Метод альголизации: способна ли Хлорелла Вульгарис вызывать "цветение" водоемов и образовывать колонии ?
"В отличие от сине-зеленых водорослей (цианобактерий) клетки хлореллы не образуют связанных колоний и не слипаются между собой, поэтому в воде не появляется видимых хлопьев или поверхностной плёнки. ",- пишет компания производитель хлореллы в статье "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" на сайте https://algotec.ru/principle.
Ну это очень просто - клетки зеленой микроводоросли хлореллы очень маленькие, поэтому увидеть их в воде невооруженными глазом трудно, следовательно вода и водоем с виду не выглядит необычно. Но если бы водоросль хлорелла имела способность объединяться в колонии, то большие группы, состоящие из множества клеток хлореллы, были бы более заметны, и придавали бы водоему необычный вид. Например, вода в водоеме получила бы зеленоватый оттенок. Способна ли зеленая микроводоросль Хлорелла вульгарис формировать колонии или не способна ?
Вот, что пишут исследователи в научной статье " Образование многоклеточных групп в ответ на хищников у Хлорелла Вульгарис. Multicellular group formation in response to predators in the alga Chlorella vulgaris", Авторы: R. M. Fisher, T. Bell, S. A. West, журнал Journal of Evolutionary Biology Выпуск 29, номер 3, стр.. 551-559, опубликовано 11 Декабря 2015 г., https://doi.org/10.1111/jeb.12804, doi: 10.5061/dryad.c5902, Источник: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jeb... :
"Ключевым шагом в эволюции многоклеточных организмов является образование кооперативных многоклеточных групп. Предполагалось, что давление хищников могло быть причиной образований многоклеточных групп у некоторых водорослей и бактерий, когда клетки формируют группы, чтобы понизить шансы быть съеденными. Мы использовали зеленую водоросль Хлорелла Вульгарис и одноклеточный организм Тетрахимента термофила для проверки действительно ли давление хищников может вызвать формирование колоний. Мы обнаружили, что : (1) либо сами хищники либо выделяемые хищниками экзопродукты вызывают образование колоний (2) высокие плотноности хищников дают больше колоний; и (3) образование колоний в этой системе факультативное , с возвращением популяции к одноклеточной форме когда давление хищников прекращается. Эти результаты дают эмпирическую поддержку гипотезы о том, что давление хищников вызывает образование многоклеточных групп. Скорость возвращения популяций в одноклеточное состояние предполагает, что такая реакция вызвана фенотипической пластичностью а не эволюционными изменениями.
Мы обнаружили, что (1) присутствие одноклеточного хищника Тетрахимена термофила вызывает формирование колоний у Хлорелла Вульгарис. (2) надосадочные жидкости (центрифугаты) взятые от культур хищников и культур хищников/водорослей были способны вызывать формирование колоний (3) более высокие плотности хищников вызывали формирование колоний с большим числом клеток и (4) образование колоний в этой системе является факультативным, когда популяции возвращаются к одноклеточному режиму спустя 20 суток , после того, как в культуре не оставалось живых, подвижных хищников.
Мы показали, что Тетрахимена термофила может вызывать формирование колоний у Хлорелла вульгарис и что экзопродукты хищника и хищника/водорослей достаточны для того, чтобы вызвать такую реакцию. Ранее уже наблюдалось, что присутствие Ochromonas vallescia вызывает формирование колоний Хлорелла Вульгарис (Boraas et al., 1998). Мы показали экспериментально что Хлорелла Вульгарис формирует колонии в ответ не только на живых хищников, но и на экзопродукты хищников и хищников/водорослей и что более высокие плотности хищников способствуют образованию большего числа колоний. В предыдущих исследования наблюдали, что экзопродукты хищника вызывают образование колоний и у других зеленых водорослей включая Microcystis, Scenedesmus, Phaeocystis и Chlamydomonas (Hessen & Van Donk, 1993; Lurling & Van Donk, 1997; Tang, 2003; Ha et al., 2004; Yang et al., 2009; Becks et al., 2010) (Table 1). Обнаружение экзопродукты хищников (например отходов жизнедеятельности, феромонов) может служить быстрым и надежным путем для водорослей реагировать на присутствие специфических хищников, прежде чем хищник превратится в прямую угрозу (Van Donk et al., 2011). Наши результаты согласуются с гипотезой о том, что формирование колоний является защитной реакцией на присутствие хищников. (Mayeli et al., 2005; Van Donk et al., 2011; Claessen et al., 2014) и и следовательно, что давление хищников могло быть важным для развития копперативных многоклеточных групп. Это аналогичное образованию социальных групп у животных для защиты от хищников (Foster, 1990; Grosberg & Strathmann, 2007; Pike et al., 2007; Bourke, 2011; Shultz et al., 2011; Korb et al., 2012).
Cлева: отдельные клекти Хлорелла вульгарис Справа: колонии клеток Хлореллы
Cпособность формировать колонии является у микроводорослей чем то вроде защитной реакции на присутствие хищника. Есть такая реакция и у хлореллы.
