Исследователи из Розенстилской школы морских, атмосферных и земных наук Университета Майами изучают личинки черной львинки как потенциальный способ переработки выброшенных на берег саргассовых водорослей. Результаты исследования могут открыть новые возможности в аквакультуре и сельском хозяйстве.
Этим летом берега Южной Флориды, США, покрылись рекордным количеством водорослей саргассума. В лаборатории Розенстилской школы морских, атмосферных и земных наук Университета Майами исследователи изучают возможность использования этих водорослей в качестве ресурса, а не просто как отходов.
Сочетая резкое увеличение количества саргассовых водорослей в регионе с насекомыми-солдатами, команда специалистов по аквакультуре Школы Розенстила исследует, как эту растущую экологическую проблему можно превратить в более устойчивое продовольственное будущее. Эта работа, поддержанная грантами на сумму более 320 000 долларов от программы Florida Sea Grant и Центра управления твердыми и опасными отходами Хинкли, направлена на решение проблемы все более частых наводнений саргассовыми водорослями, которые из сезонного явления превратились в повторяющуюся экологическую проблему.
«Наша цель — не просто предложить решение для уменьшения воздействия саргассовых водорослей на нашу береговую линию, но и помочь переосмыслить подход Флориды к этой проблеме», — сказал директор программы аквакультуры Даниэль Бенети, профессор кафедры морской биологии и экологии и директор по аквакультуре в Школе Розенстила . «Вместо того чтобы рассматривать их как отходы, наша масштабируемая система будет преобразовывать их в ценные продукты для аквакультуры, сельского хозяйства и развивающихся биотехнологических отраслей».
Их план состоит в том, чтобы использовать одного из самых эффективных природных переработчиков: личинок черной львинки (BSFL) — повсеместно распространенных насекомых, которые всего за несколько недель могут превратить местные растительные отходы в ценные продукты, включая экологически чистый кормовой ингредиент для животных и богатое питательными веществами удобрение.
«Мы превращаем экологическую нагрузку в решение, повышающее ценность прибрежных территорий», — сказал Бенети.
Исследовательский грант от Центра Хинкли, предоставленный в партнерстве с профессором Хеленой Сото-Габриэле из Инженерного колледжа Университета Майами , позволит оценить способность личинок черной львинки и других биологических разлагателей, таких как черви, удалять мышьяк из саргассовых водорослей, чтобы переработанные продукты были пригодны для использования.
От проблемы водорослей к науке о кормах для рыб.
Лаборатория аквакультуры, питания и биотехнологий Школы Розенстила под руководством научного сотрудника Хорхе Суареса разработала экспериментальную систему выращивания личинок черной львинки, позволяющую осуществлять контролируемую биоконверсию в контролируемых условиях. Система предназначена для снижения патогенной нагрузки, распределения загрязняющих веществ и ограничения попадания нежелательных элементов, таких как неорганический мышьяк, в почву или водоемы в результате неконтролируемого разложения.
Это не первая встреча команды с этими мухами. В прошлом году докторант Розенстилской школы Хулио Камперио и его коллеги опубликовали несколько рецензируемых исследований, демонстрирующих их ценность в качестве функционального ингредиента в кормах для рыб [1,2,3] . Результаты показали, что растительные субстраты производили личинки со значительно более высоким уровнем полифенолов, что указывает на способность черной львинки переносить антиоксидантные соединения из отходов в биомассу, подчеркивая ее потенциал в качестве устойчивого кормового ингредиента для аквакультуры, улучшающего общее состояние здоровья рыб.
Сами личинки перерабатываются в низкоуглеродистую альтернативу рыбной муке, получаемой из диких рыбных промыслов, а оставшаяся часть представляет собой экскременты — богатое питательными веществами органическое удобрение, которое может улучшить состояние почвы и снизить зависимость от синтетических удобрений.
