Хлорелла (от греч. χλωρός , «зелёный» и лат. -ella — уменьшительный суффикс) — род одноклеточных зелёных водорослей , относимый к отделу Chlorophyta . Имеет сферическую форму, от 2 до 10 мкм в диаметре ^{[ источник не указан 1833 дня ]} , не имеет жгутиков . Хлоропласты хлореллы содержат хлорофилл a и хлорофилл b . Для процесса фотосинтеза хлорелле требуются только вода , диоксид углерода , свет , а также небольшое количество минералов для размножения.

Очень распространённой является , постоянно встречающаяся массами в воде и в грязи луж, канав и прудов. Часто развивается она, а также родственная ей форма, в лабораториях и домашнем быту в сосудах с водой или с растворами пепсина и сахара, покрывая зеленоватым налётом внутреннюю поверхность стекла.

Физиология

Организация и цикл развития хлореллы состоят в следующем: вегетативное тело их состоит из одной шарообразной или овальной клетки с толстой оболочкой, которая, по мнению одних авторов (Brandt, Dangeard), состоит из целлюлозы , а по мнению других ( , Фаминцын , Аверинцев и др.) — из прозрачного студенистого вещества, лишённого целлюлозы . Такое разногласие во мнениях произошло в силу того, что иногда оболочка хлореллы не даёт типичного для целлюлозы фиолетового окрашивания от реактива , а потому вопрос этот остаётся пока открытым. Размеры шарообразных вегетативных клеток колеблются, по данным различных авторов, от 1,5 мкм до 12 мкм. В каждой такой клетке находится гомогенная протоплазма , очень маленькое ядро , прекрасно окрашивающееся гематоксилином , и лентовидный или округлый пластинчатый стенкоположный (пристенный) хроматофор с одним или, реже, с двумя пиреноидами . Г. Энтц описывал в клетках хлореллы ещё особые сократительные вакуоли , подобные таковым у хламидомонад , но позднейшими исследователями его утверждения были опровергнуты.

Бейеринк изучил питание хлореллы и нашёл, между прочим, что для добычи необходимого азота они нуждаются не только в пептоне , но и в каком-нибудь углеводе , например, в сахаре, а потому он причислил их к установленной им физиологической группе пептон-углеводных организмов.

Образ жизни

Некоторые виды известны уже с давних времён своим симбиозом с животными, и первоначально принимались за органы последних, но ещё Брандт и Г.Энтц, независимо друг от друга, впервые признали за ними экзогенное происхождение, показав, что зелёные шарообразные тельца, наблюдаемые в теле некоторых животных, — самостоятельные организмы, причём Брандт отнёс эти тельца к особому роду водорослей , назвав его Zoochlorella . Но как свободноживущие хлореллы, так и зоохлореллы различных животных имеют совершенно одну и ту же организацию, проходят совершенно одинаковые стадии развития и отличаются только образом жизни, а потому Бейеринк и соединил их в один общий род Chlorella , тем более, что единственный отличительный признак зоохлорелл от хлорелл, а именно только что упомянутый симбиотический образ жизни первых с некоторыми низшими животными, оказывается непостоянным признаком, так как Брандт, а за ним и позднейшие учёные, Кесслер , Гаманн, Шевяков , Фаминцын, Бейеринк и Аверинцев, доказали, что изолированные зоохлореллы могут существовать на свободе и при этом так же энергично размножаться, как и в теле животных.

Сожительство хлореллы с животными представляет собою типичный пример комменсализма (проживания за счёт организма-хозяина без нанесения этому хозяину вреда) в виде квартирантства . Неоднократно было замечено, что не все экземпляры хлореллы остаются в теле простейших живыми, но иногда перевариваются последними. Явление это различно толковалось авторами, и только впоследствии удалось выяснить условия, при которых хлореллы либо погибают в организме животных, особенно простейших, либо остаются жить в них: у простейших можно легко различить три слоя протоплазмы в каждой особи: наружную, альвеолярную плазму, служащую покровом для двух последующих слоёв, среднюю, кортикальную плазму, не участвующую в пищеварении, и внутреннюю эндоплазму, заведующую пищеварением организма. Если хлорелла попадает в эндоплазму, то она переваривается животным, если же она попадёт в кортикальный слой плазмы, то она остаётся жить в симбиозе с животным, так как этот слой плазмы не принимает участие в пищеварении.

Использование

Хлорелла используется для производства кислорода в замкнутых экосистемах . В 1967—1978 годах в объектах , и БИОС-3 использование хлореллы в пищу не удалось.

По своей питательности эта водоросль не уступает мясу и значительно превосходит пшеницу . Если в пшенице содержится 12 % белка, то в хлорелле его более 50%.

Может также использоваться для биологической очистки сточных вод . Для очистки в России колонии хлорелл были введены во многие водоёмы: с 2009 года в озёра Казанского зооботсада , с 2010 — в Нижнетагильский пруд и Леневское водохранилище на реке Тагил , в 2012 году в пруд Тверского ботанического сада , в 2014 — в Графский и Орловский пруды Санкт-Петербурга (в конце 2017 года в Графском пруде патогенные водоросли подавлены ). Однако в Нижнем Тагиле произошёл всплеск цветения сине-зелёных водорослей с массовым мором рыбы , в Ижевском пруду введение хлореллы не принесло успеха из-за многочисленных донных отложений . Хлорелла выращивается пока что только в Воронеже .