Российский производитель зеленой микроводоросли Хлорелла вульгарис утверждает: ''Попадая в водоем, планктонная хлорелла не агглютинирует (не притягивается) к высшей растительности или предметам, а парит в верхнем слое воды на глубине до полутора метров, благодаря чему происходит процесс фотосинтеза и активного размножения микроводоросли. В отличие от сине-зеленых водорослей (цианобактерий) клетки хлореллы не образуют связанных колоний и не слипаются между собой, поэтому в воде не появляется видимых хлопьев или поверхностной плёнки. ",- цитата с сайта российского производителя Хлорелла вульгарис https://algotec.ru/principle.
Увы, утверждение о том, что хлорелла не способна образовывать колонии ставится под сомнение учеными. Хлорелла образует колонии в качестве защитной реакции на присутствие поедающих хлореллу водоемных хищников: рачков, дафний, коловраток и.т.д. Российский производитель зеленой микроводоросли Хлорелла вульгарис далее утверждает: "Поскольку сама хлорелла и ее метаболиты (выделяемые в процессе жизнедеятельности вещества) являются наилучшим кормом для зоопланктона (рачков, дафний и других полезных микроорганизмов, являющихся кормом для рыб), то численность зоопланктона в водоеме увеличивается в разы, а численность хлореллы в какой-то момент начинает регулироваться естественным путем — цветение водоема при переизбытке микроводоросли хлорелла в принципе невозможно.",- цитата с сайта российской фирмы-производителя "планктонной хлореллы" "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" по ссылке https://algotec.ru/principle
Цветение водоема при переизбытке в водоеме микроводоросли хлорелла в принципе невозможно, потому, что избытки хлореллы тут же поедаются хищниками: рачками, дафниями, коловратками, и другими представителями водоемного зоопланктона ? Что по этому поводу думают ученые ?
Научный журнал Crustaceana (Ракообразные) , Выпуск 74, Номер 8 (Сент, 2001), стр. 749-764 (16 pages), научная статья "Сравнительная динамика популяций трех видов ветвистоусых в отношении к различным уровням Хлорелла Вульгарис и Микроцистис Аеругиноса Comparative Population Dynamics of Three Species of Cladocera in Relation to Different Levels of Chlorella vulgaris and Microcystis aeruginosa", Авторы: Alejandro Federico Alva-Martínez, S. S. S. Sarma and S. Nandini, Источник: https://www.jstor.org/stable/20105310 :
"Мы провели эксперименты с ростом популяции в течение 22-30 суток используя три вида ветвистоусых : Дафния пулекс Daphnia pulex (2413 ± 129), Мойна макрокопа Moina macrocopa (1286 ± 49) и Цериодафния дубиа Ceriodaphnia dubia (951 ± 57) прикармливаемых зеленой водорослью Хлорелла Вульгарис и обработанными ультразвуком клетками цианобактерии Микроцистис Аеругиноса, в трех плотностях (0.75 × 10⁶, 1.5 × 10⁶, and 3.0 × 10⁶ cells\ml-1). Увеличение плотности Хлорелла и Микроцистис привело к увеличению популяции Дафния пулекс. Реакции двух других видов на избыток Хлорелла и Микроцистис существенно отличались. Мойна макрокопа увеличила популяцию в ответ на увеличение численности Хлорелла Вульгарис, но полностью погибла на второй день, питаясь цианобактерией Микроцистис. С другой стороны, плотность популяции Цериодафния дубиа показала обратную реакцию на присутствие Хлорелла, но увеличила свою популяцию в ответ на увеличение популяции Микроцистис аеругиноса. Цериодафния дубиа достигла пика плотности 37 ± 1 ind. $\text{ml}^{-1}$ при концентрации цианобактери Микроцистис 3.0 × 10⁶ cells $\text{ml}^{-1}. При тех же условиях Дафния пулекс достигла плотности 10 ± 0.5 ind. $\text{ml}^{-1}$. Суточный прирост популяции был одинаковым (0.24) для Дафния пулекс и Мойна макрокопа при плотности Хлорелла вульгарис 3.0 × 10⁶ cells $\text{ml}^{-1}$. Не было обнаружено статистически значимой разницы пиковых плотностей популяции Дафния пулекс прикармливаемой Хлорелла Вульгарис или Микроцистис, но разница была значительной для Мойна и Цериодафния. Мы не нашли прямой зависимости между размером тела ветвистоусых и их способностью усваивать клетки цианобактерии Микроцистис, в то время как Дафния пулекс устойчиво демонстрировала хороший рост, поедая либо Хлореллу либо Микроцистис." Источник: https://www.jstor.org/stable/20105310
Из трех видов зоопланктона, один вид оказался одинаково способен поедать и Хлореллу и сине-зеленую водоросль Микроцистис и прекрасно при этом расти, другой поедал только сине-зеленую водоросль Микроцистис, а от Хлореллы отказывался, а третий поедал только Хлореллу, а поев Микроцистис почуствовал себя плохо. Как вы понимаете, видов зоопланктона гораздо больше, чем три. Решительно говорить "за весь зоопланктон" - как ? Допустим Дафния пулекс одинаково хорошо поедает и зеленые водоросли (Хлорелла) и сине-зеленые водоросли (Микроцистис), почему же тогда водоемы все равно цветут и Микроцистис и Хлорелла ?
