Роль водорослей в водной экосистеме: Значение водорослей — урок. Биология, 5 класс.

Роль водорослей [Значение] — влияние, действие, вклад, последствия, результат, применение, вики — WikiWhat

Основная статья: Водоросли

Содержание (план)

1. Значение водорослей в природе

1.1. Роль в жизни животных

1.2. Геологическое значение

1.3. Планктон

2. Роль водорослей в жизни человека

2.1. Употребление в пищу

2.2. Лечебные свойства

2.3. Промышленность

3. Картинки (фото, рисунки)

Значение водорослей в природе

Роль в жизни животных

Водоросли составляют основную часть растительности в водных экосистемах. В результате фотосинтеза и боль­шой скорости размножения они создают огромную мас­су органических веществ, которые используют для пита­ния другие организмы.

В слоевищах и между ризоидами зелёных и бурых водорослей проживает множество мелких животных: полипов, червей, моллюсков, ракообразных. Для од­них водоросли — источник питания, для других — убежище или место прикрепления. Многие рыбы (например, дальневосточная сельдь) откладывают на слоевища бурых водорослей икринки.

Багрянки в морских экосистемах синтезируют ор­ганические вещества и выделяют кислород на таких глубинах, где бурые и зелёные водоросли не растут. Красными водорослями питаются многие глубоковод­ные животные.

Загрузка…

Геологическое значение

У кремнистых, или диатомовых, водорослей клетки имеют твёр­дую кремнезёмную оболочку. Скопления отмерших клеток этих водорослей образуют горную породу — диатомит. Помимо этого, диатомовые — важнейшие продуценты органического ве­щества.

Планктон

Водоросли — составная часть планктона. Планктон (греч. planktos — блуждающий) — совокупность орга­низмов, населяющих толщу пресноводных и морских водоёмов и пассивно переносимых течением. Планк­тонные водоросли составляют фитопланктон — основ­ной производитель органического вещества и началь­ное звено большинства пищевых цепей в водных экосистемах. От его обилия зависит численность жи­вотных в водоёме. На состояние фитопланктона оказы­вают влияние экологические факторы: освещённость, температура, солёность воды, степень загрязнения вод.

Роль водорослей в жизни человека

Употребление в пищу

Среди водорослей нет ядовитых форм, поэтому люди, живущие на побережьях рек и морей, издавна используют водоросли в пищу и на корм скоту. В Китае из водорослей делают лапшу, пирожки, голубцы, их добавля­ют в муку.

Важный объект промысла для человека — крас­ные водоросли. На островах Океании, в Китае, Корее, Японии из них готовят супы, салаты, приправы. Ши­роко используют красные водоросли в пищевой про­мышленности.

Из красных водорослей получают агар — сложную смесь углеводов. Уже 20 г ага­ра в 1 л воды после остывания образу­ют плотный студень. Агар используют для изготов­ления мармелада, пастилы, нечерствеющего хлеба и незасахаривающегося варенья. Его добавляют в мороженое и желе. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Лечебные свойства

Морские водоросли богаты витаминами, минераль­ными солями, йодом, поэтому они обладают лечебны­ми свойствами. Так, ламинария японская (морская капуста) используется для приготовления салатов и служит для профилактики рахита, склероза, полезна при заболеваниях кишечника. Бурые водоросли используют в медицине для изготовления препаратов, способствующих выведению радиоактивных веществ из организма.

Китайские врачи использовали водоросли в качестве лекарств более 3 тыс. лет назад. В настоящее время стало известно, что некоторые вещества, содержащиеся в крас­ных водорослях, подавляют рост вируса, вызывающего опасную болезнь — СПИД.

В микробиологических лабораториях на основе агара изготавливают твёрдые питательные среды, на которых высевают колонии микроорганизмов. Без агара работа микробиологов была бы очень сложной.

Промышленность

Агар, полученный из красных водорослей, используют в про­изводстве бумаги и тканей: он придаёт им блеск.