Планктонный штамм хлореллы ИФР №С-111 был выделен советским учёным Богдановым Н. И. в 1977 году из Нурекского водохранилища . Благодаря своим уникальным свойствам планктонный штамм позволил значительно упростить биотехнологию культивирования хлореллы и технологию хранения маточной культуры. Новый штамм позволил ввести хлореллу в рацион крупного рогатого скота, свиней, птиц, кроликов, пчёл, рыб; использовать хлореллу для очистки сточных вод, альголизации водоёмов.

До настоящего времени во всём мире хлорелла использовалась только в виде суспензии, сухой биомассы (порошка или таблеток) или пасты. Каждый из этих видов имеет свои недостатки. Порошок имеет худшую усваиваемость, чем суспензия . Паста лишена комплекса метаболитов и требует консервации. Загущение суспензии путём отстаивания требует времени и ёмкостей больших объёмов. В концентрате хлореллы (КХ) сочетаются все достоинства товарной суспензии хлореллы с точки зрения её усваиваемости и биологической ценности. Концентрат хлореллы содержит не только живые клетки хлореллы, но и полный спектр водорастворимых метаболитов хлореллы, которые содержатся в культуральной среде. При этом КХ оказался высоко технологичным в практическом использовании. Его можно легко включать в любые существующие системы поения и кормления животных, а также при производстве гранулированного комбикорма. Альголизация комбикорма товарной суспензией хлореллы сама по себе малоэффективна из-за низкой плотности клеток хлореллы в товарной суспензии. КХ позволяет получать практически любую необходимую концентрацию клеток хлореллы в гранулированном комбикорме. Одновременно комбикорм обогащается полным спектром водорастворимых метаболитов хлореллы, содержащихся в культуральной среде. В сравнении с товарной суспензией хлореллы транспортные расходы уменьшились в десятки раз.

Применение в медицине и в качестве пищевой добавки

В XXI веке в западных странах (например, в США и Канаде ) хлорелла стала использоваться в качестве добавки к пище. Польза хлореллы обусловлена высоким содержанием в ней белка и витаминов . В хлорелле особо высоко содержание железа , что позволяет использовать её в терапии железодефицитных анемий .

Ряд исследований демонстрирует эффективность хлореллы в качестве дополнительной терапии при лечении вирусных инфекций, таких как гепатит С и цитомегаловирус . Эффект связывают с иммуностимулирующими свойствами компонентов, входящих в состав клеточной стенки данной водоросли

Также отмечается использование хлореллы в качестве лечения наркотической и алкогольной зависимостей ^{[ источник не указан 1677 дней ]} .

Примечания

Литература

• / РАН. Ботан. институт им. В. Л. Комарова. — СПб. : Наука , 1998. — С. 202—203. — 352 с. — ISBN 5-02-026094-0 .
• , . — Курск: Издательство Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. — 184 с. — ISBN 978-5-7369-0751-9 .
• Stifeev, A.I., Bessonova, E.A., Lukyanov, V.A. Microalgae as innovative object in organic agriculture / A.I. Stifeev, E.A. Bessonova, V.A. Lukyanov // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2013. Т. 43. № 4. С. 26-27.
• Лукьянов, В. А., Стифеев, А. И. Горбунова, С. Ю. Научно обоснованное культивирование микроводорослей / В. А. Лукьянов, А. И. Стифеев, С. Ю. Горбунова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 9. С. 55-57.
• Лукьянов, В.А, Стифеев, А. И. Агроэкологические особенности одноклеточных фотосинтезирующих организмов в условиях Центрального Черноземья" / В. А. Лукьянов, А. И. Стифеев // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2016. № 1(9). С. 60-68.
• Петраков, Е. С., Лукьянов, В. А., Наумов, М. М., Овчарова, А. М., Софронова, В. Г., Полякова, М. Л., Петракова, Н. С. Применение добавки на основе микроводорослей Chlorella vulgaris в кормлении цыплят-бройлеров / Е.С Петраков, В. А. Лукьянов, М. М. Наумов, А. М. Овчарова, В. Г. Сафронова, М. Л. Полякова, Н. С. Петракова // Проблемы биологии продуктивных животных. 2016. № 1. С. 96-104.
• Лукьянов, В. А. К вопросу использования Chlorella vulgaris для биологической доочистки сточных вод / В. А. Лукьянов // Актуальные проблемы агропромышленного производства. 2013. С. 49-51.
• Горбунова, С. Ю., Лукьянов, В. А. Экспериментально-теоретическое обоснование эффективности использования Chlorella vulgaris для утилизации сточных вод птицефабрик и мелиорация водной среды / С. Ю. Горбунова, В. А. Лукьянов // Водные ресурсы Украины и мелиорация земель. 2013. С. 30-31.
• Горбунова, С. Ю., Лукьянов, В. А. Потенциальная продуктивность микроводоросли Chlorella vulgaris на тёмно-серых лесных почвах Центрального Черноземья / С. Ю. Горбунова, В. А. Лукьянов // «Pontus Euxinus 2015». 2015. C. 48-49.

Ссылки

• Хлорелла — статья из Большой советской энциклопедии .
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела . Вы можете помочь проекту, и убрав после этого данный шаблон.