Водоросли - Seaweed
Водоросли Неформальная группа макроскопических морских водорослей | |
---|---|
Фукус зубчатый | |
Научная классификация | |
Домен: | Эукариоты |
Водоросли можно найти в следующих группах | |
|
Водоросли, или же макроводоросли, относится к тысячам видов макроскопический, многоклеточный, морской водоросли. Термин включает несколько типов Родофита (красный), Phaeophyta (коричневый) и Хлорофита (зеленые) макроводоросли. Виды морских водорослей, такие как водоросли обеспечивать необходимую среду обитания для рыбных и других морских видов и тем самым защищать источники пищи; другие виды, такие как планктонный водоросли играют жизненно важную роль в улавливании углерода, производя до 90% кислорода Земли. Понимание этих ролей предлагает принципы сохранения и устойчивого использования. Например, механическая выемка ламинарии разрушает ресурсы и зависимые рыбные хозяйства.
Таксономия
«Морские водоросли» не имеют формального определения, но ясно указывают на необходимость ассоциации с океаном и их видимость невооруженным глазом. Этот термин относится к обоим цветущим растениям, погруженным в океан, примером которых является угорь, но также относится к нашим более крупным морским водорослям. Обычно это одна из нескольких групп многоклеточных водоросли: красный, зеленый и коричневый. У них нет общего многоклеточного предка, что образует полифилетический группа. Кроме того, сине-зеленые водоросли (Цианобактерии ) иногда рассматриваются в литературе о морских водорослях. [3]
Число видов водорослей до сих пор обсуждается учеными, но, скорее всего, существует несколько тысяч видов водорослей. [4]
Анатомия
Внешний вид водорослей напоминает не-древесный земной растения. Его анатомия включает:[5]
- Таллом: тело водоросли
- Ламина или лезвие: уплощенная структура, напоминающая лист
- Сорус: спора кластер
- пневматокиста, воздушный пузырь: вспомогательный орган на лопасти
- Водоросли, float: вспомогательный орган между пластинкой и ножкой
- Stipe: стеблевидная структура, может отсутствовать
- Стойко держаться: базальная структура, обеспечивающая прикрепление к субстрату
- Haptera: удлинение держателя в виде пальца, которое прикрепляется к бентосному субстрату
- Ламина или лезвие: уплощенная структура, напоминающая лист
Шпилька и лезвие вместе известны как вайя.
Экология
Два экологических требования преобладают над водорослями экология. Это морская вода (или хотя бы солоноватая вода ) и света, достаточного для поддержки фотосинтез. Еще одним распространенным требованием является точка крепления, поэтому водоросли чаще всего населяют прибрежная зона (прибрежные воды) и в пределах этой зоны на каменистых берегах чаще, чем на песке или гальке. Кроме того, есть несколько роды (например., Саргассум и Грасилярия ), которые не привязаны к морскому дну, а свободно плавают.
Водоросли занимают различные экологические ниши. На поверхности они смачиваются только вершинами морских брызг, в то время как некоторые виды могут прикрепляться к субстрату на глубине нескольких метров. В некоторых районах прибрежные колонии водорослей могут простираться на многие мили до моря.[нужна цитата ] Самые глубокие водоросли - это некоторые виды красные водоросли. Другие приспособились жить в приливные скальные бассейны. В этой среде обитания водоросли должны выдерживать быстро меняющуюся температуру и соленость и периодическое высыхание.[6]
Макроводоросли и детрит макроводорослей также оказались важным источником пищи для бентосных организмов, поскольку макроводоросли сбрасывают старые листья.[7]Эти листья макроводорослей, как правило, используются бентос в приливная зона близко к берегу.[8][9]В качестве альтернативы, пневматоцисты (наполненные газом «пузыри») могут удерживать макроводоросли слоевище на плаву листья переносятся ветром и течениями с побережья в глубокий океан.[10] Было показано, что бентосные организмы также на нескольких 100 м, как правило, используют остатки этих макроводорослей.[11]
Поскольку макроводоросли поглощают углекислый газ и отпустить кислород в фотосинтез, листья макроводорослей также могут способствовать связывание углерода в океане, когда листья макроводорослей уходят вглубь от берега. бассейны океана и опускаются на морское дно, не подвергаясь реминерализации организмами.[12] Важность этого процесса для Голубой углерод хранение в настоящее время обсуждается среди ученых.[13][14][15]
Производство
По состоянию на 2018 год 10 ведущих стран произвели 96% от общемирового объема в 2165675 метрических тонн.[16]
Страна | Тысячи метрических тонн в год |
---|---|
Китай | 699 |
Франция | 617 |
объединенное Королевство | 205 |
Япония | 123 |
Чили | 109 |
Филиппины | 96 |
Северная Корея | 71 |
Южная Корея | 67 |
Индонезия | 47 |
Норвегия | 41 |
Сельское хозяйство
Выращивание морских водорослей или выращивание ламинарии - это практика выращивания и сбора морских водорослей. В своей простейшей форме он состоит из управления партиями, найденными естественным образом. В своей наиболее продвинутой форме он заключается в полном контроле жизненного цикла водорослей.
