Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственное бюджетное образовательное
учреждение среднего профессионального образования
«Армавирский медицинский колледж»
Министерства здравоохранения Краснодарского края
На тему: «Значение водорослей в жизни человека»
Выполнила студентка группы 2ФА
Специальности 33 02 01 Фармация
Бурда Евгения
Армавир, 2014 г
Применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства
Переоценить значение водорослей в природе и жизни человека невозможно. Благодаря процессам фотосинтеза они являются основными продуцентами огромнейшего количества органических веществ в пресных и соленых водоемах. Отдельного внимания заслуживает тот факт, что водоросли интенсивно вырабатывают в воде кислород, так необходимый речным и морским обитателям. Человек уже давно оценил по достоинству эти растения и нашел им применение во многих отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.
Значение водорослей в природе и жизни человека
Пожалуй, самой важной функцией, которую выполняют абсолютно все виды водорослей, является поглощение из воды углекислого газа. В обмен они выделяют кислород, без которого невозможно представить жизнь современных растений и животных. Не менее важно участие водорослей в круговороте веществ на планете. Его циклический характер позволяет существовать всем видам живых существ на земле вот уже не одну тысячу лет. Кроме этого, водоросли - основной источник в водоемах органических веществ, которые являются отличной кормовой базой. Огромное количество животных зависят от нее. Не менее важно и эволюционное значение водорослей. Они значительно повлияли не только на состав атмосферы Земли, но и на формирование ее рельефа. К тому же эти растительные организмы (как одноклеточные, так и многоклеточные) играют не последнюю роль в самоочищении рек, озер и прудов, а также сточных вод. Водоросли, особенно их одноклеточные представители, являются превосходным индикатором засоления и загрязнения водоема. Но они обитают не только в воде, но и в почве. Участвуя в круговороте кремния и кальция, они активно обогащают землю этими компонентами.
Значение водорослей в сельском хозяйстве
Огромное значение водорослей в природе и жизни человека объясняется их способностью продуцировать органическое вещество. Поэтому они нашли широкое применение в парфюмерной, пищевой, фармацевтической промышленности. Но еще большее их количество используется в сельском хозяйстве. В развитых странах на основе водорослей изготавливают удобрения. Если опрыскать ими саженцы помидоров, перцев, баклажан и бахчевых культур, то те не только быстрее растут, но и дают большой урожай. Помимо овощеводства, водоросли проникли и в животноводство. Коровы, гуси, куры, утки становятся более продуктивными при особо сбалансированном питании. В пищу сельскохозяйственным животным вводят органические компоненты водорослей.
Значение водорослей в пищевой промышленности
Ежегодно на всех континентах планеты люди употребляют в пищу несколько миллиардов тонн переработанных водорослей. В первую очередь речь идет о морской капусте. Она относится к бурым водорослям. В ней содержится огромное количество питательных и, что немаловажно, полезных веществ. Это и соединения йода, и кальций, который необходим для нормального обмена веществ. Значение водорослей в природе и жизни человека просто огромно. Выращивание морских и пресноводных культур дает весьма обнадеживающие результаты. Они все чаще применяются в пищевой промышленности. Например, японская кухня использует муку из водорослей при выпекании хлеба. А это основной продукт на столе в каждой семье. Водоросли добавляют в пудинги, пирожные и даже мороженое. В последнее время не менее актуально их применение при консервации. Во многих странах с каждым годом открывается все больше кафе, где можно заказать различные блюда исключительно из водорослей.
Одноклеточные водоросли и их значение в космонавтике
Как ни странно, но именно простой одноклеточной водоросли хлорелле отводится огромная роль в современной космонавтике. Она способна выработать большое количество кислорода. В этом ей уступают практически все виды растений. Немаловажен тот факт, что она имеет микроскопические размеры, а значит, не займет много места. У нее короткий процесс вегетации и очень большая скорость размножения. Вся полученная биомасса хлореллы может быть использована на орбитальных станциях не только для продукции кислорода, но и в качестве пищи. Ее питательные качества действительно впечатляющие. Содержание белка в хлорелле составляет не менее 50 процентов от сухой массы. К тому же в этой водоросли содержится необходимые для жизнедеятельности человека аминокислоты и витамины. Все это делает использование хлореллы в космических полетах весьма перспективным.
