Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc - Halimedatrial: jed chránící mořské řasy Halimeda sp. před predátory

Halimedatrial: jed chránící mořské řasy Halimeda sp. před predátory

Jiří Patočka

Halimeda sp. je rod mořských zelených řas, jejichž stélka se skládá ze segmentů, v jejichž tkáních je uložen uhličitan vápenatý (aragonit). Halimeda sp. patří mezi nejběžnější mořské řasy na tropických korálových útesech. Svým tvarem připomínají opuncie, zejména druh H. opuntia. Silně zvápenatělé stélky těchto řas (H. opuntia, H. macroloba) se významně podílí na vápenitých usazeninách tropických moří. Chloroplasty řas Halimeda sp. se nachází ve vnější části stélky. Ve dne jsou chloroplasty na povrchu a probíhá v nich intenzivní fotosyntéza, ale v noci, kdy nemohou pracovat, se přemisťují hluboko do vnitřku rostliny. Tyto řasy nejsou asi pro většinu býložravců moc poživatelné, přesto mají zřejmě své nepřátele, neboť produkují účinný jed.

Tímto jedem je diterpenoidní trialdehyd s unikátní chemickou strukturou, nazvaný halimedatrial. Látka byla izolována Paulem a Fenicalem (1983) a v laboratorních testech vykazovala toxicitu pro herbivorní korálové ryby. Vedle halimedatrialu byl jako sekundární metabolit těchto řas nalezen také halimedatetracetát. Obě látky hrají úlohu odstrašujících chemických přípravků pro potenciální predátory. Pracovnící Mořské laboratoře na ostrově Guam zjistili, že v neporušené řase je přítomen převážně málo toxický halimedatetracetát. Při poranění řasy nebo při jejím mletí nebo drcení, se však velmi rychle mění málo jedovatý halimedatetracetát na jedovatější halimedatrial (Paul a Van Alstyne, 1992). K aktivaci jedu tedy dochází teprve tehdy, když ryby začnou řasu okusovat. Aktivní obrana před býložravci je celkem běžná u mnoha suchozemských rostlin, ale přeměna halimedatetracetátu na halimedatrial byl prvý zaznamenaný příklad aktivní obrany u mořských rostlin (Paul et al., 2007). Mnoho nejrůznějších chemických substancí izolovaných z mořských zdrojů bylo studováno s ohledem na jejich biomedicínské aktivity, jako potenciální léčiva. Málo informací však zatím existuje o tom, jakou úlohu hrají tyto látky v mořské ekologii. Způsob, jakým se některé organismy brání pomocí chemických substancí před jinými, je velmi důležitý pro zachování systému biologické rovnováhy. Studium těchto dějů nám možná umožní pochopit, proč ve Středomoří dochází k invazi řas Caulerpa taxifolia, proč se tam rozmnožila bochnatka americká (Pectinatella magnifica) a už dorazila i do českých rybníků, proč jsou na mnoha místech ničeny korálové útesy přemnoženými řasami, proč se objevuje invaze toxigenních sinic (Paul et al., 2007).
Literatura
Nagaoka H, Miyaoka H, Yamada Y. Total synthesis of (+)-halimedatrial: the absolute configuration of halimedatrial. Tetrahedron Lett. 1990; 31(11): 1573-1576.
Paul VJ, Artur KE, Ritson-Williams R, Ross C, Sharp K. Chemical defense: From compounds to communities. Biol Bull. 2007; 213(3): 226-251.
Paul VJ, Fenical W. Isolation of halimedatrial: chemical defense adaptation in the calcareous reef-building alga halimeda. Science. 1983; 221(4612): 747-749.
Paul VJ, Van Alstyne L. Activation of chemical defense in the tropical green algae Halimeda spp. J Exp Marine Biol Exil. 1992; 160(2): 191-203.