Основные виды пищи, выращиваемые аквакультура в Японии, Китае и Корее включают Гелидий, Птерокладия,[17] Порфира,[18] и Ламинария.[19] Выращивание морских водорослей часто развивалось как альтернатива для улучшения экономических условий и снижения нагрузки на рыболовство и чрезмерной вылова рыбы. Морские водоросли собирают во всем мире как источник пищи, а также как экспортный товар для производства агар и каррагинан товары.[20]
Мировое производство выращиваемых водных растений, в которых преобладают водоросли, выросло с 13,5 млн тонн в 1995 году до чуть более 30 млн тонн в 2016 году.[21] По данным на 2014 г., водоросли составляли 27% всех морская аквакультура.[22] Выращивание морских водорослей - это углерод отрицательный урожай, с высоким потенциалом смягчение последствий изменения климата .[22] МГЭИК Специальный доклад об океане и криосфере в условиях меняющегося климата рекомендует «дальнейшее исследовательское внимание» в качестве тактики смягчения последствий.[23]Использует
Морские водоросли имеют множество применений, для чего они обработанный[24] или собирали пищу.[25]
Еда
Морские водоросли потребляют во всем мире, особенно в Восточная Азия, например Япония, Китай, Корея, Тайвань и Юго-Восточная Азия, например Бруней, Сингапур, Таиланд, Бирма, Камбоджа, Вьетнам, Индонезия, то Филиппины, и Малайзия,[26] а также в Южная Африка, Белиз, Перу, Чили, то Canadian Maritimes, Скандинавия, Юго-Западная Англия,[27] Ирландия, Уэльс, Гавайи и Калифорния, и Шотландия.
Гим (김, Корея), нори (海苔, Япония) и Zicai (紫菜, Китай) листы сушеных Порфира используется в супах, суши или же онигири (рисовые шарики). Chondrus crispus ('Ирландский мох' или каррагинан мох) используется в пищевых добавках, наряду с Каппафик и граммигартиноид водоросли. Порфира используется в Уэльс сделать лавровый хлеб (иногда с овес мука). В северной Белиз, водоросли смешаны с молоко, мускатный орех, корица и ваниль сделать "тупица" ("милая").
Альгинат, агар и каррагинан желеобразные продукты из морских водорослей, известные как гидроколлоиды или же фикоколлоиды. Гидроколлоиды - это пищевые добавки.[28] В пищевой промышленности используются их желирующие, водоудерживающие, эмульгирующие и другие физические свойства. Агар используется в таких пищевых продуктах, как кондитерские изделия, продукты из мяса и птицы, десерты, напитки и формованные продукты. Каррагинан используется в заправках и соусах для салатов, диетических продуктах, а также в качестве консерванта в мясе и рыбе, молочных продуктах и выпечке.
Медицина и травы
Альгинаты используются в перевязочных материалах для ран (см. альгинатная повязка ) и стоматологические слепки. В микробиология, агар используется как питательная среда. Каррагинаны, альгинаты и агарозы вместе с другими полисахаридами макроводорослей имеют биомедицина Приложения. Delisea pulchra может помешать бактериальной колонизации.[29] Сульфатированные сахариды из красных и зеленых водорослей подавляют некоторые ДНК и РНК -обутанный вирусы.[30]
Экстракт морских водорослей используется в некоторых таблетках для похудения.[31] Другие таблетки из морских водорослей используют тот же эффект, что и бандажирование желудка, расширяющиеся в желудке, чтобы он чувствовал себя более наполненным.[32][33]
Съедобная упаковка
Морские водоросли также можно использовать для производства съедобная упаковка.
