Книга: Я познаю мир. Ботаника

С ними выгодно иметь дело

С ними выгодно иметь дело

Водоросли обладают огромной продуктивностью. В Баренцевом море годовая продукция сырой массы донных водорослей в среднем составляет 200 т/га, а в Черном море – от 80 до 170 т/га. Если вы сравните эти цифры со средними значениями урожаев культурных растений (менее тонны с гектара), то поймете, что с водорослями иметь дело очень выгодно.

Основное значение в хозяйстве человека играют морские водоросли из отделов красных и бурых.

Из красных водорослей получают многие ценные продукты, например агар–агар, альгиновую кислоту, каррагенан. Все эти вещества входят в состав клеточной стенки водорослей. Их применяют в качестве отвердителей и желеобразующих веществ в косметике для изготовления кремов, в химической промышленности при получении лаков, красок и лекарств, для получения глазурованной керамической посуды, в кондитерской промышленности, например для приготовления мороженого. Кондитеры и пекари добавляют в тесто небольшое количество агар–агара, чтобы пирожные, бисквиты и хлеб дольше не черствели. Без агар–агара не обходятся даже при производстве кино– и фотопленки. Это ценное вещество применяют при изготовлении капсул для витаминов и лекарств, отпечатков зубов, а в тропических районах используют как временную защитную оболочку для мяса и рыбы.

Кроме этого, агар–агар является очень удобной твердой средой для выращивания бактерий и микроскопических грибов. Для этого готовят разбавленный раствор агара, добавляют в него необходимые питательные вещества, стерилизуют и дают застыть в желеобразную массу.

Способ выращивания микроорганизмов на твердых средах впервые предложил немецкий микробиолог Роберт Кох. Взглянув однажды на половинку вареной картошки, оставленной на столе, ученый заметил, что вся поверхность среза испещрена маленькими цветными капельками: желтыми, фиолетовыми, красными. Тоненькой платиновой проволочкой он взял одну из этих капелек и размазал ее между двумя стеклышками. Взглянув в микроскоп, он увидел множество абсолютно одинаковых бацилл. Затем он посмотрел на микробов из желтой и фиолетовой капли. В одной пробе все микробы были круглые, в другой напоминали крошечные палочки, но все микробы в каждой капле были совершенно одинаковы.

Колонии бактерий на агаре

Это означало настоящий переворот в микробиологии... Впервые исследователи получили в руки простой и надежный метод выращивания микробов разных видов отдельно друг от друга! Как просто! Раньше бактерий выращивали в жидкой среде – в бульоне, но там они смешивались между собой. Если же разные микроорганизмы попадают на твердую поверхность картошки, то каждый из них остается на том месте, где упал, а затем начинает расти, образуя чистую культуру одного определенного вида. Вместо картошки Кох стал использовать желатиновое желе с добавлением бульона, а для особо капризных микробов, таких как кишечная палочка, – свернувшуюся кровяную сыворотку.

Многие поколения микробиологов использовали для выращивания микроорганизмов твердые питательные среды по рецептам Коха. Сейчас в микробиологии в основном используются среды на основе агар–агара как более дешевые и простые в приготовлении.

Водоросли используют и в качестве удобрений. Они богаты калием, йодом и другими микроэлементами, но в них мало азота и фосфора, поэтому их удобряющее действие без добавления азотных и фосфорных соединений не очень велико.

На Дальнем Востоке, в Китае, Корее и Японии традиционными являются блюда из водорослей. Красную водоросль порфиру считают деликатесом, а большую бурую водоросль ламинарию, больше известную под названием «морская капуста», едят в сыром виде, используют для приготовления салатов, овощной икры, пюре и... конфет.

Морские водоросли как продукт питания не имеют большой питательной ценности, поскольку у человека и большинства других животных нет ферментов, необходимых для расщепления веществ их клеточной стенки. Однако водоросли служат источником важных для человека солей, витаминов и микроэлементов и поэтому очень полезны в качестве добавки к меню. В приморских районах водоросли широко используются на корм скоту.

Альгин и альгинаты, извлекаемые из бурых водорослей, обладают превосходными клеящими свойствами. Их добавляют в пищевые продукты, в таблетки, используют при выделке кож, при производстве бумаги, тканей, пластмасс. Из них делают растворимые нити, используемые в хирургии.

Хотя часть съедобных водорослей жители Дальнего Востока собирают в открытом море, более доходным делом является выращивание водорослей на подводных фермах. В культивировании красной водоросли порфиры только в Японии занято более 30.000 человек, а получаемая продукция оценивается примерно в 20 млн. долларов в год. На морских огородах можно не только «сеять» уже имеющиеся, но и выводить новые, улучшенные сорта культурных водорослей.

