Braunalgen

Warum Braunalgen keine Pflanzen sind

Landpflanzen, Grünalgen und Rotalgen bilden zusammen eine Verwandtschaftsgruppe. Sie heisst Archaeplastida. Braunalgen gehören nicht dazu. Sie stehen in einer ganz anderen Grossgruppe, den Stramenopilen. Unter dem Namen Heterokonta ist dieselbe Gruppe ebenfalls bekannt, als Teil des Grossverbands SAR.

Zu den nächsten Verwandten der Braunalgen zählen deshalb nicht die Seegräser oder der Salat. Es sind Kieselalgen, Goldalgen und die Eipilze (Oomyceten). Eipilze sind mikroskopische Organismen. Sie verursachen Pflanzenkrankheiten wie die Kraut- und Knollenfäule. Braunalge und Kartoffelschädling stehen sich stammesgeschichtlich näher als Braunalge und Kartoffel.

Der Grund liegt in der Herkunft des Chloroplasten, jenes Zellbestandteils, in dem Photosynthese stattfindet. Bei Landpflanzen geht er auf ein aufgenommenes Bakterium zurück. Bei Braunalgen entstand er in einem zweiten Schritt: Ein Einzeller nahm eine Rotalge auf, die ihrerseits schon einen Chloroplasten besass. Fachleute nennen das sekundäre Endosymbiose.

In einer Übersichtsarbeit aus 2024 werden die Stramenopile nach Ökologie, Taxonomie und Herkunft geordnet.¹ Dort ist auch beschrieben, dass die Gruppe ursprünglich nicht photosynthetisch war.¹ Eine phylogenetische Arbeit aus demselben Jahr rekonstruierte den inneren Stammbaum der Phaeophyceae anhand der Gene 18S und ITS2.² Dabei stellte sie die Gruppe ausdrücklich zu SAR und den Stramenopilen.²

In der Evolution ist Vielzelligkeit mehrfach unabhängig entstanden, und die Braunalgen sind eines dieser wenigen Ereignisse. Ohne Anleihe bei den Pflanzen haben sie aus eigenem Antrieb komplexe Körper mit Arbeitsteilung entwickelt. Vieles an ihnen sieht deshalb pflanzenähnlich aus. Es funktioniert aber anders.

Fucoxanthin: der Farbstoff, der den Namen gab

Braunalgen betreiben Photosynthese wie andere Algen auch und enthalten Chlorophyll, und zwar die Formen a und c. Sichtbar ist davon wenig. Über das Grün legt sich ein zweiter Farbstoff, der der Gruppe ihren Namen gibt: Fucoxanthin.

Fucoxanthin gehört zu den Carotinoiden, genauer zur Untergruppe der Xanthophylle; chemisch trägt es eine seltene Allen-Gruppe. Gemeint ist eine besondere Anordnung von drei Kohlenstoffatomen. In der Natur kommt diese Struktur nur wenige Male vor.

Der Farbstoff hat eine klare Aufgabe. In geringer Tiefe verschluckt das Wasser bereits das rote Licht, blaues und grünes dringt weiter vor. Genau diesen Bereich fängt Fucoxanthin ein. Die Energie leitet es an das Chlorophyll weiter.

Nach Art, Jahreszeit und Wassertiefe schwankt der Gehalt stark. In einer Arbeit aus 2023 wurden Verfahren zur Gewinnung von Fucoxanthin aus Undaria pinnatifida verglichen.³ Mikrowellengestützte und ultraschallgestützte Extraktion lieferten dabei höhere Konzentrationen im Extrakt als die klassischen Verfahren.³ Solche Werte beziehen sich auf das Extrakt, nicht auf die frische Alge.

Der Farbstoff erklärt auch eine Küchenbeobachtung. In der Zelle liegt Fucoxanthin an Eiweiss gebunden vor. Hitze löst diese Bindung. Deshalb wechseln Wakame und Kombu beim Blanchieren von Braun nach leuchtendem Grün. Sichtbar wird dann das Chlorophyll, das vorher überdeckt war.

Haftorgan, Stiel und Spreite

Der Körper einer Braunalge heisst Thallus, er hat keine Wurzeln, keine Blätter und keine Blüten. Trotzdem ist er in drei Abschnitte gegliedert. Von aussen erinnern sie an eine Pflanze. Die Ähnlichkeit ist eine Parallelentwicklung, keine Verwandtschaft.