Картинки (фото, рисунки)

Категории:

Водоросли

Вопросы к этой статье:

• Какую роль играют водорос­ли в водных экосистемах?

• В чём заключается роль фи­топланктона в водных экосисте­мах?

• Каково значение донных во­дорослей в жизни водных жи­вотных?

• Как использует водоросли человек?

• Каково значение водорослей для человека?

Материал с сайта http://WikiWhat.ru

Роль водорослей [Значение] — влияние, действие, вклад, последствия, результат, применение, вики — WikiWhat

Основная статья: Водоросли

Содержание (план)

1. Значение водорослей в природе

1.1. Роль в жизни животных

1.2. Геологическое значение

1.3. Планктон

2. Роль водорослей в жизни человека

2.1. Употребление в пищу

2. 2. Лечебные свойства

2.3. Промышленность

3. Картинки (фото, рисунки)

Значение водорослей в природе

Роль в жизни животных

Водоросли составляют основную часть растительности в водных экосистемах. В результате фотосинтеза и боль­шой скорости размножения они создают огромную мас­су органических веществ, которые используют для пита­ния другие организмы.

В слоевищах и между ризоидами зелёных и бурых водорослей проживает множество мелких животных: полипов, червей, моллюсков, ракообразных. Для од­них водоросли — источник питания, для других — убежище или место прикрепления. Многие рыбы (например, дальневосточная сельдь) откладывают на слоевища бурых водорослей икринки.

Багрянки в морских экосистемах синтезируют ор­ганические вещества и выделяют кислород на таких глубинах, где бурые и зелёные водоросли не растут. Красными водорослями питаются многие глубоковод­ные животные.

Геологическое значение

У кремнистых, или диатомовых, водорослей клетки имеют твёр­дую кремнезёмную оболочку. Скопления отмерших клеток этих водорослей образуют горную породу — диатомит. Помимо этого, диатомовые — важнейшие продуценты органического ве­щества.

Планктон

Водоросли — составная часть планктона. Планктон (греч. planktos — блуждающий) — совокупность орга­низмов, населяющих толщу пресноводных и морских водоёмов и пассивно переносимых течением. Планк­тонные водоросли составляют фитопланктон — основ­ной производитель органического вещества и началь­ное звено большинства пищевых цепей в водных экосистемах. От его обилия зависит численность жи­вотных в водоёме. На состояние фитопланктона оказы­вают влияние экологические факторы: освещённость, температура, солёность воды, степень загрязнения вод.

Роль водорослей в жизни человека

Употребление в пищу

Среди водорослей нет ядовитых форм, поэтому люди, живущие на побережьях рек и морей, издавна используют водоросли в пищу и на корм скоту. В Китае из водорослей делают лапшу, пирожки, голубцы, их добавля­ют в муку.

Важный объект промысла для человека — крас­ные водоросли. На островах Океании, в Китае, Корее, Японии из них готовят супы, салаты, приправы. Ши­роко используют красные водоросли в пищевой про­мышленности.

Из красных водорослей получают агар — сложную смесь углеводов. Уже 20 г ага­ра в 1 л воды после остывания образу­ют плотный студень. Агар используют для изготов­ления мармелада, пастилы, нечерствеющего хлеба и незасахаривающегося варенья. Его добавляют в мороженое и желе. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Загрузка…

Лечебные свойства

Морские водоросли богаты витаминами, минераль­ными солями, йодом, поэтому они обладают лечебны­ми свойствами. Так, ламинария японская (морская капуста) используется для приготовления салатов и служит для профилактики рахита, склероза, полезна при заболеваниях кишечника. Бурые водоросли используют в медицине для изготовления препаратов, способствующих выведению радиоактивных веществ из организма.

Китайские врачи использовали водоросли в качестве лекарств более 3 тыс. лет назад. В настоящее время стало известно, что некоторые вещества, содержащиеся в крас­ных водорослях, подавляют рост вируса, вызывающего опасную болезнь — СПИД.

В микробиологических лабораториях на основе агара изготавливают твёрдые питательные среды, на которых высевают колонии микроорганизмов. Без агара работа микробиологов была бы очень сложной.

