Language
Country/Area
No result found
Bí mật của tảo siêu nhỏ: Tại sao những sinh vật nhỏ bé này lại sản xuất ra một nửa lượng oxy của Trái Đất?
Trên Trái Đất, có một loại sinh vật nhỏ bé âm thầm cung cấp hỗ trợ quan trọng cho sự sống còn của chúng ta. Chúng là tảo siêu nhỏ. Những sinh vật cực nhỏ này vô hình với mắt thường, chủ yếu là thực vật phù du và sống trong nhiều hệ thống nước ngọt và nước biển. Sở hữu đặc điểm của một tế bào đơn lẻ, tảo có thể sống đơn lẻ hoặc thành chuỗi hoặc thành quần thể. Tùy thuộc vào loài, kích thước của tảo siêu nhỏ có thể từ vài micromet đến vài trăm micromet. Không giống như thực vật bậc cao, tảo siêu nhỏ không có rễ, thân hoặc lá, cho phép chúng thích nghi với môi trường có lực nhớt chi phối.
Tảo nhỏ là sinh vật quang hợp cần thiết cho sự sống trên Trái Đất; chúng sản xuất ra khoảng một nửa lượng oxy và sử dụng khí nhà kính carbon dioxide để phát triển quang tự dưỡng.
Vi tảo và vi khuẩn lam cùng nhau tạo nên thực vật phù du, chi phối quá trình quang hợp của đại dương. Là cơ sở của chuỗi thức ăn, tảo siêu nhỏ cùng với vi khuẩn cung cấp năng lượng cho tất cả các bậc dinh dưỡng trong sinh quyển. Khi hệ sinh thái thay đổi, tảo siêu nhỏ có thể điều chỉnh thành phần hóa học của chúng để thích nghi với những thay đổi của môi trường, mang lại cho chúng sự linh hoạt tuyệt vời trong cách phát triển và sinh sản.
Thành phần hóa học và ứng dụng của tảo
Thành phần hóa học của tảo không phải là yếu tố cố định và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm sự khác biệt về loài và điều kiện nuôi cấy. Một số loài tảo siêu nhỏ có khả năng thích nghi với những thay đổi trong môi trường và điều chỉnh thành phần hóa học của chúng cho phù hợp. Đặc biệt trong môi trường thiếu phốt pho, chúng có khả năng thay thế các giọt phospholipid bằng lipid không chứa phosphate.
Tảo nhỏ có thể tích lũy các sản phẩm mong muốn bằng cách thay đổi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, độ pH, nguồn cung cấp carbon dioxide, muối và chất dinh dưỡng, khiến chúng trở thành một nguồn tài nguyên khả thi.
Ngoài ra, các tín hiệu hóa học do tảo tiết ra có ảnh hưởng quan trọng đến hành vi lựa chọn con mồi, phòng thủ và trốn thoát trong sinh quyển. Các tín hiệu hóa học này đóng vai trò quan trọng trong các cấu trúc sinh thái quy mô lớn, chẳng hạn như hiện tượng tảo nở hoa. Tảo siêu nhỏ cũng là nguồn thức ăn thiết yếu cho nhiều loài nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là các loài nhuyễn thể ăn lọc.
Vi tảo quang hợp và hóa tổng hợp
Các vi sinh vật quang hợp và hóa tổng hợp có thể hình thành mối quan hệ cộng sinh với sinh vật chủ và cung cấp cho vật chủ các vitamin và axit béo không bão hòa đa cần thiết cho sự phát triển. Vì các tế bào này phát triển trong nước nên chúng có thể hấp thụ nước, carbon dioxide và các chất dinh dưỡng khác một cách hiệu quả. Ngoài ra, trong khi dầu cá được nhiều người chú ý vì có chứa axit béo omega-3, thì thực tế cá không tự sản xuất ra axit béo omega-3 mà tích lũy axit béo omega-3 bằng cách tiêu thụ tảo siêu nhỏ.
Tảo nhỏ có thể tích lũy một lượng protein đáng kể, tùy thuộc vào loài và điều kiện canh tác, và vì chúng có thể được trồng trên đất phi nông nghiệp nên tảo nhỏ trở thành nguồn protein thay thế cho thức ăn của con người hoặc động vật.
Đồng thời, protein tảo siêu nhỏ cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như chất làm đặc hoặc chất nhũ hóa và chất ổn định bọt để thay thế protein có nguồn gốc từ động vật. Một số loại tảo siêu nhỏ cũng tích tụ các sắc tố như diệp lục, carotenoid và photocyanin, có thể được chiết xuất và sử dụng làm chất tạo màu.
Trồng tảo siêu nhỏ
Nhiều loài tảo siêu nhỏ được sản xuất trong các trang trại nuôi nhốt và được sử dụng cho nhiều mục đích thương mại, bao gồm dinh dưỡng cho con người, làm nhiên liệu sinh học, trong nuôi trồng thủy sản các sinh vật khác, trong sản xuất dược phẩm và mỹ phẩm, và làm phân bón sinh học. Tuy nhiên, mật độ tế bào thấp là rào cản lớn trong việc thương mại hóa các sản phẩm có nguồn gốc từ tảo siêu nhỏ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự thành công của hệ thống nuôi cấy tảo siêu nhỏ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, bao gồm: hình dạng và kích thước của hệ thống nuôi cấy (gọi là lò phản ứng quang hợp), cường độ ánh sáng, nồng độ carbon dioxide trong pha khí, mức độ dinh dưỡng (chủ yếu là nitơ, phốt pho, kali) và phương pháp trộn nuôi cấy.
Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, nghiên cứu của chúng ta về tảo cực nhỏ ngày càng trở nên sâu rộng hơn và giá trị tiềm năng của những sinh vật nhỏ bé này đang dần được phát triển. Trong tương lai, tảo siêu nhỏ có thể đóng vai trò quan trọng trong việc chống biến đổi khí hậu toàn cầu và tăng nguồn cung cấp thực phẩm. Tuy nhiên, chúng ta đã nhận ra và tận dụng hết giá trị của các loại tảo siêu nhỏ này chưa?