Применение водорослей в микробиологии
Велико многообразие и значение водорослей. Они нашли свое применение даже в микробиологии. Из бурых и красных водорослей производят вещество агар-агар. Оно способно застывать при комнатной температуре и превращаться в студень. Именно это его свойство и стало определяющим в выборе между желатином и агаром при производстве питательных сред для культивирования микроорганизмов. Это вещество обладает хорошими питательными свойствами и не тает в условиях термостата. Поэтому в настоящее время все искусственные питательные среды готовят на основе агара. водоросль природный одноклеточный
Использование водорослей для очистки сточных вод
В последнее время возросло значение водорослей в жизни человека в коммунально-бытовой сфере. Их культивируют в промышленных сточных водах для того, чтобы активизировать процессы самоочищения. В дальнейшем излишняя органическая масса будет использоваться для получения метана, который планируется применять в сельскохозяйственном и промышленном производстве. Лучше всего с загрязнением может справиться хламидомонада. Она способна выбирать из воды органические вещества, очищая ее.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разделение водорослей на систематические группы высшего ранга, его совпадение с характером окраски и чертами строения. Клеточные оболочки водорослей. Бесполое и половое размножение водорослей. Черты сходства и различия желто-зеленых и зеленых водорослей.
реферат , добавлен 09.06.2011
Трофическая цепь экосистемы водоема. Классификация водорослей, их распределение в зависимости от глубины, распространение и роль в биогеоценозах. Использование водорослей человеком. Вегетативное, бесполое, половое размножение. Группы почвенных водорослей.
презентация , добавлен 19.02.2013
Строение и основные компоненты клеточной оболочки водорослей. Случаи беспорядочного расположения фибрилл среди зеленых водорослей, организация цитоплазмы у различных у различных представителей вида, назначение жгутиков, митохондрий и хлоропластов.
курсовая работа , добавлен 29.07.2009
Использование водорослей в космосе. Отрицательные стороны. Наука, которая занимается проблемами биологии в космосе - называется - космическая биология. Одна из проблем, которых применение водорослей на блага человечества в покорении космоса.
реферат , добавлен 18.01.2004
Причины и последствия массового развития сине-зеленых водорослей. Действие токсинов на рыб, гидробионтов, животных и человека. Развитие синезеленых водорослей в Куршском заливе. Гаффская болезнь (алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия).
реферат , добавлен 07.11.2011
Изучение видов и особенностей водорослей - примитивных организмов, у которых нет сложных органов, тканей и сосудов. Обзор основных физиологических процессов водорослей: рост, размножение, питание. Классификация и эволюция почвенных и водных водорослей.
реферат , добавлен 07.06.2010
Способы питания и строение клетки водорослей. Основные типы морфологической структуры их тела. Сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах. Размножение, циклы развития и распространенность растений в водоемах.
курсовая работа , добавлен 05.12.2014
Ситематика диатомовых водорослей, относящихся к группе хромистов. Их строение, значение в природе. Жизненный цикл центрических и пеннатных диатомеи. Половой процесс и образование ауксоспор. Способы передвижения водорослей. Образование колониальных форм.
презентация , добавлен 24.01.2012
Способы питания и основные типы морфологической структуры тела водорослей. Строение их клетки, размножение и циклы развития. Сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах. Сбор материала и гербаризация растений.
курсовая работа , добавлен 11.12.2014
Общая характеристика зеленых водорослей – группы низших растений. Место обитания морских зеленых водорослей. Их размножение, строение и способы питания, химический состав. Описание наиболее распространенных видов морских водорослей Японского моря.
Значение водорослей в природе чрезвычайно разнообразно. В Мировом океане их масса составляет приблизительно 2х10п тонн, или около 10% массы всех зеленых растений нашей планеты. Водоросли являются основным кормом для растительноядных водных животных – от одноклеточных до рыб и млекопитающих. Кроме того, они насыщают кислородом толщу воды и воздух над водоемами. Некоторые водоросли имеют защитную оболочку из углекислого кальция. Такие оболочки отмерших растений образуют осадочную породу – известняк. Панцири отмерших диатомовых водорослей, оседая на дно на протяжении миллионов лет, образовали осадочную породу диатомит.