Научная статья "Развитие вредных водорослевых цветений хищнической активностью зоопланктона Promotion of harmful algal blooms by zooplankton predatory activity", авторы Aditee Mitra and Kevin J Flynn, научный журнал Biol Lett., 2006, Июнь 22; 2(2), стр. 194–197. PMCID: PMC1618909 PMID: 17148360, Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1618909/:
"Связь между водорослями и их зоопланктонными хищниками стандартно вовлекает потребление питательных элементов водорослям, поедание водорослей зоопланктоном, что в свою очередь увеличивает биомассу хищника, контролирует рост водорослей и освобождает питательные вещества. Эвтрофикация повышает уровни питательных элементов, но не увеличивает активность хищник-жертва просто так; скорее, вредные водорослевые цветения развиваются (ВВЦ) развиваются часто
с серьезными экологическими и эстетическими осложнениями. В целом, виды вредных водорослевых цветений внешне являются слабыми конкурентнами за питательные элементы, в то время как развитие поедающих их организмов в условиях якобы нехватки питания происходит слишком поздно, после того как питательные элементы в основном были усвоены быстро-растущими видами не участвующими во вредном водорослевом цветении. Представлен новый механизм для объяснения динамики вредного водорослевого цветения в подобных условиях. Используя модель хищник-жертва с несколькими питательными элементами, продемонстрировано, что эти цветения могут развиваться благодаря cпонтанной самораспространяющейся ошибке нормальной активности хищник-жертва., приводящей к переносу питательных элементов в рост вредного водорослевого цветения за счет конкурирующих видов микроводорослей. Ограничение этого переноса обеспечивает постоянный уровень нехватки питательных элементов приводящий к освобождению видов водорослей участвующих во вредном водорослевом цветении от контроля со стороны зоопланктона. Это процесс являются самостабилизирующимся до тех пор пока потребность в питательных веществах превышает предложение, поддерживая несъедобность вредного водорослевого цветения; такие являения часты в условиях эвтрофикации со смещенными соотношениями питательных элементов." Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1618909/
Научная статья: "Селективное выедание фитопланктона зоопоанктоном определяет быстрые водорослевые сукцессии и цветения в океанах. Selective grazing of zooplankton on phytoplankton defines rapid algal succession and blooms in oceans" Авторы: Yanlin Zheng a, Xiang Gong b, Huiwang Gao. журнал Ecological Modelling выпуск 468, июнь 2022, 109947
https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2022.109947 :
"В модельной планктонной экосистеме содержащей фитопланктон и зоопланктон, последний обычно избегает поедать токсичный фитопланктон и предпочитает нетоксичные виды модулируя степени выедания. Токсины выделяемые токсичным фитопланктоном могут привести к уменьшенному выеданию зоопланктоном обоих видов фитопланктона, и присутствие нетоксичного фитопланктона также уменьшает нагрузку выедания на токсичный фитопланктон. В этом исследованиий, дан набор функций моделирующих избирательное выедание зоопланктоном различного фитопланктона. Коэффициэнт предпочтения и коэффициэнт избегания были введены в функции селективного выедания для измерения уровня предпочтения зоопланктоном нетоксичного фитопланктона и избегания токсичного фитопланктона, соответственно. Динамическая модель была создана в системе нетоксичного фитопланктона-токсичного фитопланктона основываясь на функциях выедания зоопланктоном для изучения существования и стабильности внутреннего равновесия и Хопф-бифуркации. Наши результаты показывают, что избирательное выедание зоопланктоном усиливает рост биомассы зоопланктона и токсичного фитопланктона , И СОДЕЙСТВУЕТ СОСУЩЕСТВОВАНИЮ ВСЕХ ВИДОВ. Низкая избирательность выедания , например низкие значения коэффициэнтов предпочтения и избегания , снижает популяцию зоопланктона, И УВЕЛИЧИВАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ ЦВЕТЕНИЯ ФИТОПЛАНКТОНА. Средний уровень избирательности выедания помогает сохранять систему в балансе. С ВЫСОКОЙ СЕЛЕКТИВНОСТЬЮ ВЫЕДАНИЯ ФИТОПЛАНКТОНА, ТОКСИЧНЫЙ ФИТОПЛАНКТОН СТАНОВИТСЯ ДОМИНИРУЮЩИМ ВИДОМ, РЕЗУЛЬТАТО СТАНОВЯТСЯ БЫСТРЫЕ ВОДОРОСЛЕВЫЕ СУКЦЕССИИ И ТОКСИЧНЫЕ ВОДОРОСЛЕВЫЕ ЦВЕТЕНИЯ. Когда коэффециэнт предпочтения и коэффициэнт избегания в динамичской модели превыщают критические отметки соответственно, экосистема входит в Хопф-бифуркацию вокруг внутреннего равновесия, включая изменения этих популяций." Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii..
Как видим, не все так просто, линейно, и однозначно, как в рекламе "метода альголизации". Разные виды зоопланктона имеют разные вкусы, разные привычки и предпочтения в питании. От этих привычек, а вернее, от их сочетания, потому, что видов зоопланктона много, и зависит исход - будет ли водоем цвести и каким видом водорослей. Ученые показывают, что в зависимости от поведения зоопланктона возможны четыре разных сценария, и только один из них более менее положительный - полное равновесие. Остается ответить на вопрос, cпособна хлорелла вызывать водорослевое цветение водоемов или не способна ? Как это выглядит на практике, в обычном водоеме ?
