Хлорелла

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Хлорелла
Хлорелла
Научная классификация
Царство: Растения
Отдел: Зелёные водоросли
Класс: Требуксиофициевые
Порядок: Хлорелловые
Семейство: Хлорелловые
Род: Хлорелла
Латинское название
Chlorella Beij., 1890
Виды
ITIS 5811
NCBI 3071

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, не имеют жгутиков. Хлоропласты хлореллы содержат хлорофилл-а и хлорофилл-б. Для процесса фотосинтеза хлорелле требуются только вода, диоксид углерода, свет, а также небольшое количество минералов для размножения. Очень распространенной является Chlorella vulgaris, постоянно встречающаяся массами в воде и в грязи луж, канав и прудов. Часто развивается она, а также родственная ей форма, Chlorella infusionum в лабораториях и домашнем быту в сосудах с водой или с растворами пепсина и сахара, покрывая зеленоватым налетом внутреннюю поверхность стекла.

Физиология[править | править исходный текст]

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 (Geza-Entz, Фаминцын, Аверинцев и др.) из прозрачного студенистого вещества, лишенного целлюлозы. Такое разногласие во мнениях произошло В силу того, что иногда оболочка хлореллы не дает типичного для целлюлозы фиолетового окрашивания от хлорцинкиода, а потому вопрос этот остается 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 хроматофор с одним или, реже, с двумя пиреноидами. Геца-Энц (Geza-Entz) описывал в клетках хлореллы ещё особые сократительные вакуоли, подобно таковым у хламидомонад, но позднейшими исследователями эти показания Геца-Энца были опровергнуты. Бейеринк изучил питание хлореллы и нашёл, между прочим, что они для добычи необходимого азота нуждаются не только в пептоне, но и в каком-нибудь углеводе, как например сахар, а потому он причислил их к установленной им физиологической группе пентон-углеводных организмов.

Размножение[править | править исходный текст]

Размножение хлореллы происходит путем повторного деления сначала хроматофора и пиреноида, а затем и всего содержимого каждой клетки на несколько равных частей, от 2 до 16, которые остаются некоторое время окруженными материнской оболочкой, а после разрыва и её исчезновения, оказываются свободно лежащими, быстро увеличиваются в размерах и через некоторый промежуток времени повторяют тот же цикл развития. Подвижных элементов размножения у хлореллы не существует, подобно тому, как и у других Pleurococcaceae. Отступления от нормального цикла развития встречаются у хлореллы довольно редко и состоят в том, что иногда они размножаются путем отшнуровывания молодых особей от материнской, а кроме того при нормальном делении могут не освобождаться из материнской оболочки, а оставаться в ней на продолжительное время, превращаясь постепенно в стадии Gloecystis и Palmella.

Симбиоз с животными[править | править исходный текст]

Некоторые виды известны уже с давних времен своим симбиозом с животными, и первоначально принимались за органы последних, но ещё Брандт и Geza-Entz, независимо друг от друга, впервые признали за ними экзогенное происхождение, показав, что зеленые шарообразные тельца, наблюдаемые в теле некоторых животных, суть самостоятельные организмы, при чём Брандт отнес 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 того биологического явления, которое давно уже получило в Германии название Raumparasitismus, то есть хлорелла не паразитирует в теле животного, но и не приносит ему пользы, а является, так сказать, даровым жильцом. 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 следующие 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 слоев, 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 попадет в кортикальный слой плазмы, то она остается жить в симбиозе с животным, так как этот слой плазмы не принимает участие в пищеварении.

Систематика[править | править исходный текст]

В систематическом отношении род Chorella делится на несколько видов, Chlorella vulgaris Beyerink, Chlorella infusionum Beyerink, Chorella parasitica Brandt, Chlorella condustrix Brandt, Chlorella actinosphaerii Averinzew, которые различаются между собою по. размерам и форме хроматофоров и клеток, а также по другим мелким признакам. В качестве симбионтов они найдены у весьма многих Protozoa, а также и у полипов, как напр. у Hydra viridis. Ср. С. Аверинцев, «О зоохлореллах у простейших» («Труды Имп. СПб. Общ. Естеств.» 1900, т. XXXI, вып. 1, № 7. Работа изобилует литературными ссылками); W. Schewiakoff, «Beitrage zur Kenntniss der holotrichen Ciliaten» («Bibliotheca Zoologica», тетр. 5, 1889); M. Beyerinck, «Culturversuche mit Zoochlorellen und anderen Algen». ("Bot. Zeit. « 1890, № 45, 46, 47, 48); W. Kruger, I. „Ueber einen Pilztypus-Prototheca“ и II, „Ueber zwei ans Saftflussen rein gezuchtete Algen“ (W. Zopf’s Beitrage zur Phys. und Morphologie niederer Organismen», 1894, IV вып.)))

Использование[править | править исходный текст]

Хлорелла используется для производства кислорода в замкнутых экосистемах. В прошлом веке (1967—1978 гг) в объектах БИОС-1, БИОС-2 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 %[1]. Но увы, все питательные вещества защищены мощной клеточной стенкой, которую человеческие пищеварительные ферменты не способны расщепить[2]. Однако современные ученые научились бороться с этой проблемой. Теперь клетки хлореллы разрушаются под большим давлением[3], а полученную массу спрессовывают в таблетки или оставляют в виде порошка. Другой вариант — полное высушивание водоросли при интенсивном перемешивании в течение 4 часов при температуре порядка 50° C. В обоих случаях достаточно добавить воды, чтобы получить питательную массу, которая будет усваиваться человеческим организмом.

Может также использоваться для биологической очистки сточных вод[4].

Планктонный штамм хлореллы ИФР №С-111 был выделен российским ученым Богдановым Н. И. в 1977 году из Нурексокого 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, пчел, рыб; использовать хлореллу для очистки сточных вод, альголизации водоемов.

До настоящего времени во всем мире хлорелла использовалась только в виде суспензии, сухой биомассы (порошка или таблеток) или пасты. Каждый из этих видов имеет свои недостатки. Порошок имеет худшую усвояемость, чем суспензия. Паста лишена комплекса метаболитов и требует консервации. Загущение суспензии путем отстаивания требует времени и емкостей больших объёмов. В концентрате хлореллы (КХ) сочетаются все достоинства товарной суспензии хлореллы с точки зрения её усвояемости 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. Концентрат хлореллы не содержит консервантов.

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]

При написании этой статьи использовался материал из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890—1907).