Зеленые одноклеточные водоросли могут входить в состав лишайников, о которых вы узнаете позже. Почвенные водоросли выделяют особые вещества, способствующие процессам почвообразования. Они обогащают почву кислородом, а их отмершие остатки образуют органическое вещество, повышающее плодородие почвы. Массовое размножение этих водорослей – «цветение почвы», наблюдаемое чаще всего весной или осенью, – считается приметой хорошего урожая.
Использование водорослей человеком. Ежегодно люди употребляют в пищу несколько миллионов тонн водорослей. Преимущественно это бурые водоросли, и в первую очередь морская капуста. В ней содержится много питательных и полезных веществ, в частности соединения йода, необходимые для обеспечения нормального обмена веществ в организме человека.
Всем известные сладости пастилу или мармелад изготавливают на основе агара (или агар–агара) – желеобразного вещества. Его получают из красной водоросли филофоры, которая встречается в Черном и Азовском морях. Однако наибольшее количество агара используется в микробиологической промышленности: на его основе изготавливают искусственные питательные среды для выращивания полезных бактерий и грибов. Из водорослей, преимущественно бурых и красных, получают различные органические кислоты, спирты, витамины, красители, клейкие вещества, йод и другие лекарственные препараты.
Водоросли используют в биологическом методе очистки загрязненных вод. Для этого сточные воды предприятий отстаивают в последовательно соединенных между собой водоемах, в каждом из которых определенные организмы, в том числе различные виды водорослей, поглощают из воды вредные вещества. Например, хламидомонада способна выбирать из воды растворенные в ней органические вещества, чем способствует процессам самоочищения загрязненных водоемов.
Отмершие водоросли оседают на дне водоемов, образуя органический ил. Его широко используют в сельском хозяйстве как удобрение.
Массовое размножение одноклеточных зеленых и некоторых других водорослей вызывает «цветение воды». При этом водоемы приобретают зеленый цвет. В Украине цветение воды ежегодно происходит, например, в водохранилищах Днепровского каскада. Вместе с другими организмами, поселяясь на подводных частях кораблей, гидротехнических сооружений (например, шлюзов), многоклеточные водоросли нарушают их нормальную работу.
Из некоторых красных водорослей, обитающих в тропических морях, получают вещества, необходимые для производства высококачественного мороженого и особых сортов губной помады. В странах Южной Азии их искусственно выращивают на определенных участках морского дна.
Некоторые морские моллюски питаются водорослями: при этом хлоропласты не перевариваются, а попадают в жабры. На свету в них происходит фотосинтез, в ходе которого образуется столько кислорода, что он не только обеспечивает потребности в нем моллюска для дыхания, но и частично поступает в воду.
Ил, образованный остатками диатомовых водорослей, называется диатомитом. Его высушивают и пропитывают определенными веществами. Так получают взрывчатку – динамит, изобретенный в конце XIX века шведским инженером Нобелем. Часть прибыли от производства взрывчатки он завещал на поддержку наиболее выдающихся писателей, ученых и политиков. Так появилась широко известная Нобелевская премия.
По берегам пресных водоемов часто можно заметить скопления желто–зеленых шариков диаметром до нескольких миллиметров. Если такой шарик выкопать, осторожно отмыть от грязи и рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть, что у него снизу имеются разветвленные бесцветные выросты – ризоиды, с помощью которых растение закрепляется в почве. Это растение называют ботридиум зернистый. Но мы не заметим отдельных клеток этого растения, так как весь шар водоросли вместе с ризоидами – это единая клетка с многочисленными ядрами. У морских видов такие многоядерные клетки могут достигать в длину нескольких десятков сантиметров.
В слани бурых водорослей содержится особое вещество. Его способность склеивать разные предметы почти в 40 раз выше, чем обычного канцелярского клея. Это вещество используют для пропитывания водонепроницаемых тканей, в производстве картона.