Промышленность

Агар, полученный из красных водорослей, используют в про­изводстве бумаги и тканей: он придаёт им блеск.

Картинки (фото, рисунки)

Категории:

Водоросли

Вопросы к этой статье:

• Какую роль играют водорос­ли в водных экосистемах?

• В чём заключается роль фи­топланктона в водных экосисте­мах?

• Каково значение донных во­дорослей в жизни водных жи­вотных?

• Как использует водоросли человек?

• Каково значение водорослей для человека?

Материал с сайта http://WikiWhat. ru

ДжМСЭ | Бесплатный полнотекстовый | Биогеохимическая роль водорослей в водных экосистемах: фундаментальные исследования и прикладная биотехнология

Термин «водоросли» не имеет формального таксономического положения. Однако его обычно применяют, когда речь идет о полифилетических (т. е. организмах, не имеющих общего происхождения, но развивающихся в множественных и независимых линиях), случайных и довольно искусственных ассоциациях низших таксонов фотосинтезирующих эукариотических организмов, ассимилирующих СО ₂ и выделяющих О ₂ . Водоросли включают как одноклеточные, так и многоклеточные формы; они могут быть водными или субаэральными, когда подвергаются воздействию атмосферы, а не погружению в воду. Более того, у них отсутствуют многие типы клеток и тканей, характерные для высших растений [1,2]. Водоросли обеспечивают стабильность и устойчивое функционирование пресноводных и морских экосистем. Они являются основным средством, с помощью которого энергия солнечного света используется для преобразования неорганических веществ с низким потенциалом химической энергии в органические вещества с высоким потенциалом химической энергии, и другие живые организмы прямо или косвенно зависят от их метаболической активности. Экологическое разнообразие водорослей очень велико и отражается в широком спектре биохимических адаптаций, определяющих взаимоотношения организма с окружающей средой [3].

Водоросли играют ключевую роль в биогеохимической судьбе многих химических элементов и в регуляции их круговорота в водных экосистемах [4]. Основную часть биомассы водорослей составляют шесть биогенных элементов (C, O, H, N, S, P) и второстепенные элементы (Ca, K, Na, Cl, Mg, Fe и Si). Другие элементы (Zn, Mg, Cu, Mn, Mo, Ni, Co, Se и др.), необходимые для различных каталитических процессов, обнаруживаются в следовых количествах. Все группы водорослей характеризуются многоэлементным составом; в целом последняя отражает химический состав среды обитания. В то же время для некоторых видов характерно своеобразное (избирательное) накопление тех или иных элементов, содержание которых в тканях водорослей может быть в десятки, сотни и даже тысячи раз выше, чем в окружающей среде [5].

Элементы, входящие в состав органического вещества водорослей, в конечном итоге перерабатываются. Процесс превращения органических веществ обратно в неорганические формы химических элементов называется минерализацией; это важнейший экологический аспект биогеохимического цикла. Минерализация происходит во всей водной толще, а также на дне водоемов, где с течением времени накапливается большая часть осадочного вещества вышележащих водных масс [6]. Для разных химических элементов требуются разные временные масштабы, после чего они снова становятся метаболически доступными для водорослей и, таким образом, участвуют в биогенном цикле (часы; дни; месяцы; годы и т. д.). В процессе первичной продукции у фотоавтотрофов различия в эффективности ассимиляции петрогенных и микроэлементов, в путях их трофического переноса и в скорости минерализации компонентов органического вещества являются ключевыми процессами глобального биогеохимического круговорота водорослей. в пресноводных и морских экосистемах [7].

Изучение химического состава различных групп водорослей имеет длительную историю, начавшуюся в конце XIX – начале XX вв. . Первоначально эти исследования были направлены на определение основного компонентного состава (белков, жиров, углеводов и клетчатки) макро- и микроводорослей, а также на оценку их энергетической емкости (кормовой ценности) для рыб. К середине ХХ века был накоплен большой фактический материал, характеризующий особенности химического состава различных морских организмов, в том числе различных таксономических групп водорослей и макрофитов [13]. Фундаментальные исследования биохимического состава и биогеохимической роли водорослей нашли широкое применение как в различных областях науки, так и на практике (рис. 1).