Биоремедиация
Сильный фотосинтез водорослей создает большую близость к питательным веществам; это позволяет использовать водоросли для удаления нежелательных питательных веществ из воды (как, например, в мертвые зоны ). Водоросли также производят кислород, что улучшает мертвые зоны с пониженным содержанием кислорода (= бедные кислородом).[34] Питательные вещества, такие как аммиак, нитрат аммония, нитрит, фосфат, железо, медь, а также CO2 быстро потребляются растущими водорослями. Таким образом естественным образом фильтруются рифы и озера (морские водоросли потребляются рыбами и беспозвоночными), и этот процесс фильтрации дублируется в искусственных фильтрах из морских водорослей, таких как очистители от водорослей. Китай может полностью удалить фосфорные сточные воды, увеличив производство морских водорослей на 150%.[35]
Морские водоросли (макроводоросли), в отличие от фитопланктон (микроводоросли), почти повсеместно используется для фильтрации из-за необходимости иметь возможность легко удалять (собирать) водоросли из воды, которая затем удаляет питательные вещества. Для отделения микроводорослей от воды требуется больше обработки, чем для макроводорослей; макроводоросли просто вытаскиваются.
Морские виды Кладофора, Ульва (морской салат) и Chaetomorpha предпочтительны для фильтрации. В системах фильтрации пресной воды обычно используются такие виды, как Спирогира.
Изменение климата
«Облесение океана» - это предложение по выращиванию морских водорослей для удаления углерода. После сбора водоросли разлагаются на биогаз, (60% метан и 40% углекислый газ ) в анаэробный варочный котел. Метан можно использовать в качестве биотоплива, а углекислый газ можно хранить, чтобы не допустить попадания в атмосферу. Водоросли быстро разрастаются и не занимают места на суше. Облесение 9% океана может улавливать 53 миллиарда тонн двуокиси углерода ежегодно (годовые выбросы составляют около 40 миллиардов тонн).[35]
Этот подход требует эффективных методов выращивания и сбора урожая, эффективного разделения газов и улавливание и хранение углерода. В Агентство перспективных исследовательских проектов в области энергетики имеет программу стоимостью 22 миллиона долларов под названием Macroalgae Research Inspiring New Energy Resources (MARINER), поддерживающую инновации, которые могут помочь индустрии морских водорослей. <, ref name = ": 1" />
Другое использование
Другие водоросли могут использоваться как удобрение, компост для озеленения или борьбы эрозия пляжа через захоронение в пляжных дюнах.[36]
Морские водоросли рассматриваются как потенциальный источник биоэтанол.[37][38]
Альгинаты используются в промышленных продуктах, таких как покрытия для бумаги, клеи, красители, гели, взрывчатые вещества, а также в таких процессах, как проклейка бумаги, текстильная печать, гидро-мульчирование и сверление. Морские водоросли входят в состав зубной пасты, косметики и красок. Морские водоросли используются для производства бионити (текстиля).[39]
Некоторые из этих ресурсов можно получить из морских водорослей через биоочистка.
Сбор водорослей это процесс сбора, сушки и прессования водорослей. Это было популярным развлечением в викторианскую эпоху и остается хобби сегодня. В некоторых развивающихся странах водоросли собирают ежедневно, чтобы поддержать общины.
Морские водоросли иногда используют для строительства крыш домов на Lsø в Дания[40]
Морские водоросли используются в качестве корма для животных. В Северной Европе их издавна пасли овцы, лошади и крупный рогатый скот. Ценятся за рыбную продукцию.[41] Добавление морских водорослей в корм для скота может значительно снизить выбросы метана от крупного рогатого скота.[42]
Laverbread и тосты
Небольшие участки используются для выращивания водорослей в Индонезия, где каждый прямоугольник принадлежит разному семейству
Риск для здоровья
Гниющие водоросли - мощный источник сероводород, высокотоксичный газ, и был замешан в некоторых случаях явного отравления сероводородом.[43] Это может вызвать рвоту и диарею.