• Haftorgan (Rhizoid oder Haptere): verankert die Alge am Fels. Es nimmt keine Nährstoffe auf, anders als eine Wurzel.
• Stiel (Cauloid): trägt die Spreite und hält sie im Wasserstrom. Bei Laminaria hyperborea ist er steif und mehrjährig.
• Spreite (Phylloid): der flächige Teil, in dem der grösste Teil der Photosynthese abläuft.
• Gasblasen (Pneumatocysten): heben die Spreite ans Licht. Beim Blasentang sitzen sie paarweise im Blatt.
• Wachstumszone (Meristem): liegt bei Kelp zwischen Stiel und Spreite. Die Alge wächst also von unten nach.

Über die gesamte Oberfläche nimmt die Alge Nährstoffe aus dem Meerwasser auf. Ein Leitgewebe wie bei Pflanzen fehlt. Einige grosse Kelp-Arten haben dennoch eine eigene Lösung entwickelt: Sie besitzen Siebzellen, die gelöste Zucker durch den Thallus transportieren. Auch das ist eine unabhängige Erfindung.

Kelp-Wälder: die grössten Braunalgen

Als Kelp bezeichnet man grosse Braunalgen der Ordnung Laminariales. Der Riesentang Macrocystis pyrifera erreicht rund 45 Meter Länge und zählt damit zu den grössten Organismen der Meere. Unter guten Bedingungen legt er täglich mehrere Dezimeter zu.

Kelp braucht kaltes, nährstoffreiches und bewegtes Wasser. Über festem Untergrund liegen die Bestände meist in bis zu dreissig Metern Tiefe. Wo diese Bedingungen zusammenkommen, entstehen dichte Unterwasserwälder mit mehreren Stockwerken; solche Bestände säumen einen erheblichen Teil der kühlen Felsküsten weltweit.

Der Aufbau ähnelt einem Wald an Land: Krusten am Grund, niedrige Arten darüber, zuoberst das Kronendach der Riesentange. Jedes Stockwerk beherbergt andere Tiere.

Wichtige Gattungen im Überblick

Alginat und Fucoidan in der Zellwand

Die Zellwand einer Braunalge ist anders gebaut als die einer Pflanze: Cellulose ist zwar vorhanden, aber nicht bestimmend. Den Hauptteil stellen zwei Gruppen von Vielfachzuckern, also langkettigen Kohlenhydraten. Das sind Alginate und fucosehaltige sulfatierte Polysaccharide.

Aus zwei Bausteinen besteht die lange Kette des Alginats. Der eine heisst Mannuronsäure, der andere Guluronsäure. Beide sind Zuckersäuren. In Blöcken liegen sie vor. Ihre Reihenfolge unterscheidet sich je nach Art und Alter. Genau diese Reihenfolge entscheidet, wie fest ein Gel wird.

Trifft Alginat auf Calcium, verbinden sich die Guluronsäure-Blöcke zweier Ketten und schliessen es wie in einem Eierkarton ein. Fachleute nennen dieses Bild «Egg-Box». Aus einer dünnflüssigen Lösung wird so in Sekunden ein Gel, ganz ohne Hitze.

Unter dem Namen Fucoidan wird die zweite Gruppe meist zusammengefasst. Es handelt sich um verzweigte Ketten aus dem Zucker Fucose. Sie tragen Schwefelsäuregruppen. Ihr Aufbau ist bis heute nicht vollständig geklärt. Nach den beteiligten Genen durchsuchte eine genomische Arbeit aus 2024 die Erbanlagen von Braunalgen.⁴ Sie fand die Bauanleitung für den Alginatweg bereits beim gemeinsamen Vorfahren der Braunalgen und ihrer nächsten Schwestergruppe.⁴ Der Bildungsweg der Fucane blieb dagegen offen.⁴

Alginate als Lebensmittelzusatzstoffe E 400 bis E 405

In der Schweiz sind Alginate zugelassene Lebensmittelzusatzstoffe. Die Zusatzstoffverordnung des EDI führt sie unter den Nummern E 400 bis E 405 (ZuV, SR 817.022.31). Dort erscheinen sie in mehreren Anhängen. Einer davon ist die Liste der zulässigen Trägerstoffe.

