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Microalghe dal potenziale illimitato: come diventare una fonte di energia e cibo rinnovabile in futuro?
Nelle vaste acque si nasconde un gruppo di minuscoli organismi: le microalghe. Sebbene queste alghe microscopiche non possano essere viste ad occhio nudo, hanno il potenziale per cambiare il futuro. Le microalghe sono fitoplancton che vivono nei sistemi di acqua dolce e marina ed esistono principalmente come cellule singole, oppure in catene o colonie. Sebbene le dimensioni delle microalghe varino da pochi a centinaia di micron, svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi terrestri.
Le microalghe effettuano la fotosintesi, producendo circa la metà dell'ossigeno atmosferico della Terra, e utilizzano l'anidride carbonica, gas serra, per crescere fotoautotroficamente.
Le microalghe non sono solo produttrici primarie, ma anche la base della catena alimentare, poiché forniscono energia per organismi di ordine superiore. Si stima che la diversità delle microalghe sia considerevole, con un numero compreso tra 200.000 e 800.000 specie, molte delle quali devono ancora essere descritte. Più di 15.000 nuovi composti sono stati identificati chimicamente in queste microalghe, tra cui carotenoidi, acidi grassi, enzimi, polimeri, peptidi, tossine e steroli. Questi preziosi metaboliti non solo diversificano gli ecosistemi, ma forniscono anche potenziali materie prime per combustibili e altri usi.
Funzionalità e applicazioni
La composizione chimica delle microalghe non è un fattore costante, ma varia a seconda delle specie e delle condizioni di coltura. Alcune microalghe sono in grado di adattarsi ai cambiamenti ambientali modificando la loro composizione chimica. Alcune specie di microalghe mostrano la loro adattabilità sostituendo molto vigorosamente i grassi della loro membrana in ambienti carenti di fosforo. Inoltre, modificando fattori ambientali come temperatura, luce, pH, apporto di anidride carbonica, sale e sostanze nutritive, i prodotti desiderati possono essere accumulati nelle microalghe in grandi quantità.
Le microalghe sono una fonte di cibo essenziale per molte specie di acquacoltura, in particolare per i bivalvi filtranti.
I microrganismi fotosintetici e chemiosintetici possono anche formare relazioni simbiotiche con gli organismi ospiti, fornendo loro le vitamine e gli acidi grassi polinsaturi necessari che l'ospite non può sintetizzare da solo. E poiché le cellule delle microalghe crescono nell’acqua, possono ottenere acqua, anidride carbonica e altri nutrienti in modo più efficiente. Queste microalghe svolgono un ruolo importante negli ecosistemi marini, sia fissando il carbonio inorganico in molecole organiche, sia rilasciando ossigeno nelle acque. Finora, gli acidi grassi Omega-3 prodotti nella catena alimentare, comprese le microalghe, non sono solo vitali per i pesci ma potrebbero anche diventare una fonte sana nella dieta umana.
Coltivazione di microalghe
Varie specie di microalghe sono state prodotte negli incubatoi e utilizzate per una varietà di scopi commerciali, tra cui fonti di alimentazione umana, biocarburanti, acquacoltura di altri organismi, produzione di prodotti farmaceutici e cosmetici e come biofertilizzanti. Tuttavia, la bassa densità cellulare rappresenta un grave ostacolo nella commercializzazione di molti prodotti derivati dalle microalghe. La ricerca sottolinea che i principali fattori di successo dei sistemi di incubazione delle microalghe includono: la geometria e le dimensioni del sistema di coltura (noto come fotobioreattore); la concentrazione di anidride carbonica nella fase gassosa (principalmente azoto, fosforo, fosforo); e potassio) ; e l'agitazione della coltura.
Prospettive future
Le microalghe stanno ricevendo una crescente attenzione poiché la domanda globale di energia rinnovabile e di fonti alimentari sostenibili continua ad aumentare. Il potenziale di queste piccole creature sembra infinito, ma se possano svolgere un ruolo su larga scala nella nostra vita quotidiana attende ancora ulteriori esplorazioni e innovazioni?