Водоросли известны человеку с древнейших времен. Их использовали в хозяйстве, особенно в приморских странах. Водоросли играют колоссальную роль в жизни природы. В воде они являются основными создателями органического вещества и кислорода. Это первое звено в цепи питания. Наземные водоросли важны как пионеры растительности, как накопители первичного гумуса.
Велика роль водорослей и в практической жизни человека. Положительная роль обусловлена участием в создании плодородия почв, азотфиксацией. Существуют съедобные водоросли, а также водоросли, идущие на изготовление лекарственных и биологически активных веществ. Бурые водоросли являются источником альгинатов, используемых в текстильной и пищевой промышленности, фотоиндустрии и производстве косметики, например, для приготовления мороженого, пудинга, желе, зубной пасты, капсул для лекарств и т.д. Из клеточных стенок некоторых красных водорослей получают агар, который используется для пищевой и фармацевтической промышленности, при культивировании микроорганизмов. В некоторых регионах нитчатые зеленые водоросли используют в производстве бумаги, изоляционного и строительного материала. Образуемые из диатомовых водорослей породы (диатомовая земля, кизельгур) используются для производства шлифовочных материалов, в строительстве. Бурые водоросли используются в качестве калийного удобрения.
Отрицательное значение водорослей связано с цветением коды в водохранилищах, засорением агрегатов электростанций, фильтров водопроводных систем, замором рыб. Встречаются токсические водоросли. Возросло и теоретическое значение водорослей в качестве объектов исследования при решении физиологических, биохимических, биофизических, экологических, общебиологических проблем.
ОТДЕЛ CYANOPHYTA (СИНЕ-ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ)
ПОЛОЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ ЖИВОГО МИРА
Представители отдела Cyanophyta по внешнему виду напоминают водоросли. Но в отличие от водорослей особенности строения их клетки соответствуют бактериям. Кон в 1857 году объединил бактерии и сине-зеленые водоросли в одну группу Schyzophyta, основываясь на их сходстве по организации клетки: у сине-зеленых водорослей и бактерий отсутствует ядерная оболочка, ядрышки, мембранные органоиды, ДНК не связана с белками-гистонами, в состав клеточной оболочки входит муреин. Некоторые систематики придают сине-зеленым водорослям ранг класса в отделе бактерий и предлагают подчинить номенклатуру Cyanophyta правилам Международного кодекса номенклатуры бактерий. Еще в 1857 году Нэгели, основываясь на отличии сине-зеленых водорослей от бактерий по ряду существенных признаков, рассматривает бактерии и сине-зеленые водоросли как две самостоятельные группы. В современных системах сине-зеленые водоросли и бактерии - это два самостоятельных отдела, объединенных в надцарство Прокариоты. Сине-зеленые водоросли и бактерии, кроме сходства, имеют ряд признаков, существенно отличающие их друг от друга: более высокий уровень морфологической дифференциации таллома, наличие хлорофилла а, оксигенный фотосинтез, отсутствие жгутиковых стадий.
ОБРАЗ ЖИЗНИ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ
Сине-зеленые водоросли, или цианобактерии (отдел Cyanophyta, или Cyanobacteriophyta) имеют очень широкое распространение на земном шаре. Они встречаются в пресных водоемах, морях, в почве (на ее поверхности и на глубине до 1 м), на скалах, снегу, льдах, в горячих источниках, на коре деревьев. Они первыми заселяют вновь образующиеся поверхности земли, например вулканические острова. Некоторые сине-зеленые водоросли, например носток, входят в состав слоевища лишайников.
РОЛЬ В БИОСФЕРЕ И ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА
Сине-зеленые водоросли имеют большое значение в жизни человека.
Положительное значение:
§ некоторые виды являются съедобными (например, носток сливовидный);
§ водоросли, способные связывать свободный атмосферный азот (например, виды рода анабена), разводят на заливаемых водой рисовых полях для повышения плодородия;
§ лекарственное значение (медицинские препараты на основе сине-зеленых водорослей).