Так называемые «жалящие водоросли» Микроколеус Lyngbyaceus нитчатый цианобактерии который содержит токсины, в том числе лингбьятоксин-а и дебромоаплизиатоксин. Прямой контакт с кожей может вызвать дерматит из морских водорослей характеризуется болезненными, жгучими высыпаниями, которые сохраняются в течение нескольких дней.[1][44]
Угрозы
Бактериальное заболевание лед-лед заражает Каппафик (красные водоросли), делая его ветви белыми. Болезнь привела к большим потерям урожая на Филиппинах, в Танзании и Мозамбике.[35]
Море ежи пустоши заменили леса ламинарии во многих областях. Они «почти неуязвимы к голодной смерти». Продолжительность жизни может превышать 50 лет. При стрессе от голода их челюсти и зубы увеличиваются, и они образуют «фронт» и вместе охотятся за едой.[35]
Роды
В следующей таблице приведены несколько примеров родов морских водорослей.
Род | Тип водорослей | Замечания | |
---|---|---|---|
Caulerpa | Зеленый | Погруженный | |
Фукус | коричневый | В приливной зоне на скалистых берегах. | |
Грасилярия | красный | Выращивается для еды | |
Ламинария | коричневый | Также известна как ламинария, выращивается на глубине 8–30 м под водой, выращивается в пищу. | |
Макроцистис | коричневый | Гигантские водоросли, образующие плавающие навесы. | |
Монострома | Зеленый | ||
Порфира | красный | Приливные зоны в умеренном климате. Выращивается в пищу. | |
Саргассум | коричневый | Пелагический особенно в Саргассовом море. |
Смотрите также
- Альгакультура - Аквакультура с выращиванием водорослей
- Топливо из водорослей - Использование водорослей как источника богатых энергией масел
- Съедобные водоросли - Водоросли, которые можно есть и использовать при приготовлении пищи
- Морской салат
- Культиватор водорослей
- Дерматит из морских водорослей
- Токсины водорослей
Рекомендации
- ^ а б https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19822902103 «Эхаротический стоматит, вызванный« жалящими водорослями » Микроколеус Lyngbyaceus (ранее Lyngbya majuscula): клинический случай и обзор литературы »
- ^ Джеймс, Уильям Д .; Бергер, Тимоти Дж .; и другие. (2006). Кожные болезни Эндрюса: клиническая дерматология. Saunders Elsevier. ISBN 978-0-7216-2921-6.
- ^ Лоббан, Кристофер С .; Харрисон, Пол Дж. (1994). «Морфология, истории жизни и морфогенез». Экология и физиология морских водорослей: 1–68. Дои:10.1017 / CBO9780511626210.002. ISBN 9780521408974.
- ^ Таунсенд, Дэвид В. (март 2012 г.). Океанография и морская биология: введение в морскую науку. Oxford University Press Inc. ISBN 9780878936021.
- ^ «меню из морских водорослей». www.easterncapescubadiving.co.za. Получено 2019-04-28.
- ^ Льюис, Дж. Р. 1964. Экология скалистых берегов. The English Universities Press Ltd.
- ^ Краузе-Йенсен, Дорте; Дуарте, Карлос (2016). «Существенная роль макроводорослей в связывании углерода в море». Природа Geosci. 9 (10): 737–742. Bibcode:2016NatGe ... 9..737K. Дои:10.1038 / ngeo2790..
- ^ Дантон, К. Х .; Шелл, Д. М. (1987). «Зависимость потребителей от углерода макроводорослей (Laminaria solidungula) в сообществе арктических водорослей: данные δ13C». Морская биология. 93 (4): 615–625. Дои:10.1007 / BF00392799. S2CID 84714929.
- ^ Renaud, Paul E .; Løkken, Therese S .; Jørgensen, Lis L .; Берге, Йорген; Джонсон, Беверли Дж. (Июнь 2015 г.). «Субсидии на образование макроводорослей и трофические сети вдоль градиента глубины арктического фьорда». Передний. Mar. Sci. 2. Дои:10.3389 / fmars.2015.00031. S2CID 10417856. Получено 21 сентября, 2020.
- ^ Краузе-Йенсен, Дорте; Дуарте, Карлос (2016). «Существенная роль макроводорослей в связывании углерода в море». Природа Geosci. 9 (10): 737–742. Bibcode:2016NatGe ... 9..737K. Дои:10.1038 / ngeo2790.