In der Praxis dienen Alginate als Verdickungs-, Gelier- und Stabilisierungsmittel; man findet sie in Speiseeis, Füllungen, Saucen und Getränken. In der Küchentechnik beruht die sogenannte Sphärifikation darauf: Ein Tropfen Alginatlösung fällt in ein Calciumbad und bildet sofort eine Haut.

Jodgehalt und rechtliche Einordnung

Aus dem Meerwasser nehmen Braunalgen Jod auf. Im Gewebe lagern sie es ein. Meerwasser enthält davon nur sehr wenig. Es sind etwa 0,06 Milligramm pro Liter. Braunalgen reichern den Stoff dennoch um ein Vielfaches an. Damit erreicht die Gruppe die höchsten bekannten Jodwerte im Pflanzen- und Algenbereich.

Die Spannweite der Messwerte ist gross. Eine Untersuchung aus Südkorea bestimmte den Gesamtjodgehalt in 348 Proben von fünf Speisealgen.⁵ Aus zwölf Küstenregionen stammten diese Proben, gesammelt zwischen 2020 und 2024.⁵ Die Werte unterschieden sich deutlich zwischen den Arten. Für den Zuckertang Saccharina japonica lag der Mittelwert bei 2432 Milligramm je Kilogramm Trockenmasse.⁵ Damit lag er am höchsten der geprüften Arten.⁵

In einer Analyse schottischer Algen aus 2026 wurden elf Wildarten und zwei Kulturarten mittels Massenspektrometrie untersucht.⁶ Dort lagen die Jodwerte je nach Art ebenfalls weit auseinander. Die Arbeit prüfte zusätzlich Blanchieren bei verschiedenen Wassertemperaturen als Verfahren, um den Jodgehalt der Ware zu senken.⁶

Diese Streuung ist der Grund. Behörden befassen sich deshalb mit dem Thema. Die Europäische Kommission richtete 2018 eine Empfehlung an die Mitgliedstaaten. Empfohlen wird, das Vorkommen von Arsen, Cadmium, Jod, Blei und Quecksilber in Meeresalgen, Halophyten und Erzeugnissen auf Algenbasis zu überwachen. Erklärtes Ziel war, die Datengrundlage für die Frage nach Höchstgehalten zu schaffen (Empfehlung (EU) 2018/464 vom 19. März 2018).

Ernte und Aquakultur

Braunalgen werden auf zwei Wegen gewonnen. Der ältere ist die Wildernte. In Norwegen wird Laminaria hyperborea mit Schleppgeräten vom Meeresgrund geholt. In der Bretagne, in Irland und in Island hat die Ernte von Hand oder mit Booten eine lange Geschichte. Als Dünger kam angelandeter Tang früher auf die Felder.

Der zweite Weg ist die Aquakultur. Heute dominiert er. Nach Angaben der FAO wurden 2022 weltweit rund 36,5 Millionen Tonnen Algen in Aquakultur erzeugt. Aus Asien stammen etwa 97 Prozent davon, und Saccharina japonica ist dabei die mengenmässig wichtigste Art.

Für die Kultur wird der zweiteilige Lebenszyklus der Kelp-Arten genutzt. Die grosse, sichtbare Alge ist der Sporophyt, er entlässt Schwärmer, aus denen mikroskopisch kleine Gametophyten werden. Über Jahre lässt sich diese winzige Generation im Labor halten und vermehren.

Aus dieser Laborkultur entstehen Setzlinge auf dünnen Schnüren. Im Meer werden sie an Langleinen ausgebracht. Ausgesät wird meist im Herbst, geerntet im Frühjahr. Die Anlage braucht weder Süsswasser noch Dünger noch Ackerfläche.

Kombu, Wakame und Dashi

In Ostasien gehören Braunalgen seit Jahrhunderten zur Alltagsküche. Sie werden getrocknet gehandelt und vor der Verwendung eingeweicht. Neben Braunalgen ist auch die Rotalge Nori verbreitet; zu ihr gibt es einen eigenen Eintrag zu den Nori-Algen. Einen Überblick über die Sammelbezeichnung liefert der Beitrag zu Seetang.