Перед посевом ламинарии сначала собирают посевной материал – зооспоры, созревающие в зооспорангиях на крупных слоевищах. Для более дружного выхода зооспор слоевища морской капусты слегка подсушивают. Зооспоры лучше всего прорастают при температуре около +10°С. В теплых морях, например у побережья Китая и Японии, в трюмах старых кораблей делают искусственные бассейны с пониженной температурой воды. В такие морские «парники наоборот» помещают камни, веревки, бамбуковые палки, а также куски подсушенной морской капусты. Выйдя из зооспорангиев, зооспоры быстро прикрепляются к камням и палкам, на которых и происходит все дальнейшее развитие слоевищ ламинарии.

Прикрепленную к камням рассаду дальше выращивают на плантациях в открытом море; для ухода за такими посадками требуются услуги водолазов. Гораздо удобнее культивировать морскую капусту в мелководных бухтах и заливах со спокойной водой. Здесь для прикрепления рассады используют уже не камни, а лестницы из бамбуковых палок, которые плавают у самой поверхности моря. Так за капустой гораздо проще ухаживать, да и собирать ее легче.

Ферма по разведению ламинарии

Как и культурные растения на полях, водоросли на подводных фермах удобряют. Морская вода богата соединениями кальция и калия, а также микроэлементами, но в ней мало соединений азота и фосфора. Было замечено, что вблизи городов, где в бухты и заливы попадают сточные воды, водоросли растут лучше. В обычных условиях с каждого гектара «морского огорода» собирают до 10 т капусты (в пересчете на сухой вес), а при внесении азотно–фосфорных удобрений урожай увеличивается до 30 т. Выгода подкормки очевидна, но как вносить удобрения в море так, чтобы питательные вещества усваивались растениями, а не уносились волнами и течениями? Для этого в длинные цилиндрические мелкопористые сосуды из фаянса наливают растворы минеральных солей. Сосуды плотно закупориваются и на поплавках подвешиваются на глубине 1 м. Раствор солей медленно просачивается наружу и, попадая в воду, постепенно усваивается слоевищами ламинарии.

В холодных северных водах морская капуста живет два–три года, а в более теплых условиях все ее развитие происходит за несколько месяцев, после чего слоевище водоросли отмирает.

Среди одноклеточных водорослей наиболее перспективной для искусственного культивирования оказалась зеленая водоросль хлорелла. В белке хлореллы имеются все незаменимые аминокислоты, по качеству его можно сравнить с белком пивных дрожжей, соевой и арахисовой муки. Его признают равноценным белку сухого молока. Помимо белка, клеточная масса хлореллы богата витаминами, микроэлементами, углеводами и жирами.

При выращивании хлореллы не остается никаких отходов: корней, соломы, листьев, все ее тело – питательный продукт. Для выращивания хлореллы не требуется больших площадей – ее можно разводить в сосудах, где на 1 л воды получается до 55 г продукции водоросли в сухом виде. По содержанию белка урожай водоросли хлореллы с 1 га равен урожаю пшеницы с 25 га и урожаю картофеля с 10 га. Огромная продуктивность хлореллы объясняется тем, что она использует 25–30% от общего количества падающей на нее солнечной энергии, в то время как высшие цветковые растения – только 7–13%. (Вот еще одно доказательство того, что «примитивный» вовсе не значит «неприспособленный» или тем более «плохой».)

Сейчас исследуется возможность использования хлореллы как источника питания для людей. В Японии научились перерабатывать эту водоросль в безвкусный порошок, богатый витаминами и белком. Его можно смешивать с мукой при изготовления хлебобулочных изделий.

Выращивание и искусственное разведение водорослей позволяет при небольших трудозатратах получать огромные урожаи. И кто знает, может быть, через 200 лет вторым хлебом будет называться не картошка, а хлорелла.

? Коралловые рифы могут образовывать не только кораллы, но и низшие растения. В оболочках красной водоросли литотамнии, или каменной водоросли, откладывается такое количество карбоната кальция (извести), что они приобретают прочность камня. Название другой рифообразующей водоросли – кораллина говорит само за себя.

? В морях Южного полушария встречается самая крупная в мире водоросль – грушеносный макроцистис. Его слоевище может достигать в длину более 90 м.

? На слоевищах некоторых бурых водорослей (саргассума, фукуса, макроцистиса) хорошо заметны округлые вздутия, похожие на ягоды. Эти вздутия представляют собой воздушные пузыри, которые действуют наподобие поплавков, поднимая растение вверх, поближе к свету.

? Было замечено, что неумеренный промысел лангустов приводит к сокращению площади зарослей морской капусты. Оказывается, лангусты поедают морских ежей, основным кормом для которых является ламинария. Чем меньше численность морских ежей, тем дальше на глубину проникают подводные заросли морской капусты.