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Est-il possible d'utiliser des microalgues pour produire de la nourriture et en vivre ?

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Je sais que les microalgues n'ont pas moins de protéines et d'amidon, poussent rapidement, nécessitent moins. Alors, est-il possible de les utiliser pour produire de la nourriture (remplacer le riz et le blé) et en vivre ?

Actuellement, je ne voyais que des gens en manger comme extra-nutrition.


Je ne vois pas pourquoi les microalgues ne pourraient pas être une source de nourriture principale (en mettant de côté le facteur goût).

Il contient de nombreux lipides, glucides, protéines et autres nutriments essentiels qui sont digestibles et seraient bénéfiques pour les humains. Je sais que les microalgues ont une teneur en lipides très élevée (c'est pourquoi elles sont souvent récoltées pour les biocarburants), mais elles peuvent néanmoins apporter une valeur nutritionnelle (c'est-à-dire nourrir un homme affamé).

Cependant, ce n'est pas en quoi cela est complètement différent de vivant uniquement de microalgues. Cela ne serait probablement pas possible, car nous, les humains, ne pouvons pas synthétiser tous les nutriments dont nous avons besoin à partir de zéro. Ces nutriments sont considérés comme des nutriments essentiels. Ce problème survient généralement lorsque votre alimentation est trop restreinte à certains types d'aliments. Alors qu'il s'agisse de microalgues ou de tout autre type de consommable, vous ne seriez pas capable de vivre de seul manger cette chose.

Un autre problème connexe est que la culture de microalgues est plus difficile qu'il n'y paraît, comme c'est encore une fois habituellement rencontré dans la fabrication de biocarburants de deuxième génération. La température, la lumière, la densité cellulaire, les nutriments et bien plus doivent être gérés avec précision pour obtenir une population de microalgues de plus en plus croissante. Les avantages et les inconvénients de la culture de microalgues pour des milliards de personnes affamées devraient être mis en contraste avec d'autres agricultures actuelles, comme le maïs, le soja et le riz.


Que sont les algues ?

Les algues sont un groupe diversifié d'organismes aquatiques qui ont la capacité d'effectuer la photosynthèse. Certaines algues sont familières à la plupart des gens, par exemple les algues (comme le varech ou le phytoplancton), l'écume des étangs ou les proliférations d'algues dans les lacs. Cependant, il existe un monde vaste et varié d'algues qui non seulement nous sont utiles, mais sont essentielles à notre existence.


Définitions de Micro et Macro

  • micro- ou micro-préf.1.a. Petit: microcircuitb. Anormalement petit : microcéphaliec. Nécessitant ou impliquant une microscopie : microchirurgie.
  • macro- ou macro-préf. 1. Grand: macroscopique

Prenez cette définition des algues et associez-la aux micro et macro pour voir ce que vous obtenez.


Comment faire pousser de la chlorella pour un complément alimentaire

wikiHow est un « wiki », similaire à Wikipédia, ce qui signifie que bon nombre de nos articles sont co-écrits par plusieurs auteurs. Pour créer cet article, 12 personnes, certaines anonymes, ont travaillé pour l'éditer et l'améliorer au fil du temps.

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Cultiver votre propre stock d'algues chlorella ne nécessite qu'un équipement de base comprenant un simple aquarium en verre (qui doit être placé près d'une fenêtre pour une exposition maximale au soleil), de l'eau filtrée ou purifiée et des éléments nutritifs pour les plantes.

La culture de la chlorelle a la plus longue tradition dans les pays asiatiques, notamment au Japon, où elle a été utilisée pour la nutrition humaine, la pharmacie et la cosmétique à raison de plusieurs milliers de tonnes par an. L'utilisation a récemment impliqué les soi-disant aquacultures - dans lesquelles l'algue est un élément précieux de la chaîne alimentaire dans les colonies de reproduction intensive dirigées pour les espèces délicates de poissons et de crevettes.

Chlorella est facile à trouver et à sélectionner la souche de démarrage car elle pousse dans presque tous les étangs ou lacs du monde. Alternativement, achetez simplement la souche de démarrage dans une université locale ou un laboratoire de biologie.


Les microalgues : une source d'alimentation durable pour l'aquaculture

Le besoin de sources nutritionnelles plus sûres que les produits animaux traditionnels a renouvelé l'intérêt en général pour les plantes et en particulier pour les microalgues. Les microalgues ont des utilisations diverses en aquaculture, leurs applications sont principalement de fournir de la nutrition et d'améliorer la couleur de la chair des salmonidés. Les larves de mollusques, d'échinodermes et de crustacés ainsi que certaines larves de poissons se nourrissent de microalgues. Plusieurs études ont confirmé qu'une biomasse vivante multispécifique, faible en bactéries et microalgues reste essentielle pour les écloseries conchylicoles. Des avancées majeures sont attendues du nouveau système de production, des conceptions et des opérations, des réservoirs ouverts fonctionnant par lots aux réacteurs plus sophistiqués fonctionnant en continu et en boucle fermée. Actuellement, des études sont en cours pour examiner la rentabilité des systèmes de production de microalgues sur site et hors site, ce qui ne peut être atteint que par une mise à l'échelle substantielle et un contrôle de qualité amélioré. Afin d'atteindre la durabilité dans l'utilisation des microalgues, une approche basée sur les systèmes est nécessaire qui intègre différents domaines tels que la biotechnologie, les bioprocédés et les procédures de gestion.