Некоторые виды имеют отрицательное значение:
§ токсичны для животных (некоторые виды рода мерисмопедия);
§ вызывают «цветение» воды, что при отмирании может вызывать гибель рыбы.
Водоросли играют огромную роль в природе. Они являются основными производителями органической пищи и кислорода в водных экосистемах Земли, и, кроме того, играют большую роль в общем балансе кислорода на планете. В наземных местообитаниях почвенным водорослям наряду с другими микроорганизмами принадлежит роль пионеров растительности. Водоросли учувствуют в процессах формирования примитивных почв на субстратах, лишенных почвенного покрова, а также в процессах восстановления почв, нарушенных сильными загрязнениями. Водоросли принимают участие в строительстве коралловых рифов - наиболее грандиозных геологических образований, созданных живыми организмами. Геохимическая роль водорослей, прежде всего, связана с круговоротом в природе кальция и кремния.
Велика историческая роль водорослей. Возникновение кислородосодержащей атмосферы, выход живых существ на сушу и развитие аэробных форм жизни, доминирующих ныне на нашей планете - все это результаты деятельности древнейших фотосинтезирующих организмов - синезеленых водорослей. Массовое развитие водорослей в прошлые геологические эпохи привело к образованию мощных толщ горных пород. От водорослей произошли растения, заселившие сушу.
Трудно переоценить значение водорослей и для жизни человека. Водорослям отводят важную роль в решении ряда глобальных проблем, волнующих все человечество, в том числе продовольственной, энергетической, охраны окружающей среды, освоения недр Земли и богатств Мирового океана, изыскания новых источников промышленного сырья, строительных материалов, фармацевтических препаратов, биологически активных веществ и новых объектов биотехнологии. Водоросли являются древнейшими низшими фотосинтезирующими организмами, живущими преимущественно в водной среде. Многие из них вторично приспособились к жизни в почве и некоторых наземных местообитаниях. По данным ученых, в мире насчитывается до 40 тыс. видов водорослей. Роль водорослей в природе и хозяйственной деятельности человека чрезвычайно велика.
Водоросли - это основные образователи органического вещества в водоемах. Донные водоросли в Баренцевом море у Мурманского побережья дают до 15 кг сырой массы на метр. В некоторых районах Антарктиды биомасса водорослей составляет в среднем 70 т/га, у Калифорнийского побережья - 100 т/га. Годовая продукция донных водорослей в Баренцевом море составляет до 231 т органического вещества в сырой массе на гектар, а фитопланктона - до 30-50 т/га. По расчетам ученых вклад водорослей в общую продукцию органического углерода на планете составляет около 80 %.
Как мощный и неиссякаемый источник органического вещества водоросли, особенно планктонные формы, являются постоянной кормовой базой и первоначальным звеном в пищевых цепях для многих беспозвоночных животных и рыб. Заросли водорослей служат пристанищем и укрытием для многочисленных видов животных, местом нереста рыб.
В водной среде водоросли - почти единственный продуцент свободного кислорода, необходимого для дыхания разнообразных водных организмов и для жизнедеятельности аэробных бактерий, грибов и других организмов - активных агентов самоочищения загрязненных естественных вод. Вместе с тем водоросли участвуют в утилизации органических соединений, солей тяжелых металлов, радионуклидов.
Однако при массовом развитии водоросли могут быть причиной вторичного биологического загрязнения и интоксикации природных вод. В последние десятилетия в различных водоемах участились случаи "цветения" воды, возникающие вследствие массового развития одного или нескольких наиболее приспособленных к данным условиям видов водорослей. Прижизненные выделения водорослей и ядовитые вещества, которые образуются при их распаде, губительно действуют на животные организмы.
Водоросли играют большую роль в общем балансе кислорода на нашей планете. В наземных местообитаниях совместно с другими микроорганизмами они являются пионерами растительности. При отсутствии органического вещества поверхность скальных пород, вулканического пепла, промышленных отвалов и других субстратов заселяется прежде всего микроорганизмами одноклеточных водорослей и сопутствующих им бактерий. В результате происходит первичное накопление органических веществ.
Водоросли, которые живут на почве и в почве, повышают ее плодородие. Особенно это касается азотфиксирующих синезеленых водорослей, или цианобактерий.
