Das Carotinoidmuster und die Verbreitung des lichtinduzierten Xanthophyllcyclus in verschiedenen Algenklassen

Summary

The pigments have been identified and quantitatively determined by methods discussed in Hager and Stransky (1970).

• 1. In addition to chlorophyll a and the phycobilins Cryptomonas contains only 3 carotenoids. This alga differs from the members of all other classes by the synthesis of the pigment alloxanthin which contains 2 alkinic bonds.

• 2. Besides the green algae the Euglenophyceae are the only algae, analysed in this study, which contain chlorophyll a and b. The main carotenoid they synthesize, is diadinoxanthin, which is also present in Xanthophyceae, Diatomeae and some Chrysophyceae; they do not contain antheraxanthin, which is typical for green and blue green algae. In the xanthophyll cycle the pigments diadinoxanthin and diatoxanthin are involved but not as supposed until now the pigments antheraxanthin and zeaxanthin.

• 3. Fucoxanthin is the main xanthophyll of the Diatomeae studied; in addition ε-carotene, β-carotene, neoxanthin and an unknown xanthophyll have been found. The light-induced xanthophyll interconversions take place between diadinoxanthin and diatoxanthin, just like in Xanthophyceae and Euglenophyceae.

• 4. Both of the Chrysophyceae studied agree in the pigments chlorophyll a, β-carotene and fucoxanthin. The other carotenoids belong to 2 different pigment patterns. Isochrysis shows the pigmentation, which is typical for Diatomeae. Ochromonas, however, contains the pigments of the hereby analysed brown alga. There is also a difference within those carotenoids, which occur in minor quantities. Based on the occurring pigments, the xanthophyll cycle of Isochrysis is identical with that of the Xanthophyceae, Euglenophyceae and Diatomeae. Yet Ochromonas contains the cycle of the green algae and of the brown alga Laminaria.

• 5. In Laminaria ε-carotene, β-carotene and fucoxanthin are present, furthermore violaxanthin, antheraxanthin and zeaxanthin. The latter 3 pigments are participating in the xanthophyll cycle.

Zusammenfassung

Die Pigmente wurden nach den bei Hager u. Stransky (1970) besprochenen Methoden identifiziert und ihre Mengen bestimmt.

• 1. Cryptomonas besitzt neben Chlorophyll a und den Phycobilinen nur 3 Carotinoide. Durch die Synthese des Pigmentes Alloxanthin, welches 2 Alkinbindungen enthält, unterscheidet sich diese Alge von den Vertretern aller anderen Klassen.

• 2. Die Euglenophyceen sind neben den Grünalgen die einzigen der hier untersuchten Algen, welche Chlorophyll a und Chlorophyll b besitzen. Sie synthetisieren als Hauptcartinoid Diadinoxanthin, welches auch bei Xanthophyceen, Diatomeen und einigen Chrysophyceen vorkommt, nicht aber Antheraxanthin, welches für Grünalgen und Braunalgen typisch ist. Am Xanthophyllcyclus sind die Pigmente Diadinoxanthin und Diatoxanthin beteiligt, und nicht die bisher angenommenen Pigmente Antheraxanthin und Zeaxanthin.

• 3. Bei den untersuchten Diatomeen bildet Fucoxanthin das Hauptxanthophyll, daneben wurden ε-Carotin, β-Carotin, Neoxanthin und ein unbekanntes Xanthophyll gefunden. Die lichtinduzierten Xanthophyllumwandlungen spielen sich wie bei den Xanthophyceen und Euglenophyceen zwischen Diadinoxanthin und Diatoxanthin ab.

• 4. Die beiden Chrysophyceen stimmen überein im Besitz von Chlorophyll a, β-Carotin und Fucoxanthin. Die anderen Carotinoide gehören 2 verschiedenen Pigmentmustern an. Isochrysis zeigt eine Pigmentierung, wie sie für Diatomeen typisch ist. Ochromonas besitzt die Farbstoffe der hier untersuchten Braunalge. Auch bei den in geringen Mengen vorhandenen Carotinoiden ist ein Unterschied zu finden. Aufgrund der vorhandenen Pigmente ist der Xanthophyll-Cyclus bei Isochrysis identisch mit dem der Xanthophyceen, Euglenophyceen und Diatomeen. Ochromonas dagegen besitzt den Cyclus der Grünalgen und der Braunalge Laminaria.

• 5. Bei Laminaria sind ε-Carotin, β-Carotin, Fucoxanthin, ferner Violaxanthin, Antheraxanthin und Zeaxanthin vorhanden. Die letzten 3 Pigmente nehmen am Xanthophyllcyclus teil.