Владелец небольшого прудика в США поделился своим опытом на АМАЗОН по ссылке https://www.amazon.com/gp/customer-reviews/RTM3U9V8H8.. :
"Итак, поскольку мой пруд на 100% освещен солнцем я имею дело с теплым, консистенции и цвета горохового супа цветением хлореллы (планктонной) на протяжении всего лета. Не вредно для карпов, но невыносимо для глаз. Все что я хотел, это увидеть дно пруда и своих рыбок в кристально прозрачной воде. Разве это не то, что мы все владельцы декоративных прудов хотим ? Итак, в конце концов я сдался и решил (по рекомендации моего брата) начать поиск альгицида не содержащего медь. Я хорошо знаком с продукцией фирмы N и доверяю компании , но после некоторой проверки и чтения положительных и отрицательных отзывов я стал более осмотрителен, прежде чем добавлять непредсказуемый и ненужный химикат в свой пруд, но я так устал не видеть подлинную красоту моих рыбок и зеленая вода тоже не розами пахнет. Обратите внимание что все параметры воды в норме: Аммоний 0, Нитрит 0, Нитрат 0, PH 8.2 (вечером), KH 14. Пруд 5000 галлонов с хорошо работающей фильтрацией (не буду надоедать вам с этими деталями), включая ультрафиолетовый фильтр."
Чтобы избавить свой пруд от напоминающей гороховый суп Хлореллы он залил в свой пруд химический альгицид некоей фирмы, которой он сначала не доверял, но потом все таки ее прорекламировал в отзыве, потому, что средство помогло справиться с цветением хлореллы в его пруде. Это вполне может быть реклама альгицида. В конце отзыва владелец подытоживает ЗА и ПРОТИВ альгицида:
"ЗА:
~Средство высоко эффективно ПРОТИВ ВОДОРОСЛЕВОГО ЦВЕТЕНИЯ ХЛОРЕЛЛА ( СИНДРОМ ГОРОХОВОГО СУПА, как я называю ) Уничтожает цветение Хлорелла за день -два
~Работает быстро
~ Легко дозировать
~ Стоит своих денег
ПРОТИВ:
~ Повредит рыбам если использовать в течение 24 часов после подмены воды с дехлоринацией. Фирма должна указать это на этикетке. ДЕРЖИТЕ АЭРАЦИЮ ВКЛЮЧЕННОЙ.
~ Превращает тину в отвратительную черную массу . Но это нормально."
Может быть цветение хлореллы происходит только в небольших, хорошо прогреваемых и освещаемых водоемах, в домашних декоративных прудиках, но не затрагивает большие природные водоемы ? Плотина "Три ущелья" - крупнейшая в Китае.
Китайское издание Вей Шенг У Сю Бао в 2017 году опубликовало научный материал "Причины сукцесии планктонной водоросли в заливе Шеннонг резервуара плотины "Три ущелья" весной 2014 года " составленный китайскими учеными Hui Xu, Lianghon Long, Daobin Ji, Defu Liu, Linxu Song, Yujie Cui, Qingqing Su, Yanan Huang, Qing Wu (Causes of succession of planktonic algae in Shennong bay of Three Gorges Reservoir in spring in 2014, Wei Sheng Wu Xue Bao 2017 Mar 4;57(3):375-87. PMID: 29756436 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29756436/):
"Цель: Водорослевые цветения произошли в отдельных участках залива Шеннонг после заполнения резервуара плотины "Три ущелья".
Методы: Относящиеся экологические и гидродинамические факторы наблюдались в период водорослевого цветения в 2014 (март 20, апрель 13, Май 23) в заливе Шеннонг, резервуара Три ущелья. Для изучения сукцессии планктонных водорослей, коэффициэнт водостойкости, эуфотическая глубин и глубина перемешивания слоев были использованы для анализа стратификации и гидродинамических характеристик.
Результаты: Мы идентифицировали 6 типов микроорганизмов, 38 видов планктонных водорослей. Район водорослевого цветения был на SN05 (677.677×105 cells/L) и SN06 (716.761×105 cells/L), и биомасса планктонных водорослей в этот период была значительной разной (ANOVA, p<0.05). Умеренная температура воды, адекватные питательные вещества, слабая стратификация и плохое перемешивание способствовали бытрому росту и вспышке цветения диатомовых водорослей вида Циклотелла как доминантного вида в Марте. Последующее повышение температуры воды, более сильная стратификация и снижение растворенных силикатов и перемешивания слоев ограничило рост диатомовых. Хлорелла и Хламидомонады росли лучше в мелких перемешанных слоях богатых питательными веществами и очевидной стратефикацией. Затем разразилось цветение зеленых микроводорослей Хлорелла в качестве доминантного вида и Хламидомонада в качестве поддоминатного вида. Высокая биомасса сохранялась в Апреле. В мае , водорослевое цветение постепенно исчезло из-за резкого изменения уровня воды и повышения скорости. Максимальная скорость течения была 0.1141 м/с на глубине двух метров, превышая оптимальную для роста планктонных водорослей.
