Микроводоросли - Microalgae

Nannochloropsis микроводорослей
Сбор культур микроводорослей в лаборатории CSIRO

Микроводоросли или микрофиты - это микроскопические водоросли, невидимые невооруженным глазом . Это фитопланктон, обычно встречающийся в пресноводных и морских системах, обитающий как в толще воды, так и в отложениях . Это одноклеточные виды, которые существуют индивидуально, цепочками или группами. В зависимости от вида их размеры могут варьироваться от нескольких микрометров (мкм) до нескольких сотен микрометров. В отличие от высших растений, микроводоросли не имеют корней, стеблей или листьев. Они специально адаптированы к среде, в которой преобладают вязкие силы.

Микроводоросли, способные к фотосинтезу , важны для жизни на Земле; они производят примерно половину атмосферного кислорода и одновременно используют углекислый газ, вызывающий парниковый эффект, для фотоавтотрофного роста. «В морском фотосинтезе преобладают микроводоросли, которые вместе с цианобактериями вместе называются фитопланктоном ». Микроводоросли вместе с бактериями составляют основу пищевой сети и обеспечивают энергией все вышележащие трофические уровни. Биомасса микроводорослей часто измеряется по концентрации хлорофилла а и может служить полезным показателем потенциальной продукции.

Биоразнообразии микроводорослей огромны , и они представляют собой почти нетронутый ресурс. Было подсчитано, что существует около 200 000-800 000 видов во многих различных родах, из которых около 50 000 видов описаны. Было химически определено более 15 000 новых соединений, происходящих из биомассы водорослей. Примеры включают каротиноиды , антиоксиданты , жирные кислоты , ферменты , полимеры , пептиды , токсины и стерины .

Исключением из семейства микроводорослей являются бесцветные Prototheca, не содержащие хлорофилла . Эти ахлорофные водоросли переходят в паразитизм и, таким образом, вызывают заболевание прототекоз у человека и животных.

Характеристики и использование

Разнообразие одноклеточных и колониальных пресноводных микроводорослей

Химический состав микроводорослей не является внутренним постоянным фактором, а варьируется в зависимости от широкого диапазона факторов, как в зависимости от вида, так и от условий культивирования. Некоторые микроводоросли обладают способностью адаптироваться к изменениям условий окружающей среды, изменяя свой химический состав в ответ на изменчивость окружающей среды. Особенно ярким примером является их способность заменять фосфолипиды нефосфорными мембранными липидами в обедненных фосфором средах. В микроводорослях можно в значительной степени накапливать желаемые продукты, изменяя факторы окружающей среды, такие как температура, освещение, pH, подача CO 2 , соль и питательные вещества.

Микрофиты также производят химические сигналы, которые способствуют отбору добычи, защите и избеганию. Эти химические сигналы влияют на крупномасштабные тропические структуры, такие как цветение водорослей, но распространяются путем простой диффузии и ламинарного адвективного потока. Микроводоросли, такие как микрофиты, составляют основной корм для многих видов аквакультуры, особенно для двустворчатых моллюсков .

Фото- и хемосинтетические водоросли

Фотосинтетические и хемосинтетические микробы также могут формировать симбиотические отношения с организмами-хозяевами. Они снабжают их витаминами и полиненасыщенными жирными кислотами, необходимыми для роста двустворчатых моллюсков, которые сами не могут их синтезировать. Кроме того, поскольку клетки растут в водной суспензии, они имеют более эффективный доступ к воде, CO 2 и другим питательным веществам.

Микроводоросли играют важную роль в круговороте питательных веществ и закреплении неорганического углерода в органических молекулах и экспрессии кислорода в морской биосфере .

В то время как рыбий жир стал известен своим содержанием омега-3 жирных кислот , рыба на самом деле не производит омега-3, вместо этого накапливая свои запасы омега-3, потребляя микроводоросли. Эти жирные кислоты омега-3 могут быть получены с пищей человека непосредственно из микроводорослей, которые их производят.

В зависимости от вида и условий выращивания микроводоросли могут накапливать значительное количество белков. Благодаря своей способности расти на непахотных землях, микроводоросли могут служить альтернативным источником белка для потребления человеком или корма для животных. Белки микроводорослей также исследуются в качестве загустителей или стабилизаторов эмульсии и пены в пищевой промышленности для замены белков животного происхождения.

Некоторые микроводоросли накапливают хромофоры, такие как хлорофилл , каротиноиды или фикобилипротеины, которые можно экстрагировать и использовать в качестве красителей.

Выращивание микроводорослей

В инкубаториях выращивают различные виды микроводорослей, которые используются различными способами в коммерческих целях, в том числе для питания человека , в качестве биотоплива , в аквакультуре других организмов, в производстве фармацевтических препаратов и косметики , а также в качестве биоудобрения . Однако низкая плотность клеток является основным препятствием для коммерческой жизнеспособности многих продуктов, полученных из микроводорослей, особенно недорогих товаров.

Исследования показали, что основными факторами успеха системы инкубатория микроводорослей являются:

  • размеры контейнера / биореактора, в котором выращивают микроводоросли;
  • воздействие света / облучения ; а также
  • концентрация клеток внутри реактора.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Компания