- ^ Renaud, Paul E .; Løkken, Therese S .; Jørgensen, Lis L .; Берге, Йорген; Джонсон, Беверли Дж. (Июнь 2015 г.). «Субсидии на образование макроводорослей и трофические сети вдоль градиента глубины арктического фьорда». Передний. Mar. Sci. 2. Дои:10.3389 / fmars.2015.00031. S2CID 10417856. Получено 21 сентября, 2020.
- ^ Краузе-Йенсен, Дорте; Дуарте, Карлос (2016). «Существенная роль макроводорослей в связывании углерода в море». Природа Geosci. 9 (10): 737–742. Bibcode:2016NatGe ... 9..737K. Дои:10.1038 / ngeo2790..
- ^ Ватанабэ, Кента; Ёсида, Горо; Хори, Масакадзу; Umezawa, Yu; Моки, Хиротада; Кувэ, Томохиро (май 2020 г.). «Метаболизм макроводорослей и боковые потоки углерода могут создавать значительные поглотители углерода». Биогеонауки. 17 (9): 2425–2440. Bibcode:2020BGeo ... 17,2425 Вт. Дои:10.5194 / bg-17-2425-2020. Получено 21 сентября, 2020.
- ^ Краузе-Йенсен, Дорте; Лавери, Пол; Серрано, Оскар; Марба, Нурия; Маска, Пере; Дуарте, Карлос М. (июнь 2018 г.). «Секвестрация углерода макроводорослей: слон в комнате Blue Carbon». Издательство Королевского общества. 14 (6). Дои:10.1098 / rsbl.2018.0236. ЧВК 6030603. PMID 29925564. Получено 21 сентября, 2020.
- ^ Ортега, Алехандра; Джеральди, Натан Р .; Алам, Интихаб; Камау, Аллан А .; Acinas, Silvia G; Логарес, Рамиро; Gasol, Josep M; Массана, Рамон; Краузе-Йенсен, Дорте; Дуарте, Карлос М (2019). «Важный вклад макроводорослей в секвестрацию углерода в океане». Природа Геонауки. 12 (9): 748–754. Bibcode:2019NatGe..12..748O. Дои:10.1038 / s41561-019-0421-8. HDL:10754/656768. S2CID 199448971.
- ^ «Объем производства морских водорослей по странам». surialink.seaplant.net. Получено 2019-04-28.
- ^ Боргезе 1980, п. 111.
- ^ Боргезе 1980, п. 112.
- ^ Боргезе 1980, п. 116.
- ^ Спросите 1999, п. 52.
- ^ Вкратце, Состояние мирового рыболовства и аквакультуры, 2018 г. (PDF). ФАО. 2018.
- ^ а б Дуарте, Карлос М .; Ву, Цзяпин; Сяо, Си; Брун, Аннетт; Краузе-Йенсен, Дорте (2017). «Может ли выращивание морских водорослей сыграть роль в смягчении последствий изменения климата и адаптации к ним?». Границы морских наук. 4. Дои:10.3389 / fmars.2017.00100. ISSN 2296-7745.
- ^ Bindoff, N.L .; Cheung, W. W. L .; Kairo, J. G .; Arístegui, J .; и другие. (2019). «Глава 5: Изменение океана, морских экосистем и зависимых сообществ» (PDF). МГЭИК SROCC 2019 . С. 447–587.
- ^ «Фермеры, выращивающие водоросли, получат лучшие цены, если объединятся». Солнце.Звезда. 2008-06-19. Архивировано из оригинал на 2008-09-09. Получено 2008-07-16.
- ^ "Весенние собачьи угощения". Хранитель. Лондон. 2007-01-06. Получено 2008-07-16.
- ^ Мохаммад, Сальма (4 января 2020 г.). «Применение морских водорослей (Kappaphycus alvarezii) в малазийских пищевых продуктах». Международный журнал пищевых исследований. 26: 1677–1687.
- ^ "Девон для всей семьи - Вкусный рецепт из морских водорослей - Честный!". BBC. 2005-05-25. Получено 2012-06-28.
- ^ Раунд F. E. 1962 Биология водорослей. Эдвард Арнольд Лтд.
