ж таки, чи є цей показник ФА індикатором харчування?

Рисунок 22. Середній вміст цієї ФА є стабільним серед зооксантеллатних кам’янистих коралів.

Рисунок 23. Ця ПНЖК, ймовірно, транслокована з зооксантелл.

Рисунок 24. Вміст цієї ПНЖК у коралах досить низький.

Омега-6 жирні кислоти

Омега-6 жирні кислоти походять від безпосереднього попередника лінолевої кислоти (18:2n-6), яка виробляється зооксантелами або фітопланктоном.

Рисунок 25. Азооксантелатні корали (такі як Tubastrea) містять більше цієї ФА, ніж корали, що містять зооксантели.

Рисунок 26. Вміст незамінних жирних кислот у різних морських організмах.

Малюнок 27. Азооксантелатні корали містять мало 18:3n-6 порівняно з зооксантелатними коралами.

Рисунок 28. Зооксантелли містять більше цієї ФА, ніж зоопланктон і коралові тварини.

Рисунок 29. Азооксантелатні корали (наприклад, Tubastrea) містять багато цієї Феруму. Це пов’язано з тим, що…

Рисунок 30. …зоопланктон є джерелом?

Рисунок 31. Докази свідчать про те, що коралові тварини виробляють цю ФА.

Рисунок 32. Коралові тварини містять набагато більше цієї ФА, ніж інші морські організми.

Рисунок 33. Очевидно, що ця жирна кислота виробляється кораловою твариною.

Рисунок 34. Зоопланктон, очевидно, не є джерелом цієї ЖК.

Рис. 35. Ця ФАР становить невелику частину від загальної кількості ФАР в коралах.

Рисунок 36. Очевидно, що ця ФА виробляється кораловою твариною.

Рисунок 37. Корали, що містять зооксантелли, містять менше цього ФА, ніж ті корали, що не містять зооксантелл.

Малюнок 38. Підвищений рівень цієї жирної кислоти може бути характерним для коралів, що не містять зооксантел.

Різні жирні кислоти, що мають важливе значення

Рисунок 39. Чи є ця ФА ще одним маркером для азооксантелатних коралів?

Малюнок 40. Омега-9 ФА.

20:U: Опис, використаний Patton et al.1983. Можливо, ейкозапентаєнова, або ЕПК- 20:5, що міститься в основному в морських джерелах, таких як риба, криль і т.д.) Може бути 20:4, n-6 або арахідонова (20:2 n-6).

22:U: Опис, використаний Patton et al.1983. Можливо, докозагексаєнова кислота, або ДГК – 22:6, що міститься переважно в морських джерелах, таких як риба, криль тощо).

Шляхи біосинтезу жирних кислот

Первинні продуценти (рослини, водорості, зооксантелли та ін.) можуть виробляти багато жирних кислот, тоді як тварини можуть виробляти інші (причому багато з них виробляються як первинними продуцентами, так і тваринами). Спеціалізовані ферменти можуть подовжувати або вкорочувати ланцюг жирних кислот. Узагальнену схему шляхів біосинтезу наведено на рисунку 41.

Рисунок 41. Шляхи біосинтезу жирних кислот Омега-3 і Омега-6 (сильно скорочено). Рослини можуть виробляти жирні кислоти Омега-3 і-6 (серед інших), в той час як тварини виробляють тільки Омега-6 (серед інших). Спеціалізовані ферменти можуть змінювати склад жирних кислот.

Спостереження, зроблені різними дослідниками, показують, що ліпіди передаються коралу-хазяїну від симбіотичних зооксантелл (Yonge and Nichols, 1931; Crossland et al., 1980; Patton and Burris, 1983.) Див. рисунок 42.

Ліпіди є основними сполуками, що передаються від зооксантел до коралових тварин – але які саме? Відповіді потребують певної детективної роботи. Різні дослідники описували жирні кислоти, що виробляються зооксантелами. Якщо ми візьмемо цю інформацію і підключимо її до шляхів, показаних на малюнку 41, ми прийдемо до ідеї про здатність зооксантелл виробляти і потенційно ділитися жирними кислотами. На малюнках 43 і 44 показано синтез Омега-3 і Омега-6 жирних кислот, відповідно. (Примітка: Червоний маркер вказує на жирну кислоту, яка вважається незамінною для тварин. Низький вміст у шляхах може вказувати на високу активність ферментів, де жирна кислота швидко перетворюється на наступну жирну кислоту).

Рисунок 42. Ліпіди є основним продуктом, що транслокується від зооксантел до коралових тварин.

Рисунок 43. Шлях біосинтезу жирних кислот Омега-3 починається з насичених жирних кислот.

Малюнок 44. Як і у випадку з Омега-3, виробництво Омега-6 починається з насичених жирних кислот.

На цьому ми завершуємо обговорення жирних кислот, що містяться в коралах і зооксантелах. Наступного разу ми розглянемо вміст жирних кислот у конкретних коралах (включаючи деякі, які вважаються складними для утримання в неволі, такі як деякі види Goniopora та м’які корали, такі як Dendronephthya).

Source: reefs.com

Exit mobile version