Language
Country/Area
No result found
Секрет микроводорослей: почему эти крошечные организмы производят половину кислорода на Земле?
На Земле есть вид крошечных организмов, которые молчаливо обеспечивают важную поддержку нашего выживания. Это микроводоросли. Эти микроскопические организмы, невидимые невооруженным глазом, в основном являются фитопланктоном и обитают в различных пресноводных и морских системах. Обладая характеристиками одиночной клетки, микроводоросли могут жить поодиночке, а также цепочками или колониями. В зависимости от вида размеры микроводорослей варьируются от нескольких микрометров до нескольких сотен микрометров. В отличие от высших растений, микроводоросли не имеют корней, стеблей и листьев, что позволяет им адаптироваться к среде, где преобладают вязкие силы.
Микроводоросли — это фотосинтетические организмы, необходимые для жизни на Земле. Они производят около половины всего кислорода и используют парниковый газ углекислый газ для фотоавтотрофного роста.
Микроводоросли и цианобактерии вместе составляют фитопланктон, который доминирует в фотосинтезе океана. Являясь основой пищевой цепи, микроводоросли совместно с бактериями обеспечивают энергией все трофические уровни биосферы. По мере изменения экосистем микроводоросли способны корректировать свой химический состав, чтобы адаптироваться к изменениям окружающей среды, что обеспечивает им большую гибкость в том, как они растут и размножаются.
Химический состав и применение микроводорослей
Химический состав микроводорослей не является фиксированным показателем и зависит от многих факторов, включая различия в видах и условиях культивирования. Некоторые микроводоросли обладают способностью адаптироваться к изменениям окружающей среды и соответствующим образом корректировать свой химический состав. В частности, в среде с дефицитом фосфора они способны заменять фосфолипидные глобулы липидами, не содержащими фосфата.
Микроводоросли могут накапливать желаемые продукты, изменяя такие факторы окружающей среды, как температура, свет, pH, содержание углекислого газа, солей и питательных веществ, что делает их ценным ресурсом.
Кроме того, химические сигналы, выделяемые микроводорослями, оказывают важное влияние на выбор добычи, ее защиту и поведение побега в биосфере. Эти химические сигналы играют важную роль в крупномасштабных экологических структурах, таких как цветение водорослей. Микроводоросли также являются важным источником пищи для многих видов аквакультуры, особенно для фильтрующих двустворчатых моллюсков.
Фотосинтетические и хемосинтетические микроводоросли
Фотосинтезирующие и хемосинтезирующие микроорганизмы могут вступать в симбиотические отношения с организмом-хозяином и обеспечивать его витаминами и полиненасыщенными жирными кислотами, необходимыми для роста. Поскольку эти клетки растут в воде, они могут эффективно усваивать воду, углекислый газ и другие питательные вещества. Кроме того, хотя рыбий жир привлекает большое внимание благодаря содержанию в нем жирных кислот омега-3, рыба на самом деле не вырабатывает эти кислоты, а скорее накапливает их, потребляя микроводоросли.
Микроводоросли могут накапливать значительное количество белка в зависимости от вида и условий выращивания, а поскольку их можно выращивать на несельскохозяйственных землях, это делает микроводоросли альтернативным источником белка для питания человека и животных.
В то же время белки микроводорослей также используются в пищевой промышленности в качестве загустителей или эмульгаторов и стабилизаторов пены для замены белков животного происхождения. Некоторые микроводоросли также накапливают пигменты, такие как хлорофилл, каротиноиды и фотоцианин, которые можно извлекать и использовать в качестве красителей.
Выращивание микроводорослей
Различные виды микроводорослей выращиваются на фермах в неволе и используются в различных коммерческих целях, включая питание человека, в качестве биотоплива, в аквакультуре других организмов, в производстве фармацевтических препаратов и косметики, а также в качестве биоудобрения. Однако низкая плотность клеток является серьезным препятствием на пути коммерциализации продуктов, полученных из микроводорослей. Исследования показали, что на успешность систем выращивания микроводорослей влияют различные факторы, в том числе: геометрия и размер системы выращивания (называемой фотосинтетическим реактором), интенсивность света, концентрация углекислого газа в газовой фазе, уровень питательных веществ (в основном азот, фосфор, калий) и метод смешивания культур.
С развитием науки и техники наши исследования микроводорослей становятся все более глубокими, и потенциальная ценность этих крошечных организмов постепенно раскрывается. В будущем микроводоросли могут сыграть важную роль в борьбе с глобальным изменением климата и увеличении поставок продовольствия. Однако в полной ли мере мы осознали и использовали ценность этих микроводорослей?