• Kombu: getrockneter Zuckertang, meist Saccharina japonica. Grundlage der Brühe Dashi, dazu in Eintöpfen und beim Kochen von Bohnen.
• Wakame: Undaria pinnatifida, blanchiert und getrocknet. Klassisch in Misosuppe und in kalten Salaten mit Sesam.
• Arame und Hijiki: in Streifen geschnittene und vorgegarte Braunalgen, häufig in geschmorten Beilagen.
• Kombu-Dashi: Kombu wird kalt angesetzt und knapp unter dem Siedepunkt herausgenommen, damit die Brühe klar bleibt.
• Tororo und Oboro Kombu: hauchfein gehobelter Kombu, der auf Suppen oder Reis gestreut wird.

Kombu hat auch Wissenschaftsgeschichte geschrieben. 1908 untersuchte der japanische Chemiker Kikunae Ikeda die Brühe aus Kombu. Er isolierte daraus Glutaminsäure. Für den Geschmackseindruck führte er den Begriff Umami ein. Heute gilt Umami neben süss, sauer, salzig und bitter als eigene Grundgeschmacksart.

Kelp-Wälder als Lebensraum

Zu den produktivsten Lebensräumen der Erde zählen Kelp-Wälder. Sie erzeugen viel Biomasse pro Fläche. Laufend geben sie Bruchstücke ab. Diese Reste treiben ab und ernähren Tiere in tieferen Zonen; ein Teil des Kohlenstoffs gelangt so ins offene Meer.

Der Bestand hängt an einem Gleichgewicht. Seeigel weiden junge Algen ab. Fehlen ihre Fressfeinde, nehmen sie überhand. Dann bleibt eine kahle Fläche zurück, die Fachleute «Seeigel-Barren» nennen. In manchen Regionen hält der Seeotter die Seeigel in Schach; wo er ausgerottet wurde, gingen die Wälder zurück.

Warmes Wasser setzt Kelp ebenfalls zu. In mehreren Regionen haben marine Hitzewellen zu grossflächigen Verlusten geführt. Untersucht wird, wie schnell sich Bestände danach erholen. Die Datenlage dazu gilt als vorläufig.

Steckbrief

Gegenstand der Forschung

Ein Schwerpunkt liegt auf der Systematik. In den letzten Jahren wurde die Verwandtschaft innerhalb der Braunalgen mehrfach umgestellt. Die Arbeit von 2024 zu 18S und ITS2 kombinierte Sequenz- und Strukturdaten.² Damit erzielte sie besser abgestützte Stammbäume als die reine Sequenzanalyse.²

Ein zweiter Schwerpunkt ist die Genomik der Zellwandstoffe. Untersucht wird, welche Gene die Bildung und den Abbau von Alginat und Fucanen steuern und wann sie entstanden sind.⁴ Die Autoren halten fest, dass die Ausweitung der Alginat-Genfamilien eine Voraussetzung für die Entwicklung komplexer Körper gewesen sein könnte.⁴

Ein dritter Schwerpunkt betrifft Analytik und Verfahrenstechnik. Dazu zählen die Gewinnung von Fucoxanthin mit Mikrowelle und Ultraschall³ sowie die Bestimmung von Elementgehalten mit Massenspektrometrie.^5,6 Untersucht wird ausserdem, wie stark Art, Herkunft und Verarbeitung die Messwerte verschieben.⁶ Eine einzelne Zahl für «die» Braunalge gibt es demnach nicht.

Häufige Fragen

Sind Braunalgen Pflanzen?

Nein. Braunalgen gehören zu den Stramenopilen.¹ Damit stehen sie auf einem eigenen Ast im Stammbaum des Lebens.¹ Landpflanzen, Grünalgen und Rotalgen bilden dagegen die Gruppe der Archaeplastida. Auf unabhängiger Entwicklung beruht die Ähnlichkeit im Aussehen.

Warum sind Braunalgen braun?

Wegen des Farbstoffs Fucoxanthin. Dieses Carotinoid überdeckt das grüne Chlorophyll optisch. Es fängt blaues und grünes Licht ein. In tieferem Wasser ist dieses noch verfügbar. Bei Hitze löst sich die Bindung an das Eiweiss, und die Alge wirkt grün.

Was ist Kelp?

