Language
Country/Area
No result found
Микроводоросли с неограниченным потенциалом: как стать возобновляемым источником энергии и пищи в будущем?
В бескрайних водах скрывается группа крошечных организмов – микроводорослей. Хотя эти микроскопические водоросли невозможно увидеть невооруженным глазом, у них есть потенциал изменить будущее. Микроводоросли — это фитопланктон, обитающий в пресноводных и морских системах и существующий в основном в виде одиночных клеток, цепочек или колоний. Хотя размеры микроводорослей варьируются от нескольких до сотен микрон, они играют важную роль в экосистемах Земли.
Микроводоросли фотосинтезируют, производя около половины атмосферного кислорода Земли, и используют углекислый газ, вызывающий парниковый эффект, для фотоавтотрофного роста.
Микроводоросли являются не только первичными продуцентами, но и основой пищевой цепи, обеспечивающей энергию для организмов высшего порядка. Разнообразие микроводорослей оценивается как значительное: от 200 000 до 800 000 видов, многие из которых еще не описаны. В этих микроводорослях химически идентифицировано более 15 000 новых соединений, включая каротиноиды, жирные кислоты, ферменты, полимеры, пептиды, токсины и стеролы. Эти драгоценные метаболиты не только диверсифицируют экосистемы, но и служат потенциальным сырьем для топлива и других целей.
Функции и приложения
Химический состав микроводорослей не является постоянным фактором, а меняется в зависимости от вида и условий выращивания. Некоторые микроводоросли способны адаптироваться к изменениям окружающей среды, изменяя свой химический состав. Некоторые виды микроводорослей демонстрируют свою адаптивность, очень энергично заменяя мембранные жиры в условиях дефицита фосфора. Кроме того, изменяя факторы окружающей среды, такие как температура, свет, pH, поступление углекислого газа, соли и питательные вещества, желаемые продукты могут накапливаться в микроводорослях в больших количествах.
Микроводоросли являются важным источником пищи для многих видов аквакультуры, особенно для двустворчатых моллюсков-фильтраторов.
Фотосинтезирующие и хемосинтезирующие микроорганизмы также могут вступать в симбиотические отношения с организмами-хозяевами, обеспечивая их необходимыми витаминами и полиненасыщенными жирными кислотами, которые хозяин не может синтезировать самостоятельно. А поскольку клетки микроводорослей растут в воде, они могут более эффективно получать воду, углекислый газ и другие питательные вещества. Эти микроводоросли играют важную роль в морских экосистемах, связывая неорганический углерод в органические молекулы и выделяя кислород в воду. На сегодняшний день жирные кислоты Омега-3, вырабатываемые в пищевой цепи, включая микроводоросли, не только жизненно важны для рыб, но также могут стать здоровым источником в рационе человека.
Культивирование микроводорослей
Различные виды микроводорослей выращиваются в инкубаториях и используются для различных коммерческих целей, включая источники питания человека, биотопливо, аквакультуру других организмов, производство фармацевтических препаратов и косметики, а также в качестве биоудобрений. Однако низкая плотность клеток является основным препятствием для коммерциализации многих продуктов, полученных из микроводорослей. Исследования показывают, что к основным факторам успеха систем инкубации микроводорослей относятся: геометрия и размер культуральной системы (известной как фотобиореактор); концентрация углекислого газа в газовой фазе (в основном азота, фосфора); и калий) и перемешивание культуры.
Перспективы на будущее
Микроводорослям уделяется все больше внимания, поскольку глобальный спрос на возобновляемые источники энергии и устойчивые источники пищи продолжает расти. Потенциал этих маленьких существ кажется безграничным, но смогут ли они сыграть более масштабную роль в нашей повседневной жизни, все еще ждет дальнейших исследований и инноваций?