В 1940–1950-е годы исследования стехиометрии водорослей, прежде всего питательных веществ (углерода, азота и фосфора), а также микроэлементов, легли в основу промысловой гидробиологии [14,15]. Эти данные послужили затем развитию современных представлений о факторах, ограничивающих первичную продукцию в пресноводных и морских экосистемах в различных геологических временных масштабах. В дальнейшем стехиометрия водорослей широко применялась в многочисленных математических моделях, направленных на оценку глобальных и региональных циклов химических элементов в биосфере [16].

Новым этапом в изучении биогеохимии водорослей (преимущественно планктонных микроводорослей) в 1970–1980-х годах стало развитие общетеоретических представлений о геохимии осадочных процессов в океане [17,18,19]. Согласно этим данным, водоросли играют ключевую роль в ассимиляции, трансформации и осаждении химических элементов в процессе своей жизнедеятельности. Они изменяют формы нахождения элементов в окружающей среде и увеличивают время их пребывания в фотическом слое водных экосистем [4].

С конца 1980-х годов изучение роли водорослей в регуляции питательных веществ нашло широкое применение в исследованиях климата. В настоящее время водорослевая регуляция климата носит название КЛАВ-гипотезы, имеющей большое значение как для понимания круговорота некоторых биогенных элементов в биосфере, так и для оценки влияния водорослей на радиационный баланс и климат Земли в разные геологические эпохи [20].

В настоящее время развитие так называемых «зеленых» и «голубых» технологий является одним из ключевых направлений технологического развития в мире, что позволяет обеспечить необходимый уровень экономического роста без внесения дополнительных экологических рисков [21,22] . Способность водорослей ассимилировать неорганические формы химических элементов и переводить их в металлоорганические формы с образованием широкого спектра биологически активных веществ интенсивно используется человеком. Различные группы водорослей с древних времен служили источником пищи, кормов, лекарственных средств, удобрений, биосорбентов и т. д. Современная биотехнология позволяет использовать водоросли как источник биологически активных форм микроэлементов и как продуцентов недорогих каротиноидов. , пигменты, белки, витамины и жирные кислоты для производства нутрицевтиков, фармацевтических препаратов, пищевых добавок, косметики и т. д. (таблица 1) [2,23].

Водоросли также рассматриваются как потенциальный источник биотоплива третьего поколения из-за их многочисленных преимуществ перед другими культурами. Идея использования водорослей для производства энергии довольно стара. В настоящее время стоимость производства биотоплива из водорослей высока из-за ограниченных систем выращивания. Однако со временем будут разработаны новые технологии, позволяющие выращивать водоросли в больших масштабах в различных климатических зонах в течение всего года [24].

Водоросли способны эффективно усваивать CO ₂ ; таким образом, они считаются перспективными улавливателями углеродного следа, выделяемого различными антропогенными источниками. Один килограмм сухой биомассы водорослей способен удерживать ~1,8 кг CO ₂ [25,26]. Такие водоросли можно выращивать в сточных водах, содержащих высокие концентрации азота и фосфора. Поглощение растворенных биогенных элементов, необходимых для роста и развития водорослей, обеспечивает высокую очистку водных масс, предотвращая попадание N и P в природные воды и их последующую эвтрофикацию [27].

Способные концентрировать различные химические элементы из окружающей среды, водоросли могут служить биологическими сорбентами, способствуя развитию биотехнологий очистки промышленных вод от неорганических загрязнений [2,22,23]. Из-за их небольшого размера и высокого отношения площади поверхности к объему они имеют большую площадь контакта, взаимодействуя с ионами металлов, присутствующими в растворе. Благодаря эффективности поглощения тяжелых металлов водорослями, экологической безопасности сырья, относительной простоте и способу культивирования использование живых и/или инактивированных водорослей в настоящее время считается перспективным биотехнологическим подходом в очистке воды, направленным на предотвращение загрязнения окружающей среды [22, 23].