Заключение: Стратификация и гидродиманические характеристик имеют важное влиянеие на планктонные водоросли при условии адекватных концентраций питательных элементов. Скорость течения стала главным фактором подавившим рост водорослей в заливе Шеннонг в период пред-паводкового падения уровня воды в резервуаре Три ущелья." Источник: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29756436/
В это же время научные публикации показывают, что ученые во многих странах ищут действенные способы обуздания цветения водоемов именно видом зеленых микроводорослей Хлорелла вульгарис.
"Флоккуляция против вызванных Хлорелла вульгарис цветений : критические условия и механизмы Flocculation of Chlorella vulgaris–induced algal blooms: critical conditions and mechanisms", журнал Environmental Science and Pollution Research 29(52):1-12, Июнь 202229(52):1-12 DOI:10.1007/s11356-022-21383-8 Авторы: Ping Zhang, Sihan Zhu, Chao Xiong, Bin Yan Источник: https://www.researchgate.net/publication/361298848_Fl.. :
"Водорослевые цветения представляют большуют опасность животноводству и здоровью человека. Хотя флоккуляция эффективна, ее эффективность может быть недостаточной для прямого использования против водорослевых цветений. В этом исследовании, критические (оптимальные ) условия и механизмы для вызываемой хлоридом аллюминия AlCl3, хлоридом железа FeCl3, поли-аллюминий-хлоридом (ПАХ - PAC), хитозаном, и полиметилдиаллиламмонийхлоридом (ПМДА - PDADMAC) флоккуляции Хлорелла вульгарис были изучены. Результаты идентифицировали критические условия способные вызвать флоккуляцию с эффективностью более 90% в течение 45 минут для пяти флоккулянтов. Специфически, доза 4~10-мг/л вещества ПМДА- PDADMAC подтвердили целесообразность обработки вызванного Хлорелла Вульгарис водорослевого цветения при pH 6.0~12.0. Для проверки механизмов, функциональные группы вовлеченные в флоккуляцию, зета потенциал, и распределение видов были проанализированы во время флоккуляции. Результаты Фурье-ИК-спектрального анализа показали, что N–H растягивание в амине и C–H деформация в алифатических соединениях участвовали в флоккуляции водорослей с помощью хлорида железа FeCl3, и C–H деформация играла важную роль при использовании веществ ПМДА-PDADMAC, ПАХ-PAC, и хитозана. Для хлорида аллюминия AlCl3, результаты анализа зета потенциала и распределения видов предполагают, что нейтрализация зарядов и абсорпционная связь отвечали за флоккуляцию водорослей при pH 6~8. Однако, абсорпционные связи и всеохватывающий эффект были главными механизмами при pH >3 для хлорида железа FeCl3. Механизмы флоккуляции для трех остальных полимеров состояли в нейтрализации зарядов, абсорпционных связях, и всеохватывающем эффекте. В это же время, все процессы флоккуляции подчинялись кинетике второго порядка. Сильные связи были обнаружены между константами cкорости реакции, фрактальными размерами, и эффективностью флоккуляции (P < 0.05). Результаты критических условий флоккуляции и механизмов показали что вещество ПМДА -PDADMAC является отличным флоккулянтом для удаления и переработки Хлорелла Вульгарис, особенно во время цветения воды. Источник: https://www.researchgate.net/publication/361298848_Fl..
Статья мароканских ученых, ищущих способы победить цветение водоемов микроводорослями Хлорелла вульгарис и Микроцистис аеругиноса с помощью экстрактов мароканских макрофитов. Журнал Environmental Science and Pollution Research, 2020 год, научная статья "Освещение альгицидной активности органических экстрактов Мароканских макрофитов: потенциальное использование для контроля цветения цианобактерий Highlighting of the antialgal activity of organic extracts of Moroccan macrophytes: potential use in cyanobacteria blooms control " Авторы: Zakaria Tazart & Mountasser Douma & Ana Teresa Caldeira & Lamiaa Tebaa & Khadija Mouhri & Mohammed Loudiki https://doi.org/10.1007/s11356-020-08440-w :
"Многие исследования демонстрировали эффективность альгицидных веществ производимых макрофитами против микроводорослей. Цель настоящего исследования, оценить альгицидную активность эктстакта этил ацетата от семи Мароканских макрофитов для контроля вредоносных водорослевых цветений (ВВЦ). Объектом исследования стали реакция и чувствительность прокариотической токсичной цианобактерии Микроцистис Аеругиноса и эукариотической микроводоросли Хлорелла. Альгицидный эффект от экстрактов этил ацетата против двух микроводорослей был оценен методом бумажных дисков и методом микроразведения. Последний метод был использован для оценки минимальных подавляющих концентраций и минимальных альгицидных концентраций. Результаты показали, что рост двух микроводорослей был существенно подавлен экстрактами этил ацетата. Органический экстракт Myriophyllum spicatum показал наивысщее подавление роста Микроцистис аеругиноса (35.33 ± 1.53) и Хлорелла (30.33 ± 1.15 mm). Эта наиболее сильная подавляющая активность была подтверждена значениями низкой минимальной подавляющей концентрации (6.25, 12.5 mg/L) и максимальной подавляющей концентрации (6.25, 12.5 mg/L). Более того, результаты показали различную сенситивность у прокариотических и эукариотических водорослей к экстрактам этил ацетата. Основываясь на значениях минимальной подавляющей концентрации и максимальной подавляющей концентрации, мы можем различить две группы растений. Первая, включающая M. spicatum, Ranunculus aquatilis, и Enteromorpha sp., могут рассматриваться как группа анти-прокариотов с более сильной подавляющей активностью против Микроцистис аеругиноса. Вторая группа, образуемая Potamogeton natans, Nasturtium officinale, Elodea sp., и Ceratophyllum sp.,имеют более сильную подавляющую активность против эукариотической микроводоросли Хлорелла. Окончательные результаты раскрывают потенциальную альгицидную активность макрофитов и предполагают, что экстракты этил ацетата могли бы играть важную роль в биоконтроле вредоносных водорослевых цветений." Источник: https://www.academia.edu/92729310/Highlighting_of_the..