Водоросли нередко вступают в симбиоз с грибами, образуя единый организм - лишайник. Особенно велика роль лишайников в растительном покрове тундровых, лесотундровых и лесных экосистем.
Проблема продовольствия, обеспечение растущего населения планеты полноценным питанием стали важным экономическим и политическим фактором в современном мире. В связи с этим растет интерес к новым, нетрадиционным источникам белка, жиров, углеводов, витаминов, ферментов и к другим физиологически активным веществам. Водоросли в этом плане являются весьма перспективными организмами. Они содержат большой процент белка (до 70 % сухой массы), включающего все аминокислоты, необходимые для нормального питания человека.
Выход белка на единицу площади за единицу времени при выращивании водорослей на один-три порядка превышает таковой по сравнению с другими традиционными источниками (бобовыми, злаками, крупным рогатым скотом и др.). Водоросли - богатейший источник витаминов, микроэлементов и других физиологически активных веществ. Содержание витаминов в 100 г хлореллы превышает суточную потребность в них человека. Поэтому рекомендуется вводить водоросли в рацион больных сердечно-сосудистыми и желудочными заболеваниями.
Морские водоросли используются человеком в пищу с 850 г. до н. э. В настоящее время как продукт питания они употребляется главным образом населением Востока и островов Тихого океана. Известно около 170 видов съедобных макроскопических водорослей, из них 81 вид красных, 54 - бурых, 25 - зеленых, 8 - синезеленых.
Наибольшей известностью у нас пользуется так называемая морская капуста. Это главным образом водоросль ламинария и близкие к ней (например, алария и ундария). Широко известна и высоко ценится красная водоросль порфира, которая используется в пищу под названием красный морской салат. Такое же применение имеет зеленая морская водоросль ульва, которую часто употребляют в сыром виде в качестве салата.
В последние 50 лет значительное развитие получила аквакультура водорослей. В довольно больших количествах выращиваются виды родов ламинария, порфира, макроцистис, ундария, спирулина и др. В Японии, например, из 10 млн т морских продуктов, получаемых ежегодно, 1 млн т поступает за счет аквакультуры. В пищевом рационе японцев водоросли составляют почти 20 %.
В пищу человек использует микроскопическую водоросль - хлореллу, а также несколько видов синезеленых водорослей. Широко культивируется синезеленая водоросль спирулина, содержащая более 60 % белка. Энергетическая ценность пищи из водорослей невысока, но не это определяет их пищевое значение. В первую очередь оно обусловливается наличием в них разнообразных биологически активных веществ, таких как свободные аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и др. Водоросли, например, содержат моно- и дийодтирозин, успешно применяемые при лечении заболеваний щитовидной железы, и полиненасыщенные жирные кислоты, антиоксидантная активность которых превосходит соответствующую активность витамина Е. Хотя часть полисахаридов водорослей не расщепляется ферментами пищеварительного тракта, они способствуют выведению из организма токсических продуктов метаболизма, а также поступающих в организм извне солей тяжелых металлов и радионуклидов. При этом низкомолекулярные полисахариды, поступающие в кровь, способны сорбировать и выводить из организма депонированные стронций и кадмий.
В водорослях в достаточно больших количествах содержатся практически все необходимые для нормального развития организма минеральные элементы. При этом особую ценность минерального состава водорослей для организма человека и животных определяет то, что содержание натрия у них значительно превышает содержание кальция. Как известно, соотношение между этими элементами в организме влияет на растворимость солей кальция. При остаточном содержании натрия не происходит накопления кальция и, как следствие этого, не протекают процессы склеротизации кровеносных сосудов и образования камней в почках и печени. Высокое содержание в водорослях калия обеспечивает его потребность для осуществления многих важнейших физиологических функций организма. Хлор стимулирует деятельность лимфы во всем теле и способствует очищению печени и почек. Совместное воздействие серы и хлора приводит к очищению слизистой оболочки желудка и кишечника.