- ^ Франческа Каппителли; Клаудиа Сорлини (2008). «Микроорганизмы атакуют синтетические полимеры в предметах, представляющих наше культурное наследие». Прикладная и экологическая микробиология. 74 (3): 564–569. Дои:10.1128 / AEM.01768-07. ЧВК 2227722. PMID 18065627.
- ^ Казловский Б .; Chiu Y. H .; Kazłowska K .; Pan C. L .; Ву К. Дж. (Август 2012 г.). "Профилактика вирусных инфекций японского энцефалита путем низкой степени полимеризации сульфатированных сахаридов из Грасилярия sp. и Monostroma nitidum". Food Chem. 133 (3): 866–74. Дои:10.1016 / j.foodchem.2012.01.106.
- ^ Маэда, Хаято; Хосокава, Масаси; Сашима, Токутакэ; Фунаяма, Кацура; Мияшита, Кадзуо (01.07.2005). «Фукоксантин из съедобных морских водорослей Undaria pinnatifida демонстрирует эффект против ожирения за счет экспрессии UCP1 в белых жировых тканях». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 332 (2): 392–397. Дои:10.1016 / j.bbrc.2005.05.002. ISSN 0006-291X. PMID 15896707.
- ^ «Новая таблетка из морских водорослей действует как бандажирование желудка». Fox News.
- ^ Елена Горган (6 января 2009 г.). «Аппесат, таблетки для похудения из морских водорослей, расширяющиеся в желудке». софтпедия.
- ^ Животворящая слизь
- ^ а б c d Бак, Холли Джин (23 апреля 2019 г.). «Отчаянная гонка за охлаждение океана, пока не стало слишком поздно». Обзор технологий MIT. Получено 2019-04-28.
- ^ Родригес, Ихосвани (11 апреля 2012 г.). «Водоросли в большом количестве вторгаются на пляжи Южной Флориды». Южная Флорида Sun-Sentinel. Получено 2012-04-11.
- ^ "Сила морских водорослей: Ирландия использует новый источник энергии". alotofyada.blogspot.co.uk. 2008-06-24. Получено 9 апреля 2018.
- ^ Чен, Хуэйхуэй; Чжоу, Донг; Ло, банда; Чжан, Шичэн; Чен, Цзяньминь (2015). «Макроводоросли для производства биотоплива: достижения и перспективы». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 47: 427–437. Дои:10.1016 / j.rser.2015.03.086.
- ^ «Обещание Bioyarn от AlgiKnit». Материал.
- ^ "Солома из морских водорослей". naturalhomes.org. Получено 9 апреля 2018.
- ^ Heuzé V., Tran G., Giger-Reverdin S., Lessire M., Lebas F., 2017. Морские водоросли (морские макроводоросли). Feedipedia, программа INRA, CIRAD, AFZ и FAO. https://www.feedipedia.org/node/78 Последнее обновление материала 29 мая 2017 г., 16:46
- ^ «Показано, что морские водоросли снижают содержание метана у крупного рогатого скота на 99%». irishtimes.com. Получено 9 апреля 2018.
- ^ "Algues vertes: la famille du chauffeur décédé porte plainte contre X" AFP, дата обращения 22.04.2010 (на французском языке)
- ^ Вернер, К. А .; Marquart, L .; Нортон, С.А. (2012). "Lyngbya дерматит (токсический дерматит из морских водорослей) ». Международный журнал дерматологии. 51 (1): 59–62. Дои:10.1111 / j.1365-4632.2011.05042.x. PMID 21790555. S2CID 22375739.
дальнейшее чтение
- Кристиан Винке, Кай Бишоф (ред.) (2012). Биология морских водорослей: новые взгляды на экофизиологию, экологию и использование. Springer. ISBN 978-3-642-28450-2 (Распечатать); ISBN 978-3-642-28451-9 (электронная книга).
внешняя ссылка
- Сайт водорослей Майкла Гири информация по всем аспектам водорослей, водорослей и биологии морских водорослей
- ВодорослиАфрика, информация об использовании морских водорослей на африканском континенте.
- Водоросли. Химическая промышленность Бретани в прошлом и сегодня.
- AlgaeBase, доступная для поиска база данных по таксономии, изображениям и использованию пресноводных, морских и наземных водорослей, включая водоросли.