Побывал на одном "международном экологическом форуме", так там в одном докладе пунктом №1 докладывали про "использование экстрактов макрофитов для подавления водорслевого цветения водоемов", а пунктом №2 отчитывались по оплаченному из бюджета эксперименту 'очистки водоемов с помощью микроводоросли Хлорелла'. Очевидно, что у нас перед выступлением на форуме читают зарубежные статьи, но как то странно читают, словно по диагонали. Почему то не прозвучало "на форуме" ни слова о том, Хлорелла - одна из причин вредоносных водорослевых цветений.
Корейские ученые ищут способы избавить водоемы от водорослевого трио: Хлорелла вульгарис, Анабене цирциналис, Микроцистис Аеругиноса. Статья корейских ученых в журнале Journal of Environmental Chemical Engineering, номер 11, Июнь 2023 года: "Воздействие звуковой обработки на характеристики водорослевой органики видов Анабене Цирциналис, Микроцистис аеругиноса и Хлорелла Вульгарис Impact of sonication on the algal organic matter characteristics of Anabaena circinalis, Microcystis aeruginosa, and Chlorella vulgaris", Авторы: Anh Tien Dang, Thi Huyen Duong, Ji won Park, Sang Yeob Kim, Jae Woo Lee, Sung Kyu Maeng Department of Civil and Environmental Engineering :
"Частое повторение вредоносных водорослевых цветений (ВВЦ) в резервуарах питьевой воды приносит проблемы с обработкой воды и водоснабжением. Ультразвуковая обработка это физикохимический метод обработки используемый в отношении вредоносных водорослевых цветений. Во время ультразвуковой обработки вредоносных водорослевых цветений , водорослевая органика (ВО), включающая как внеклеточную водорослевую органику , так и внутриклеточную водорослевую органику , высвобождается и изменяет характеристики растворенной органики. В этом исследовании, Анабене Цирциналис, Микроцистис Аеругиноса, и Хлорелла Вульгарис были использованы для изучения характеристик водорослевой органики во время ультразвуковой обработки, с использованием флуорисцентной возбужденно-эмиссивной матрицы и усвояемого органического углерода. Мы обнаружили, что ультразвуковая обработка повышала содержание растворенной водорослевой органики, результатом чего стало повышение растворенного органического углерода внутриклеточной водорослевой органики из клеток микроводорослей. Анабене цирциналис, Микроцистис аеругиноса, и Хлорелла вульгарис имели концентрации растворенного органического углерода 22.5, 3.8, и 6.7 мг/Л до звуковой обработки, которые возросли до 29.1, 10.8, и 7.7 mg/L после звуковой обработки, соответственно. Дополнительно внутриклеточная водорослевая органика освобожденная во время ультразвуковой обработки содержала больше белковых веществ и была в основном связана с биоразлагаемой органикой." Источник: https://sejong.elsevierpure.com/en/publications/impac..
Ультразвук на практике показал себя несостоятельным, тем не менее это еще одна статья, показывающая, что цветение водоемов зелеными водорослями Хлорелла Вульгарис является экологической проблемой наравне с цветением вызванным сине-зелеными водорослями Микроцистис и Анабене.