Богатый минеральный состав и высокое содержание витаминов и других биологически активных веществ обусловливает то, что потребление водорослей наилучшим образом обеспечивает организм строительным материалом для образования в органах кроветворения кровяных клеток, особенно красных кровяных телец. Вместе с тем следует учитывать, что бурые водоросли содержат очень высокое количество хлора, калия, серы, магния и йода; при неумеренном употреблении водоросли могут оказать неблагоприятное воздействие на организм человека, например может возникнуть гипериодизм.
В качестве пищевого продукта водоросли используются как в свежем, так и в консервированном виде, а также при изготовлении хлебобулочных и кондитерских изделий.
Достаточно широко водоросли используются в качестве корма и кормовых добавок в рационе животных. В Европе и Северной Америке крупный рогатый скот, овцы и лошади часто пасутся на литорали. Применение водорослей в животноводстве повышает устойчивость животных к различным заболеваниям, ускоряет их рост и размножение, повышает качество товарной продукции.
Данные физиолого-биохимических исследований свидетельствуют о том, что наиболее перспективным первичным утилизатором солнечной энергии являются микроводоросли. Так, у некоторых зеленых водорослей КПД фотосинтеза составляет 21 %, т. е. более чем в 200 раз превышает среднее значение КПД фотосинтеза на земном шаре.
В закрытых полностью автоматизированных опытных установках космического назначения при искусственном освещении продуктивность хлореллы составляет 100-140 г сухого вещества на 1 м в сутки. Это соответствует 1000-1400 кг/га в сутки или 360-500 т сухой биомассы на 1 га в год.
Энергию, получаемую за счет фотосинтеза водорослей с последующей наиболее рентабельной ее конверсией в газ, считают конкурентоспособной в глобальных масштабах с ядерной энергией. Уже созданы установки для получения метана из водорослей, выращенных на сточных водах. Продуктивность их составляет до 80 т/га сухой биомассы в год, которая может дать 74 тыс. кВт часов электроэнергии.
Разработанная биотехнология получения биогаза из биомассы водорослей, выращенных на сточных водах, позволяет одновременно решать вопросы очистки стоков, охраны окружающей среды от загрязнения, получения дополнительных источников энергии и удобрений, позволяющих экономить природные ресурсы.
Использование водорослей в качестве источника промышленного сырья имеет сравнительно длительную историю. В начале XIX в. из морских водорослей начали получать йод, несколько позже - бром, натрий, калий и другие элементы. Наибольшую ценность из органических веществ, извлекаемых из морских водорослей, представляют фикоколлоиды (агар, агароид, агароза, каррагенин, нори, агаропектин), альгиновая кислота и ее соли - альгинаты.
Фикоколлоиды, содержащиеся в красных водорослях (филлофора, анфельция, грацилярия, гелидиум и др.), широко используются в пищевой, кондитерской, фармацевтической, химической, микробиологической, текстильной, бумажной, косметической и других отраслях промышленности. Агар в больших количествах потребляется для научных целей, санитарно-эпидемиологической службы, техники.
Альгинаты и альгиновая кислота, продуцентами которых являются бурые водоросли, применяются в химической промышленности для стабилизации растворов и суспензий, а также при изготовлении консервов, фруктовых соков, хлебобулочных и кондитерских изделий, при производстве клея, лаков, красок, пластмасс, синтетических волокон, строительных материалов, в полиграфии, в текстильной и фармацевтической промышленности (при изготовлении лечебных мазей, паст и др.).
Маннит, получаемый из бурых водорослей, используется в фармакологии (лекарства для диабетиков), при изготовлении синтетических смол, красок, бумаги, взрывчатых веществ, при выделке кож. Из морских водорослей получают дорогостоящие дефицитные медицинские препараты для лечения лучевой болезни, для обработки незаживающих ран, заменители крови и др.
Обильное развитие водорослей в прошедшие геологические эпохи привело к формированию мощных горных пород. За многие тысячелетия водоросли образовали известняки толщиной до 1100 м, простирающиеся нередко на несколько километров. Всем известный писчий мел на 95 % состоит из остатков известкового панциря золотистых водорослей кокколитофорид.