В последние десятилетия вызывает большую озабоченность изменение региональных и глобальных циклов петрогенных и микроэлементов, вызванное, прежде всего, изменением климата и антропогенным воздействием [23,28]. Негативные последствия таких изменений включают эвтрофикацию, сероводородное загрязнение, загрязнение тяжелыми металлами, микробное разложение замороженного углеродного пула и т. д., которые являются потенциальными обратными процессами, на которые влияет глобальная динамика климата, ускоряющая глобальное потепление. В связи с этим представляет большой интерес изучение роли водорослей в биогеохимических процессах, в частности их реакции на изменение условий окружающей среды и разработка программ экологического мониторинга [29].,30].

Таким образом, современные исследования био(ин)органической химии первичных продуцентов водных экосистем служат теоретической базой для развития зеленых биотехнологий в таких практических областях, как управляемый фотобиосинтез, продукционная гидробиология, экологический мониторинг водных экосистем, производство биологически активных веществ, биотоплива, биоремедиация водоемов, очистка сточных и производственных вод, секвестрация СО ₂ и основных питательных веществ (N и P), а также поиск альтернативных, биологических методов концентрирования редкие и благородные металлы и металлоиды.

Этот специальный выпуск посвящен био(гео)химическим взаимодействиям между водорослями и окружающей средой. Мы приветствуем оригинальные исследовательские работы, представляющие экспериментальные работы, полевые исследования, новые методы и оборудование, теоретические подходы и математическое моделирование, в дополнение к обзорным статьям. Мы особенно приветствуем вклады, в которых используются междисциплинарные подходы к изучению биогеохимических процессов в природной среде и прикладной биотехнологии.

Финансирование

Работа выполнена в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 122042700045-3).

Заявление Институционального контрольного совета

Неприменимо.

Заявление об информированном согласии

Неприменимо.

Конфликты интересов

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, о которой сообщается в этой статье.