Китайские ученые ищут способы справиться с микроводорослью Хлорелла, формирующей вредные водорослевые цветения в водоемах. Статья "Альгицидные эффекты экстрактов четырех Китайских трав на формирующие "цветение" водоросли Микроцистис аеругиноса и Хлорелла пиреноидоса Algicidal effects of four Chinese herb extracts on bloom-forming Microcystis aeruginosa and Chlorella pyrenoidosa" Авторы: Liangtao Ye , Jiazhong Qian, Song Jin
, Shengpeng Zuo, Hui Mei & Suming Ma, журнал Environmental Technology, 35, 2014 , 9 , стр. 1150-1156 https://doi.org/10.1080/09593330.2013.863979 Источник: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09593330...:
" Экстракты четыре Китайский трав Phellodendri chinensis cortex, Artemisia annua L., Scutellaria baicalensis G., Citrus reticulate P. были протестированы на альгицидный эффект против Микроцистис аеругиноса и Хлорелла пиреноидоса. Результаты показали, что Микроцистис аеругиноса более восприимчива чем Хлорелла пиреноидоса. Рост Микроцистис аеругиноса был существенно подавлен (p<0.05) экстрактами четырех трав. Среди четырех трав,. chinensis cortex и S. baicalensis, оказывали набиольший подавляющий эффект на Микроцистис аеругиноса, за ними следовали C. reticulate P. и A. annua. 50% эффективные концентрации (EC50) S. baicalensis, P. chinensis cortex, C. reticulate P. и A. annua составляли 0.87, 0.88, 5.27 and 11.16 g herb L−1, соответственно. Рост Хлорелла пиреноидоса был умеренно ингибирован каждой из трав по отдельности. Концентрации EC50 для S. baicalensis, P. chinensis cortex, C. reticulate peel и A. annua составляли 8.67, 11.67, 12.81 и 12.44 g herb L−1, соответственно. Экстракт S. baicalensis показал более сильный альгицидный эффект на Хлорелла пиреноидоса, чем у остальных трех трав, хотя гибель Хлорелла пиреноидоса во время всего периода культивирования не наблюдалась. В сравнении с соответствующим индивидуальным экстрактом в такой же дозе, двойные смеси четырех экстрактов усиливали альгицидный эффект против Микроцистис аеругиноса. Максимальные значения подавления для всех двойных смесей четырех экстрактов находились выше 92% в течение 10 суток инкубации. Результаты продемонстрировали, что китайские травы , такие как P. chinensis cortex или S. baicalensis и их комбинации, могут предложить эффективную альтернативу для усмирения вспышел вредного водорослевого цветения в водоемах."
Китайские ученые ищут способ как избавить водоемы от водоросли Хлорелла Вульгарис, формирующей вредные водорослевые цветения вместе с цианобактериями Микроцистис и Анабене. Статья "Удаление вредоносных водорослей из пресноводных водоемов с помощью плавающих ценосфер летучей золы в хитозановой оболочке. Removal of harmful algal blooms in freshwater by buoyant-bead flotation using chitosan-coated fly ash cenospheres" Xiaotong Zou 1 , Kaiwei Xu 1 , Yating Xue 1 , Yanhui Qu 1 , Yanpeng Li Environ Sci Pollut Res Int. 2020 Aug;27(23):29239-29247. doi: 10.1007/s11356-020-09293-z. Epub 2020 May 21. PMID: 32440871 DOI: 10.1007/s11356-020-09293-z:
"Вредные водорослевые цветения (ВВЦ) являются растущей проблемой во всем мире, наносящей вред здоровью человека и экосистемы. В этом исследовании, новый метод флотации всплывающих бусин (ФВБ) с использованием ценосфер летучей золы в хитозановой (ХЛЗЦС) оболочке был разработан для удаления вредоносных водорослевых цветений из пресных водоемов. Для достижения высокой степени удаления вредоносных водорослей (Хлорелла Вульгарис, Сценедесмус квабрикауда, и Микроцистис аеругиноса) , этим исследованием проверены эффекты хитозана/летучей золы в композиции ХЛЗЦС, концентрации ХЛЗЦС, времени флотации, и значениях pH, на удаление микроводорослей. Оптимизированная эффективность для Сценедесмус квадрибригада и Хлорелла Вульгарис была 99.37% и 91.63% соответственно, при pH 8.0 При нейтральном pH, разница поверхностных зарядов клеток микроводорослей и ХЛЗЦС вызывает агрегирование. При использовании ХЛЗЦС для удаления микроводорослей, размер агрегата существенно влиял на эффективность удаления. В это же время, при оптимизированном pH и концентрации, эффективность удаления всех трех видов микроводорослей превышала 90% за 5 минут. Это исследование описывает эффективный и недорогой метод для удаления вредоносных водорослевых цветений и дает оптимальные рабочие условия." Источник: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32440871/
Ученые ищут способ как избавить Великие Озера США от цветения зеленой микроводорослью Хлорелла Вульгарис. Статья называется "Снижение концентрации Хлореллы Вульгарис обработкой ультрафиолетом: природное решение" The reduction of Chlorella vulgaris concentrations through UV-C radiation treatments: A nature-based solution (NBS) https://doi.org/10.1016/j.envres.2017.03.007, научный журнал Environmental Research, 156, Июль 2017, стр. 183-189 : "Концентрация водорослей в воде была снижена на 51-75% за один час облучения УФ-излучением мощностью 15 ватт. Водорослевое цветение воды становится насущной проблемой внутренних пресных водоемов на местном и глобальном уровнях. Возможным подходом к сокращению микроводорослей без применения химических/биологических агентов является использование ультрафиолетового излучения от УФ-ламп in situ. Однако достаточная научная база для этого пока отсутствует. Нашей целью является проведение контролируемого эксперимента с целью измерить эффективность УФ-излучения на снижение концентрации Хлорелла вульгарис, распростраенного вида водорослей в Великих озерах.".