Университет Майами утверждает, что личинки черной львинки становятся мощным инструментом для создания более устойчивых систем производства продуктов питания, преобразуя органические отходы в высококачественный белок для корма животных. Богатые незаменимыми аминокислотами, полезными жирами и ключевыми микроэлементами, они поддерживают рост и здоровье животных, предлагая при этом быстрый и масштабируемый производственный цикл. По сравнению с традиционными источниками корма, личинки черной львинки требуют меньше ресурсов, оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и могут улучшить конверсию корма у сельскохозяйственных животных и в аквакультуре. Это улучшенное питание распространяется не только на ферму, поскольку более здоровая рыба в конечном итоге приносит пользу и людям.
В результате компании по всему миру совершенствуют масштабы производства корма из личинок черной львинки, поставляя предприятиям аквакультуры, птицеводства и производства кормов для домашних животных устойчивую альтернативу традиционным источникам белка из диких кормовых рыб и криля. Этот растущий сектор превращает отходы в ценные ресурсы, помогая замкнуть циклы питательных веществ и снижая нагрузку на наземные и морские экосистемы.
Дрейфующий морской заповедник.
Саргассовы водоросли являются естественной и полезной частью экосистемы Атлантического океана, обеспечивая среду обитания для морских обитателей, пока те находятся в море. С 2011 года ареал распространения саргассовых водорослей расширился, образовав обширный новый регион, известный как «Большой атлантический пояс саргассовых водорослей», благодаря изменению направления ветров. Оттуда крупные скопления водорослей переносятся океанскими течениями в Карибское море, Мексиканский залив и тропическую часть Южной Атлантики.
В открытом океане свободно плавающие саргассовые водоросли собираются в сложные трехмерные маты, которые действуют как дрейфующие оазисы в бесструктурном морском ландшафте. В этих запутанных массах сотни морских видов находят пищу, убежище и место для роста — от крошечных беспозвоночных до промыслово важных рыб, таких как махи-махи и тунец.
Влияние водорослей меняется после того, как их выбрасывает на берег. Во Флориде ветры и течения выносят их на пляжи, где их сложная трехмерная морская среда обитания разрушается, превращаясь в плотные, сплющенные кучи по мере высыхания и разложения. Они накапливаются в толстые пласты, выделяющие неприятно пахнущий сероводород и способные служить убежищем для организмов, раздражающих кожу, превращая ценную морскую среду обитания в растущую проблему прибрежной зоны.
Накопление мусора на пляжах также может негативно сказаться на туристической индустрии Флориды и снизить качество отдыха на побережье Южной Флориды, что скажется на отдыхе, местном бизнесе и доступности пляжей.
МАСШТАБИРОВАНИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ЦИРКУЛЯРНОЙ ЭКОНОМИКИ.
Усилия команды сосредоточены на разработке практичного, масштабируемого подхода, который потенциально может быть внедрен за пределами Майами в других затронутых регионах, включая Карибский бассейн в целом.
Для продвижения этой работы исследователи ищут дополнительное финансирование для расширения масштабов проектирования и развертывания модульных контейнерных систем для переработки саргассовых водорослей, способных перерабатывать большие объемы выброшенных на берег водорослей непосредственно в пострадавших прибрежных районах. По данным Университета Майами, эти коммерчески проверенные установки с климат-контролем предназначены для быстрого развертывания, перерабатывая значительные объемы биомассы и обеспечивая стабильную производительность для последующих отраслей промышленности.
В рамках этого проекта исследуется потенциальное решение, которое объединяет экологию и экономику, переходя от затрат на утилизацию к созданию ценности — сокращению использования свалок, снижению выбросов и превращению экологической проблемы в устойчивую прибрежную биоэкономику.
Ссылки:
[1] https://www.mdpi.com/2071-1050/17/5/1788
[2] https://www.mdpi.com/2076-3921/14/10/1172
[3] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41509727/
Международный журнал для индустрии кормов и добавок для животных