Ссылки

1. Fischer, W.W.; Конопля, Дж.; Джонсон, Дж. Э. Эволюция кислородного фотосинтеза. Анну. Преподобный Планета Земля. науч. 2016 , 44, 647–683. [Google Scholar] [CrossRef]
2. Барсанти, Л.; Gualtieri, P. Водоросли: анатомия, биохимия и биотехнология; CRC Press: Пиза, Италия, 2014 г. ; 362 стр. [Google Scholar]
3. Yoon, HS; Хакетт, JD; Чинилья, К.; Пинто, Г.; Бхаттачарья, Д. Молекулярная хронология происхождения фотосинтезирующих эукариот. Мол. биол. Эвол. 2004 , 21, 809–818. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
4. Falkowski, P.G. Роль фотосинтеза фитопланктона в глобальных биогеохимических циклах. Фотосинтез. Рез. 1994 , 39, 235–258. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
5. Lobus, NV; Куликовский, М.С.; Мальцев, Ю.И. Многоэлементный состав диатомей Chaetoceros spp. из природных комплексов фитопланктона арктических морей России. Биология 2021 , 10, 1009. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
6. Романкевич Э.А. Геохимия органического вещества океана; Springer: Берлин, Германия, 1984; 336 стр. [Google Scholar]
7. Анбар, AD Elements and Evolution. Наука 2008 , 322, 1481–1483. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
8. «> Хенсен, В. Uber die Bestimmung des Planktons Oder des im Meere Treibenden Materials an Pflanzen und Thieren. В Fünfter Bericht der Kommission zur Wissenschaftlichen Untersuchung der Deutschen Meere in Kiel für die Jahre 1882 bis 1886; Пол Пари: Берлин, Германия, 1887 г .; стр. 1–109. [Google Scholar]
9. Brandt, K. Beiträge zur Kenntniss der chemischen Zusammensetzung des Planktons. В Wissenschaftliche Meeresuntersuchungen Herausgegeben von der Kommission zur Wissenschaftliche Untersuchung der Deutschen Meere in Kiel und der Biologischen Anstalt auf Helgoland; Verlag von Lipsius and Tischen: Kiel/Leipzig, Germany, 1898; стр. 43–90. [Google Scholar]
10. Delff, C. Beiträge zur Kenntnis der chemischen zusammensetzung wirbelloser Meerestiere. В Wissenschaftliche Meeresuntersuchungen Herausgegeben von der Kommission zur Wissenschaftliche Untersuchung der Deutschen Meere in Kiel und der Biologischen Anstalt auf Helgoland; Ферлаг фон Липсиус и Тишен: Киль/Лейпциг, Германия, 19 лет12; стр. 51–100. [Google Scholar]
11. Мейер, Дж.А. Beiträge zur Kenntnis der chemischen Zusammensetzung wirbelloser Tiere. В Wissenschaftliche Meeresuntersuchungen Herausgegeben von der Kommission zur Wissenschaftliche Untersuchung der Deutschen Meere in Kiel und der Biologischen Anstalt auf Helgoland; Verlag von Lipsius and Tischen: Kiel/Leipzig, Germany, 1914; стр. 231–286. [Google Scholar]
12. Виноградов А.П. Химический состав морского планктона. В трудах по биологии и химии морских организмов: Труды Ин-та морского рыбного хозяйства и океанографии СССР; ВНИРО: Москва, Россия, 1938; Том VII, стр. 97–112. [Google Scholar]
13. Виноградов А.П. Элементарный химический состав морских организмов. Фонд морских исследований Сирса, Йельский университет: Нью-Хейвен, Коннектикут, США, 1953 г.; 647 стр. [Google Scholar]
14. Redfield, A.C. Биологический контроль химических факторов в окружающей среде. Являюсь. науч. 1958 , 46, 205–221. [Google Scholar]
15. Флемминг Р. Х. Состав планктона и единицы измерения популяций и продукции. В материалах Шестого Тихоокеанского научного конгресса, Беркли, Калифорния, США, 24 июля – 12 августа 1940; стр. 535–540. [Google Scholar]
16. Sterner, R.W.; Эльзер, Дж.Дж. Экологическая стехиометрия: биология элементов от молекул до биосферы; Издательство Принстонского университета: Принстон, штат Нью-Джерси, США, 2002; 464 стр. [Google Scholar]
17. Лисицын А.П.; Виноградов М.Е. Глобальные закономерности распространения жизни в океане и их отражение в составе донных отложений. Формирование и распространение биогенных осадков. Изв. акад. наук СССР. сер. геол. 1982 , 1, 5–24. (на русском языке) [Google Scholar]
18. Мартин, Дж. Х.; Кнауэр, Г.А. Элементный состав планктона. Геохим. Космохим. Acta 1973 , 37, 1639–1653. [Google Scholar] [CrossRef]
19. «> Бострём, К.; Йоэнсуу, О .; Бром, И. Планктон: его химический состав и его значение как источника пелагических отложений. хим. геол. 1974 , 14, 255–271. [Google Scholar] [CrossRef]
20. Charlson, R.J.; Лавлок, Дж. Э.; Андреэ, Миссури; Уоррен, С.Г. Океанский фитопланктон, атмосферная сера, альбедо облаков и климат. Природа 1987 , 326, 655–661. [Google Scholar] [CrossRef]
21. Peter, AP; Ю, Г.Ю.; Тан, DYY; Коянде, А.К.; Чу, К.В.; Шоу, П.Л. Перспективы микроводорослей в достижении устойчивого экономического и экологического развития. Дж. Биотехнология. 2022 , 357, 18–27. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
22. Орехуэла-Эскобар, Л.; Гуалле, А .; Очоа-Эррера, В.; Филиппидис, Г.П. Перспективы использования микроводорослей для производства биоматериалов и применения в окружающей среде на биоперерабатывающих заводах. Устойчивое развитие 2021 , 13, 3063. [Google Scholar] [CrossRef]
23. «> Griffiths, M.; Харрисон, STL; Смит, М.; Махарадж, Д. Основные коммерческие продукты из микро- и макроводорослей. В биотехнологии водорослей. Зеленая энергия и технологии; Springer International Publishing AG: Чам, Швейцария, 2016 г.; стр. 269–300. [Google Scholar]
24. Букс Ф.; Чисти, Ю. (ред.) Биотехнология водорослей: продукты и процессы; Springer International Publishing: Берлин/Гейдельберг, Германия, 2016 г.; 344 стр. [Академия Google]
25. Пассоу, У.; Карлсон, К.А. Биологический насос в мире с высоким содержанием CO ₂ . Мар. Экол. прог. сер.
    2012 , 470, 249–271. [Google Scholar] [CrossRef][Зеленая версия]
26. Basu, S.; Макки, К.Р.М. Фитопланктон как ключевые посредники биологической углеродной помпы: их реакция на изменение климата. Устойчивое развитие 2018 , 10, 869. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
27. Ахмад, А.; Банат, Ф .; Альсафар, Х . ; Хасан, С.В. Биотехнология водорослей для очистки промышленных сточных вод, производства биоэнергии и ценных биопродуктов. науч. Общая окружающая среда. 2022 , 806, 150585. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
28. Волласт, Р.; Маккензи, Ф.Т. Глобальные биогеохимические циклы и климат. В климате и геонауках; Springer: Дордрехт, Нидерланды, 1989 г.; стр. 453–473. [Google Scholar]
29. Robinson, C. Биогеохимические циклы фитопланктона; Кастеллани, К., Эдвард, М., ред.; Издательство Оксфордского университета: Оксфорд, Великобритания, 2017 г.; Том 1, стр. 42–51. [Google Scholar]
30. Личман, Э.; Тесанос Пинто, П.; Эдвардс, К.Ф.; Клаусмайер, Калифорния; Кремер, Коннектикут; Томас, М.К. Глобальное биогеохимическое воздействие фитопланктона: взгляд на основе признаков. Дж. Экол. 2015 , 103, 1384–1396. [Google Scholar] [CrossRef]