Оказывается ученые ищут способ как избавить Великие озера от Хлореллы Вульгарис. Вот это номер. А мы у себя ведрами в наши российские озера льем "суспензию полезной зеленой микроводоросли хлореллы", потому, что нам отовсюду говорят, что это очень полезная водоросль, предотвращающая водорослевое цветение водоемов.
Продолжаем чтение: "Водорослевые цветения стали большой экологической проблемой в преимущественно внутренних озер (Pogge, 2015) и большой тревогой общества на региональном, национальном, и международном уровнях.(Hallegraeff, 1993, Ho and Michalak, 2015). В регионе Средней Запада США, Озеро Эри имеет историю вредных водорослевых цветений (ВВЦ) c максимальным уровнем в 2015 (cf Ouyang et al., 2017). Другое водорослевое цветение схожего масштаба разразилось в Озере Эри в 2011 году - крупнейшее водорослевое цветение в истории озера в три раза более крупное чем все предидущие. Подобно водорослевому цветению в 2015 году , главной причиной явилась эвтрофикация. Интенсификация сельскохозяйственной деятельности и погодные условия весной напрямую привели к увеличению запасов фосфора в западном бассейне озера (Chaffin et al., 2014). Другими факторами были период слабой циркуляции воды в озере, мешавший смыву питательных элементов из системы. Хотя не такое большое как в 2011 и 2015 , водорослевое цветение 2014 сильно повлияло на общественное мнение. Более 400 000 человек остались без питьевой воды на 2.5 дня во время цветения в 2014 году (Jetoo et al., 2015)."
Ужасы водорослевого цветения в Великих Озерах живописаны наглядно ярко. Нас этим не удивишь - у нас то в не по разу альголизированном хлореллой Цимлянском водохранилище бывает и собаки дохнут, если сдуру забредут в "цветущую" воду. Читаем дальше: " Однако, питательные элементы были не главным фактором . Наоборот, главными факторами выступали начальная плотность и межвидовая конкуренция. (Coppen, 2015)."
Напомню, что это как раз то, что нам предлагает "метод альголизации" - межвидовая конкуренцию водорослей. Идем дальше: " Наше исследование продемонстрировало эффективность УФ-излучения. Вместе с микроорганизмами и плесенью, УФ-излучение также удаляет и вредные водоросли. Например, после облучения ультрафиолетомв в течение 21 дня, Хлорелла минутиссима потеряла хлорофилл, у нее начался оксидативный стресс, началось отмирание клеток и замедление метаболизма (Borderie et al., 2014). УФ-излучение оказалось способно снижать риск выделения водорослью Микроцистис аеругиноса микроцистина ЛР, с его последующим разрушением. С увеличением мощности УФ-излучения, фотосинтез Микроцистис аеругиноса снизился, а выделяемый водорослью микроцистин ЛР разрушился. К сожалению, оценка влияния УФ-излучения на Хлорелла Вульгарис до сих пор не была изучена. Изучение литературы не обнаружило публикаций показывающих научную базу для определения продолжительности облучения для распространенных видов водорослей в пресноводных озерах в регионе Великих озер."
Ученые взяли ультрафиолетовую лампу помощнее и стали по очереди облучать микроводоросли и Хлореллу Вульгарис, описание эксперимента я пропускаю, вы его сами найдете по ссылке https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii.., перехожу сразу к результатам : " УФ-излучение эффективно понизило концентрацию водорослей, с четкими различиями между разной интенсивностью УФ-излучения и источниках загрязненной водорослями воды (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).. Различия в облучении статистически значимы в трех источниках загрязненной водорослями воды (p<0.001) (Table 1).Эффект интенсивности УФ-излучения также произвел значительные различия (p<0.001). На удивление, взаимодействия между SP и интенсивностью УФ-излучения были не значительными (p=0.314). "
Обсуждение: " С ростом и распространением водорослевых цветений во внутренних пресных системах, одной и первоочередных потребностей является четкая научная база как ответ на панику общества и давление со стороны общественных институтов. Одной из наиболее срочных потребностей является поиск природных, эффективных решений для снижения концентрации водорослей. В целях поддержания качества воды, самым безопасным являетмся отказ от использования химикатов или биологических агентов. "
Выводы: " Обе гипотезы о эффектах различных интенсивностей УФ-излучения на концентрации и плотности различных микроводорослей были приняты. Различные интенсивности УФ-излучения были применены к различным вариациям Хлорелла Вульгарис. УФ-излучением можностью 30 Ватт оказывало более сильный эффек чем излучение мощностью 15 Ватт на снижение концентрации микроводорослей. Другой находкой стало что УФ-излучения оказали больший положительный эффект на образцы SP2, и меньший положительный эффект на образцы SP1."https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001393..
Нам остается обратить внимание на то, что, как любят говорить альголизаторы, в альгоценозе вредного водорослевого цветения (ВВЦ) Великих озер - Хлорелла Вульгарис . И ученые ищут способ как избавиться от водорослевого цветения вызванного зеленой водорослью Хлорелла Вульгарис.
Одни ищут как усмирить Хлореллу, другие ведрами заливают ее в водоемы. Время разбрасывать камни, и время собирать камни; время обнимать, и время уклоняться от объятий; время искать, и время терять; время сберегать, и время бросать; время раздирать, и время сшивать (Еккл.3)
