Ο ρόλος των φυκιών για τη βιώσιμη ανάπτυξη της υδατοκαλλιέργειας
Η υδατοκαλλιέργεια έχει κληθεί να γίνει πιο σημαντική πηγή τροφής για την ανθρωπότητα μετά τη στασιμότητα των παγκόσμιων εκφορτώσεων αλιείας. Ωστόσο, η υδατοκαλλιέργεια αντιμετωπίζει πολλές περιβαλλοντικές προκλήσεις, όπως η εξάπλωση ασθενειών, η χρήση διαφορετικών χημικών ενώσεων για τη θεραπεία ασθενειών και παρασίτων, οι αποδράσεις, η αλληλεπίδραση με άγριους οργανισμούς και η απελευθέρωση οργανικών και ανόργανων αποβλήτων, μεταξύ άλλων σχετικών περιβαλλοντικών ζητημάτων.
Σε διάφορες περιοχές όπου αναπτύχθηκε η υδατοκαλλιέργεια, αυτοί οι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι προκάλεσαν αντιπαραθέσεις μεταξύ διαφορετικών ενδιαφερομένων. Έχουν προταθεί αρκετές εξελίξεις για την αντιμετώπιση και τη μείωση αυτών των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Για παράδειγμα, η παραγωγή υδατοκαλλιέργειας θα μπορούσε να γίνει σε αυτόνομο ή επίγειο σύστημα. Ωστόσο, αυτές οι τεχνολογίες ανοίγουν άλλους δρόμους ανησυχιών, όπως η υψηλότερη ζήτηση ενέργειας.
Για την αντιμετώπιση των οργανικών και ανόργανων αποβλήτων, υπάρχουν μακροπρόθεσμα επιστημονικά στοιχεία ότι αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να ανακυκλωθούν χρησιμοποιώντας ζωντανούς οργανισμούς που μπορούν να χρησιμοποιήσουν και να μετατρέψουν αυτά τα απόβλητα σε μια άλλη πολύτιμη καλλιέργεια. Σε αυτό το πλαίσιο, η εξάλειψη των ανόργανων προϊόντων αζώτου από την υδατοκαλλιέργεια πτερυγίων (π. Στις ανατολίτικες χώρες, τα φύκια έχουν υψηλή αξία ως τροφή (π.χ. nori για σούσι και καφέ φύκια, όπως το wakame, που χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά παραδοσιακά πιάτα). Σήμερα, τα φύκια γίνονται όλο και πιο πολύτιμα στον δυτικό κόσμο όχι μόνο ως τροφή αλλά και ως συστατικά για διάφορα προϊόντα ζωοτροφών, βιομάζα για την εξαγωγή πολύτιμων ενώσεων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων και φαρμακευτικών προϊόντων και πολλές άλλες χρήσεις.
Η Χιλή έχει γίνει ο δεύτερος μεγαλύτερος παραγωγός σολομού παγκοσμίως με συνολική εκφόρτωση πάνω από 700.000 τόνους τα τελευταία χρόνια. Αυτή η ποσότητα παραγωγής ενός σαρκοφάγου ψαριού εξαλείφει μια μεγάλη ποσότητα ανόργανου αζώτου (π.χ. αμμωνία) που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα φύκια. Με τη συγκομιδή των φυκιών, μπορούμε να έχουμε μια πολύτιμη βιομάζα και να μειώσουμε τις επιπτώσεις αυτού του προϊόντος απέκκρισης στη στήλη του νερού. Η χρήση φυκιών που καλλιεργούνται κοντά σε συστήματα καλλιέργειας πτερυγίων απαιτεί, ωστόσο, τη γνώση του πώς αντιδρούν τα φύκια σε αυτά τα περιβάλλοντα και πώς αλληλεπιδρούν είδη που έχουν διαφορετικές φυσιολογικές απαιτήσεις και μπορούν να καλλιεργηθούν στο ίδιο περιβάλλον. Επομένως, αυτό το κενό γνώσης επιβάλλει την κατανόηση των φωτοσυνθετικών ικανοτήτων των φυκών και του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιούν την πηγή αζώτου που διατίθεται από τα ψάρια.
Χρησιμοποιώντας μια πειραματική προσέγγιση πεδίου, δείξαμε ότι μπορούμε να έχουμε αυξημένη ανάπτυξη των καφέ φυκών Macrocystis pyrifera , που συνήθως ονομάζεται γιγάντια φύκια, σε ένα αιωρούμενο σύστημα καλλιέργειας που βρίσκεται κοντά σε μια εμπορική φάρμα σολομού. Μελετώντας τη φωτοσυνθετική πρόσληψη και την πρόσληψη αζώτου σε τρία βάθη καλλιέργειας, η μελέτη μας μπόρεσε να αποδείξει ότι η μέγιστη απόκριση ανάπτυξης ήταν σε ενδιάμεσα βάθη (3 m) σε αντίθεση με κοντά στην επιφάνεια (1 m) ή σε βαθύτερο επίπεδο καλλιέργειας (6 m ). Σε βάθος 6 m, εντοπίστηκαν περιορισμοί φωτός, ενώ τα γιγάντια φύκια που αναπτύσσονταν σε βάθος 1 m ανταποκρίθηκαν σε υψηλές ακτινοβολίες, ειδικά στα τέλη της άνοιξης και το καλοκαίρι, όπου εκτέθηκαν πιο έντονα στη φθορά της φωτοσύνθεσης από άτομα από άλλα βάθη.
Από την άλλη πλευρά, αν και τόσο η πρόσληψη αζώτου όσο και η ενζυματική δραστηριότητα που είναι υπεύθυνη για την πρόσληψη αζώτου ποικίλλουν εποχιακά, αυξάνοντας σημαντικά την άνοιξη και το καλοκαίρι, αυτές οι μεταβλητές δεν επηρεάστηκαν από το βάθος της καλλιέργειας. Ως εκ τούτου, το βέλτιστο βάθος καλλιέργειας για την καλλιέργεια αυτού του φυκιού κοντά σε φάρμες σολομού καθορίστηκε ενσωματώνοντας την προσφορά και τη ζήτηση αζώτου, η οποία ρυθμίζεται από τον εγκλιματισμό των φυτών στις εποχιακές αλλαγές στο φως και τη θερμοκρασία. Αυτά τα αποτελέσματα μας επέτρεψαν να προτείνουμε τη χρήση αυτού του φυκιού για να βελτιώσουμε την κατανόηση της υδατοκαλλιέργειας του και να συνεισφέρουμε σχετικές πληροφορίες σχετικά με τη χρήση αυτού του είδους για παραγωγή και βιοαποκατάσταση.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Photosynthesis and nitrogen uptake of the giant kelp Macrocystis pyrifera που καλλιεργείται κοντά σε φάρμες σολομού, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Marine Environmental Research . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Dr. Daniel Varela, Luis A. Henríquez, L.A., Pamela A. Fernández, Pablo Leal, María del Carmen Hernández-González, Félix López Figueroa* και A.H. Buschmann από το Universidad de Los στη νότια Χιλή (*Universidad de Málaga, Ισπανία).