Рисунок 1. Основные приложения бионеорганической химии водорослей.

Рисунок 1. Основные приложения бионеорганической химии водорослей.

Таблица 1. Основные области применения водорослей в биотехнологии.

Таблица 1. Основные области применения водорослей в биотехнологии.

299 Hydrocol лоиды

	Применение	Высокоценные продукты и процессы
Прикладная биотехнология водорослей	Пищевые продукты и нутрицевтики для человека и животных	Белки 7090 Жиры и полиненасыщенные кислоты Углеводы Витамины Основные питательные вещества Биоминералы/биодоступные микроэлементы
	Корм ​​	Аквакультура Морское хозяйство Товары для аквариума Домашние и сельскохозяйственные животные	9
	Альгинаты Агары и агароза Каррагинаны
	Пигменты
	Биоактивные соединения	9002 Противогрибковые и антибактериальные соединения Противовирусные соединения Токсины	Топливо 87 Бионефть Биодизель Биогаз Био -водород Топливные спирты
	Экологические применения	CO 2 секвестрация Очистка сточных вод и биоремедиация Экологический мониторинг Удобрения и почвенные кондиционеры 907793 911814 2	Другое применение	Косметика Биосорбенты Стабильные изотопно-меченые соединения Биопроизводство и специальные химикаты Сырье для промышленных биопроцессов И многое другое

2 Издатель остается нейтральным. в отношении юрисдикционных требований в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

© 2022 автор. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Значение водных растений и водорослей в экосистеме озера

Кратко

• Водные растения выполняют различные экологические функции. Они являются естественной частью каждого озера;
• Водная растительность помогает контролировать определенные параметры качества воды;
• При обработке озера крайне важно выбрать раствор, безопасный для водных организмов.

Роль водных растений

Водные растения являются источником пищи для животных и других водных существ; они обеспечивают среду обитания для водных организмов и укрытие для более мелкой рыбы. Водные растения помогают удерживать осадок на дне озера, улучшая прозрачность воды.