Kelp ist die Sammelbezeichnung für grosse Braunalgen der Ordnung Laminariales; dazu zählen Laminaria, Saccharina, Macrocystis und Nereocystis. In kühlen Küstengewässern bilden sie dichte Unterwasserwälder mit mehreren Stockwerken.

Wie viel Jod enthalten Braunalgen?

Von der Art hängt das stark ab. In einer südkoreanischen Untersuchung an 348 Proben lag der Mittelwert für Saccharina japonica bei 2432 Milligramm je Kilogramm Trockenmasse.⁵ Andere geprüfte Arten lagen deutlich darunter. Auch Standort, Erntezeit und Verarbeitung verschieben die Werte.⁶

Wie sind Algen in der Schweiz lebensmittelrechtlich eingeordnet?

Als Gemüseart. Erfasst sind Grün-, Braun- und Rotalgen, die üblicherweise wie Gemüse zubereitet werden. Die VLpH nennt sie in Artikel 24 Absatz 2 Buchstabe i (SR 817.022.17). Mikroalgen sind ausgenommen. Artikel 25 Absatz 2 verlangt zusätzlich die Angabe der Algenart auf Packung und Etikette.

Was ist Alginat?

Ein Vielfachzucker aus der Zellwand der Braunalgen. Er besteht aus Mannuronsäure und Guluronsäure. Mit Calcium bildet er ohne Hitze ein Gel. In der Schweiz ist er als Zusatzstoff unter E 400 bis E 405 geführt (ZuV, SR 817.022.31).

Worin unterscheiden sich Kombu und Wakame?

In der Art und in der Verwendung. Kombu ist meist Saccharina japonica. Vor allem dient er der Brühe Dashi. Wakame ist Undaria pinnatifida mit fiederteiliger Spreite. Blanchiert wird sie in Suppen und Salaten verwendet.

Sind Spirulina und Chlorella auch Braunalgen?

Nein. Beide sind Mikroalgen. In Artikel 28 der VLpH sind sie gesondert geregelt. Spirulina ist genau genommen ein Cyanobakterium, Chlorella eine Grünalge. Braunalgen sind dagegen vielzellige Meeresalgen.

Quellen

1. Integrated overview of stramenopile ecology, taxonomy, and heterotrophic origin. The ISME Journal, 2024. DOI: 10.1093/ismejo/wrae150 (PMID 39077993)
2. 18S and ITS2 rRNA gene sequence-structure phylogeny of the Phaeophyceae (SAR, Stramenopiles) with special reference to Laminariales. European Journal of Protistology, 2024. DOI: 10.1016/j.ejop.2024.126107 (PMID 39024684)
3. Emerging Technologies to Extract Fucoxanthin from Undaria pinnatifida: Microwave vs. Ultrasound Assisted Extractions. Marine Drugs, 2023. DOI: 10.3390/md21050282 (PMID 37233476)
4. Candidate genes involved in biosynthesis and degradation of the main extracellular matrix polysaccharides of brown algae and their probable evolutionary history. BMC Genomics, 2024. DOI: 10.1186/s12864-024-10811-3 (PMID 39390408)
5. Analysis and Risk Assessment of Total Iodine Content in Edible Seaweeds in South Korea. Foods, 2025. DOI: 10.3390/foods14162865 (PMID 40870777)
6. Scottish Seaweeds as Sustainable Sources of Micronutrients: Mineral Composition, Vitamin B12 Content, and Safety Assessment. Food Science & Nutrition, 2026. DOI: 10.1002/fsn3.71988 (PMID 42255698)
7. Verordnung des EDI über Lebensmittel pflanzlicher Herkunft, Pilze und Speisesalz (VLpH), SR 817.022.17, Art. 24 Abs. 2 Bst. i, Art. 25 Abs. 2 und Art. 28
8. Verordnung des EDI über die zulässigen Zusatzstoffe in Lebensmitteln (Zusatzstoffverordnung, ZuV), SR 817.022.31
9. Verordnung des EDI über die Höchstgehalte für Kontaminanten (Kontaminantenverordnung, VHK), SR 817.022.15
10. Empfehlung (EU) 2018/464 der Kommission vom 19. März 2018 zur Überwachung der Metall- und Jodkonzentrationen in Meeresalgen, Halophyten und Erzeugnissen auf Meeresalgenbasis (CELEX 32018H0464)