Как водоросли будут полезны для нас в будущем?

Исследователи экспериментируют с водорослями как с устойчивым источником топлива, например, в виде биотоплива, и отвечают на вопросы о том, как это может улучшить наши медицинские подходы к определенным проблемам.

Водоросли — одни из самых древних живых существ на планете. Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, используют солнечный свет для получения энергии. Этот процесс принято называть фотосинтезом, и все началось с этих революционных водорослей. Но как эти вековые существа могут помочь нам в будущем? Водоросли обладают огромным неиспользованным потенциалом, который может помочь нам вырабатывать энергию, действовать как лекарство и даже работать как источник питания. Прежде чем перейти ко всему этому, давайте подробнее рассмотрим сами водоросли.

Что такое водоросли?

Водоросли относятся к большой группе организмов, которые генетически совершенно не связаны между собой. Они также были первыми организмами, которые начали фотосинтезировать. Некоторые из них выглядят как развитые растения, с листоподобными структурами, прикрепленными к стеблю; большинство водорослей, однако, микроскопичны. Именно эти микроводоросли могут оказаться очень полезными в будущем, но сначала давайте выясним, как водоросли помогают нам сейчас.

Как мы используем водоросли сегодня

Помимо того, что водоросли дают миру около 70% кислорода, они являются важным источником пищи для людей на протяжении многих поколений. В пищевой промышленности водоросли используются во многих областях, начиная с таких простых вещей, как суши, и заканчивая производством масла! Кроме того, мы проводим исследования по их использованию в фармацевтической промышленности для синтеза различных биоактивных соединений, которые могут помочь в поддержании здоровья и питания.

Сегодня мы находимся на пороге больших инноваций. Водоросли больше не используются только в качестве пищи. Сейчас водоросли признаны за их потенциал — как инструмент для созидания!

Растения являются первичным источником пищи в любой пищевой цепи, и всегда являются ее основой. Это означает, что они производят базовые ингредиенты для всего, что находится выше них. Важно, что они могут создавать эти базовые ингредиенты (углеводы, витамины, жиры) с нуля. Ученые пытаются использовать эту способность для создания различных материалов для различных целей.

Водоросли как топливо

Мы добываем ископаемое топливо из невозобновляемых источников. Это означает, что ископаемое топливо рано или поздно закончится на нашей планете. Более того, ископаемое топливо выбрасывает в атмосферу катастрофически большое количество углекислого газа.

Биотопливо можно производить, поэтому оно является возобновляемым, а это значит, что мы вряд ли когда-нибудь столкнемся с нехваткой биотоплива. Более того, эти виды топлива не выбрасывают в атмосферу лишнего CO2.

Биодизель обычно состоит из растительных масел, но последние исследования и разработки привели к производству топлива и из водорослей. Когда масла (липиды) в водорослях подвергаются химическим реакциям, они образуют биодизель.

Биодизель и биотопливо можно использовать в обычных двигателях с небольшими модификациями. Это помогло бы создать альтернативу производству электроэнергии, которая также в основном зависит от ископаемого топлива.

Поскольку во всех развитых странах уже существуют крупные системы производства энергии, это позволило бы избежать необходимости перестраивать их с нуля. Это сделало бы переходный период к другим, еще более экологичным возобновляемым источникам энергии (солнце, ветер, вода, гидроэнергия) более устойчивым.

Но как именно это будет устойчивым, если мы все еще сжигаем дизельное топливо?

Мы часто используем термин “углеродная нейтральность”, когда речь идет об изменении климата. Это означает, что количество углекислого газа, выделяемого при сжигании топлива, равно количеству углекислого газа, поглощаемого “поглотителями углерода” (все, что поглощает CO2, например, деревья).

Биодизель, синтезируемый водорослями, будет поглощать CO2 из атмосферы во время культивирования водорослей. Это означает, что количество углекислого газа, используемого при сжигании топлива, компенсируется при его производстве.

Биодизель, возможно, является самой большой областью влияния водорослей в будущем, но это не означает, что применение водорослей ограничивается биотопливом.

Водоросли как пища

Биотопливо — это лишь одно из многих применений, упомянутых выше. Макроводоросли уже употребляют в пищу во всем мире. Микроводоросли, с другой стороны, начинают продаваться по всему миру в качестве пищевых добавок, поскольку они содержат высокую концентрацию липидов, белков и витаминов.

Микроводорослями также можно манипулировать в процессе их выращивания. Это может гарантировать, что они содержат необходимые или полезные соединения в больших количествах. Если мы хотим, чтобы эти водоросли содержали больше белков, нам нужно просто кормить их большим количеством белка. То же самое справедливо для всех видов соединений. Микроводоросли также могут очень быстро удваивать свою биомассу. Это поможет создать большое количество пищи за короткий промежуток времени. Все эти и другие факторы могут помочь сделать водоросли и водорослевые добавки пищей будущего.

Водоросли как лекарство

Многие виды водорослей показали свой потенциал в медицинской промышленности. Как объяснялось ранее, они содержат биоактивные соединения, а некоторые виды водорослей уже имеют в своем составе противовирусные соединения. Водорослями также можно манипулировать для создания соединений, которые могут быть использованы в медицинских целях. Из них можно создавать химикаты для вакцин, антитела и гормоны. Наночастицы в некоторых водорослях могут даже лечить рак!

Производство подобных соединений в больших масштабах может оказать значительное влияние на биомедицинскую промышленность. Более того, при увеличении масштабов производства этих соединений стоимость лекарств может снизиться, что сделает здравоохранение более доступным.

Несмотря на то, что мы обсудили будущие возможности использования водорослей, сегодня мы все еще сталкиваемся с проблемами. Хотя потенциал бесконечен, он не вполне осуществим. Стоимость производства этих продуктов довольно высока. Мало того, эти продукты не могут производиться в достаточно больших количествах, чтобы существенно повлиять на соответствующие рынки.

К счастью, эти проблемы скоро будут решены. Исследования и разработки ведутся каждый день, чтобы привести нас к светлому и более устойчивому будущему, и водоросли могут стать большой частью этого!