Наиболее важно то, что водная растительность влияет на уровень кислорода в водоеме и поглощает загрязняющие вещества из загрязненной воды.

Когда водные растения растут, они производят кислород, который имеет решающее значение для здоровой экосистемы озера.

Бактерии, живущие в воде, также нуждаются в кислороде. Они необходимы для уменьшения содержания органических веществ в озере. Если растения перестают расти, растворенного кислорода становится меньше, бактерии разлагаются, а органика не может разлагаться.

Водоросли и здоровая экосистема

Водоросли представляют собой фотоавтотрофные клетки, содержащие хлорофилл и имеющие простые репродуктивные структуры. Они похожи на водные растения, но лишены корней, стеблей, листьев и сосудистой ткани. Подобно водным растениям, водоросли проводят фотосинтез для получения энергии. Для процветания им обоим нужен солнечный свет и питательные вещества (фосфор и азот).

Во всех водоемах основные уровни водорослей необходимы для экологического баланса воды.

Термин «водоросли» относится к множеству организмов, которые вырабатывают кислород посредством фотосинтеза. Около 70-80% кислорода, которым мы дышим, поступает из водорослей. Помимо производства кислорода, они служат пищей для рыб и других водных животных.

Однако почти везде, где хранится вода, могут возникать проблемы, связанные с водорослями. Когда вода стоит и богата питательными веществами, вредоносное цветение неизбежно.

Существует более 30 000 видов водорослей. Тем не менее, мы узнаем о них только тогда, когда они становятся помехой и влияют на качество воды, отдых, эстетику или вызывают неприятный вкус и запах. Наиболее распространенными видами, встречающимися в озерах и прудах, являются нитчатые, планктонные и макрофитные водоросли.

Загрязнение водоемов питательными веществами способствует разрастанию водных растений и вредоносному цветению водорослей (ВЦВ). Чем богаче питательными веществами вода, тем сильнее цветение.

Эти цветы препятствуют росту растений, так как создают тень в воде. Меньше света для растений означает меньше растворенного кислорода в воде. ВЦВ также нарушают рН и другие параметры качества воды.

Решения

Существуют решения для поддержания оптимального количества водорослей. Чаще всего используются альгициды, дающие быстрые результаты. Тем не менее, они не работают в долгосрочной перспективе, так как требуется больше химикатов, чтобы не отставать от чрезмерного роста растительности и водорослей. Кроме того, альгициды нацелены на чрезмерное количество водорослей, но убивают растения, рыбу и другие организмы, жизненно важные для экосистемы озера. Они ухудшают качество воды из-за низкого уровня растворенного кислорода. Самый нижний слой воды (гиполимнион) в стратифицированном озере может стать бескислородным (недостаточным кислородом). В результате нарушается микробное аэробное переваривание питательных веществ в более глубоких слоях воды.

Гербициды и альгициды — краткосрочное, неустойчивое решение давней проблемы. Оптимальным решением против нежелательного цветения является усиление контроля над питательной нагрузкой. Однако это зависит от регулятивных мер, которые обычно занимают годы, прежде чем правоприменение будет введено должным образом, и еще больше времени для видимых улучшений.

Устойчивое управление водными ресурсами

Тем не менее, на рынке существуют устойчивые подходы. Одним из таких решений является ультразвуковая обработка. Ультразвуковые волны блокируют доступ водорослей к солнечному свету и питательным веществам. Без солнечного света, поддерживающего процесс фотосинтеза, они падают на дно озера, где умирают естественным образом, не выделяя вредных токсинов. Никакие другие водные растения или организмы не повреждаются ни на одной из частей этого процесса.

В пределах водоема физико-химические параметры, расход воды и микроорганизмы могут различаться. Виды водорослей могут меняться или даже меняться в течение сезона. Чтобы ультразвуковая обработка была эффективной, важно использовать специальные ультразвуковые программы, основанные на текущих видах водорослей и характеристиках воды.