Исследователи из Университета Байройта и Института динамики и самоорганизации Макса Планка в Гёттингене совершили важное открытие в области биотехнологий. Научная группа под руководством профессора Оливера Боймхена изучила уникальные особенности движения одноклеточных зеленых водорослей рода Chlamydomonas, способных производить водород.
Эти микроскопические организмы представляют собой настоящие живые мини-фабрики, вырабатывающие кислород, накапливающие углерод и преобразующие солнечный свет в химическую энергию. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывают удивительные закономерности в поведении водорослей при различной интенсивности освещения.
Ученые обнаружили прямую зависимость между интенсивностью света и скоростью движения микроорганизмов. При ярком освещении водоросли двигаются быстрее, а при слабом – замедляются. Когда фотосинтетическая активность и подвижность снижаются, в сообществе клеток возникают направленные коллективные течения.
Chlamydomonas проявили себя как настоящие мастера адаптации. В отсутствие света и кислорода они переключаются в энергосберегающий режим, производя молекулярный водород как побочный продукт. При высокой интенсивности света клетки концентрируются у поверхности воды, двигаясь против силы тяжести, что дает им эволюционное преимущество в доступе к свету.
Исследование впервые показало, как индивидуальное движение клеток влияет на коллективное поведение. При неблагоприятных условиях – одновременном отсутствии света и кислорода – в сообществе клеток возникают регулярные трехмерные потоки, помогающие микроорганизмам расширять среду обитания в поисках лучших условий.
Понимание этих паттернов движения имеет важное практическое значение для оптимизации фотобиореакторов – установок, используемых для производства возобновляемых источников энергии. Эти знания позволят повысить эффективность получения водорода и других экологически чистых энергоносителей.
Открытие механизмов коллективного поведения водорослей открывает новые перспективы для развития климатически нейтральных производств и создания более совершенных биотехнологических систем получения чистой энергии.
Изображение носит иллюстративный характер
Эти микроскопические организмы представляют собой настоящие живые мини-фабрики, вырабатывающие кислород, накапливающие углерод и преобразующие солнечный свет в химическую энергию. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывают удивительные закономерности в поведении водорослей при различной интенсивности освещения.
Ученые обнаружили прямую зависимость между интенсивностью света и скоростью движения микроорганизмов. При ярком освещении водоросли двигаются быстрее, а при слабом – замедляются. Когда фотосинтетическая активность и подвижность снижаются, в сообществе клеток возникают направленные коллективные течения.
Chlamydomonas проявили себя как настоящие мастера адаптации. В отсутствие света и кислорода они переключаются в энергосберегающий режим, производя молекулярный водород как побочный продукт. При высокой интенсивности света клетки концентрируются у поверхности воды, двигаясь против силы тяжести, что дает им эволюционное преимущество в доступе к свету.
Исследование впервые показало, как индивидуальное движение клеток влияет на коллективное поведение. При неблагоприятных условиях – одновременном отсутствии света и кислорода – в сообществе клеток возникают регулярные трехмерные потоки, помогающие микроорганизмам расширять среду обитания в поисках лучших условий.
Понимание этих паттернов движения имеет важное практическое значение для оптимизации фотобиореакторов – установок, используемых для производства возобновляемых источников энергии. Эти знания позволят повысить эффективность получения водорода и других экологически чистых энергоносителей.
Открытие механизмов коллективного поведения водорослей открывает новые перспективы для развития климатически нейтральных производств и создания более совершенных биотехнологических систем получения чистой энергии.