Из массового скопления панцирей диатомовых водорослей образовались диатомиты, мощность которых достигает нескольких сотен метров. Диатомиты являются источником около 150 разнообразнейших продуктов, в том числе хрусталя, жидкого стекла, шлифовальных материалов, сорбентов, оптического кварца и стекловолокна, необходимых для развития электроники, энергетики и других отраслей народного хозяйства. Диатомиты используются при изготовлении динамита и бездымного пороха, в различных отраслях легкой, химической и металлургической промышленности. Диатомит - легкий, дешевый, огнеупорный материал, с высокими звуко- и теплоизоляционными свойствами.
Горючие сланцы, некоторые угли, возможно и нефть тоже имеют водорослевое происхождение.
Водоросли - исходный материал, из которого образовались в сравнительно неглубоких водоемах органические илы - сапропели, являющиеся источником получения кокса, смолы, бензина, керосина, парафина, горючих газов, органических кислот, спиртов, смазочных масел, аммиака, пластмасс, изоляционных лаков, красок, бумаги, фармацевтических препаратов и др. В больших количествах сапропели используются как топливо, как высококачественное органическое удобрение и на корм скоту.
Из водорослей континентальных водоемов образованы лечебные грязи, применяемые при лечении ревматизма, подагры, некоторых расстройств нервной системы и других заболеваний. Известно, что еще в I тыс. до н. э. восточная медицина использовала их при лечении ряда заболеваний. В настоящее время обнаружено, что морские водоросли содержат самые разнообразные по своей химической природе вещества, положительно влияющее на работу сердца, желудка, кишечника, эндокринных желез, нервной и иммунной систем, а также что они обладают противосклеротическим действием, улучшают процессы кроветворения, являются антиоксидантами и задерживают процессы старения организма.
Наряду с созидательной деятельностью водоросли принимают участие в процессах «выветривания», разрушения горных пород. К экологической группе так называемых сверлящих принадлежат синезеленые, зеленые и красные водоросли. Разрушая минеральный субстрат, водоросли получают из него необходимые минеральные соли.
Учитывая все возрастающий интерес к водорослям со стороны ученых и практиков, уже в недалеком будущем можно ожидать открытия у них новых уникальных органических соединений с полезными для человека свойствами, выявления новых аспектов их использования в различных отраслях народного хозяйства и медицины.
Глава 2. Многообразие растительного мира
Роль водорослей в природе
Водоросли играют важную роль в природе и жизни человека. В Мировом океане водоросли ежегодно создают около 550 млрд тонн биомассы (около 1/4 всех органических веществ планеты). Водорослями питаются рыбы и другие водные животные. Благодаря удивительно высокой скорости воспроизводства организмы, питающиеся водорослями, просто не успевают их съесть.
Водоросли поглощают из воды углекислый газ и, как все зелёные растения, выделяют кислород, которым дышат живые организмы, обитающие в воде. Водоросли вырабатывают огромное количество кислорода, который не только растворяется в воде, но и выделяется в атмосферу. Такие осадочные породы, как диатомиты, горючие сланцы, часть известняков, возникли в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Почвенные водоросли активно участвуют в почвообразовании.
Роль водорослей в жизни человека
Человек широко использует водоросли в своей хозяйственной деятельности. Так, морские водоросли находят применение в химической промышленности. Из них получают йод, калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту и другие продукты. Водоросли используют как удобрения и как корм скоту. Из некоторых видов красных водорослей добывают студенистое вещество агар-агар , необходимое в кондитерской, хлебопекарной, бумажной и текстильной промышленности. На нём выращивают микроорганизмы для лабораторных исследований.
Во многих странах водоросли используют для приготовления разнообразных блюд. Они очень полезны, так как содержат много углеводов, витаминов, богаты йодом. Особенно часто употребляют в пищу ламинарию (морскую капусту), ульву (морской салат) и др.
Некоторые водоросли применяют в медицине при лечении ряда заболеваний. Так, из красных водорослей получают противовирусные препараты, а из бурых - препараты, способствующие выведению радионуклидов.
Хламидомонаду, хлореллу и другие одноклеточные зелёные водоросли применяют при биологической очистке сточных вод.