Зеленое топливо возможно с искусственными экосистемами

Водоросли могут стать важным источником устойчивого биотоплива, так как их производство не конкурирует с продовольственными культурами за землю. Однако для низкоуглеродного и рентабельного производства, возможно, потребуется перейти от закрытых систем к открытым прудам.

Текущее производство водорослей в закрытых системах (обычно для косметических ингредиентов) потребляет слишком много энергии на изоляцию экосистемы от окружающей среды.

Чтобы решить эту проблему, ученые Кембриджского университета предлагают при выращивании в открытых прудах дополнять водоросли несколькими видами, которые тем или иным способом поддерживают их рост. Это сделает систему менее уязвимой к внешним воздействиям, таким как хищники.

Экосистемы с большим числом видов более стабильны и устойчивы к изменениям, чем монокультуры. Ученые ввели термин синтетическая экология для описания создания искусственных экосистем с множеством видов.

"Сложное синтетическое сообщество гораздо ближе к естественным сообществам, — утверждает Елена Казамия, чей научный обзор опубликован в Journal of Biotechnology. — Монокультура не очень естественна. В природной среде наблюдается тенденция к усложнению — сообщества со временем становятся сложнее".

В развитой естественной экосистеме все экологические ниши заполнены, что делает ее стабильной и затрудняет вторжение новых видов. Для водорослей это может означать, что вредителям будет сложно закрепиться на площади посева.

Другие виды в этой искусственной экосистеме могут выполнять не только защитную роль. Например:

• Добавление планктона, который поедает другие виды водорослей, может предотвратить захват ими территории.
• Специально подобранные бактерии могут снабжать водоросли необходимыми витаминами или питательными веществами.

"Синтетическая экология может предложить умные способы обойти ограничение роста питательными веществами. В среде, бедной азотом, можно использовать, например, азотфиксирующие бактерии", — объясняет Казамия.

Исследователи также изучают возможность сочетания водорослей с бактериями, производящими необходимый витамин B₁₂.

"Поскольку у нас мало или совсем нет опыта крупномасштабного выращивания водорослей, у нас есть хорошая возможность попробовать что-то новое, основанное на науке", — добавляет Казамия.

Ученые опубликовали свою работу как призыв к новой индустрии биотоплива из водорослей применять экологические принципы на практике.

"Нам нужны полевые испытания, — говорит Казамия. — Мы должны выяснить, сколько "игроков" нужно для устойчивой системы. Более ранние исследования в земледелии предполагают, что нужно 20 видов. Так ли это для водных экосистем? Это все еще неизвестно".