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Voitures, carbone et chlamydomonas : comment ces cinq sociétés de biologie synthétique vont perturber l'industrie automobile

Imaginez que votre voiture fonctionne avec des émissions de carbone - en consommant plutôt qu'en créant l'un des principaux. [+] moteurs du changement climatique. Une telle idée n'est pas aussi farfelue qu'on pourrait le penser.

Par JMortonPhoto.com & OtoGodfrey.com, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44599363

Imaginez avoir une voiture qui fonctionne aux émissions de carbone - l'un des principaux moteurs du changement climatique. Imaginez que votre siège auto est fait de cuir issu de champignons et que les tissus et les tapis de votre voiture sont antitaches et faits d'algues. Imaginez si la voiture était légère, mais solide et flexible - eh bien, ça peut l'être, avec de la soie d'araignée. Et qu'en est-il de la peinture et de la couleur de la voiture ? Pas seulement la couleur que vous choisissez, mais si le processus de peinture était durable, grâce à la levure, le petit organisme que nous remercions généralement pour le moelleux du pain que nous mangeons.

Ces idées ne sont pas si étrangères et lointaines dans le futur. S'il n'en tenait qu'aux sociétés de biologie synthétique LanzaTech, Ecovative Design, Checkerspot, Spiber et Lygos, cela pourrait en effet être votre prochaine voiture. Voici cinq entreprises qui transforment l'industrie automobile grâce à la biologie synthétique et à l'ingénierie des organismes biologiques.

Imaginez si vous pouviez prendre les émissions de carbone et les convertir en carburants et produits chimiques, purifier l'air et donner au carbone une seconde chance - et une seconde utilisation. C'est l'objectif de la technologie de LanzaTech. La technologie prend la pollution et la recycle, dans l'espoir d'éliminer le carbone à usage unique. Comment est-ce possible? Microbes ! Le co-fondateur de LanzaTech et CSO, le Dr Sean Simpson, a identifié un microbe, isolé de l'intestin d'un lapin, capable de vivre des émissions de gaz et de produire de l'éthanol. Grâce à la sélection naturelle accélérée, LanzaTech a isolé les microbes produisant le plus haut niveau d'éthanol. Maintenant, au lieu d'envoyer des émissions de gaz nocifs à l'air libre, il peut être envoyé dans une cuve de fermentation où ces microbes se nourrissent du gaz et le transforment en éthanol. L'éthanol peut ensuite être utilisé dans une variété d'applications telles que la peinture, les soins personnels ou le carburant. En août dernier, LanzaTech a annoncé un partenariat avec Danish Novo Holdings, qui a investi 72 millions de dollars pour développer davantage la plate-forme de carburants et de produits chimiques durables de LanzaTech.

Le mycélium est la partie végétative filiforme d'un champignon - comme la tige d'un champignon. Ecovative dispose d'un processus breveté à l'échelle internationale pour faire pousser du mycélium sous des formes conçues pour en faire un produit durable 100 % compostable à la maison. Ecovative utilise du mycélium pour fabriquer des aliments, des textiles, des matériaux d'emballage et de la mousse. Imaginez-vous assis sur un siège d'auto en cuir moelleux semblable à de la mousse, le tout fait de champignons artificiels. La plateforme MycoFlex d'Ecovative fournit des textiles respirants, résistants à la chaleur, isolants, solides, résistants et 100 % naturels. Que demander de plus lorsque vous êtes sur le point de vous asseoir sur le siège en cuir noir de votre voiture par une chaude après-midi de juillet ? L'avenir de la mode appartient aux champignons, et maintenant les champignons appartiennent également à l'intérieur de nos voitures. Les matériaux de mycélium d'Ecovative sont des alternatives biologiques durables aux plastiques, aux textiles et à l'agriculture animale (cuir), moteurs de la pollution mondiale. Le processus de croissance du mycélium produit très peu de déchets (principalement compostables) - il croît rapidement et utilise une énergie limitée. De plus, Ecovative a récemment lancé une nouvelle société appelée Atlast Food Company, dans le but de créer de nouveaux produits alimentaires en tirant parti de la fonderie de mycélium d'Ecovative.

Imaginez la capacité de réinventer les matériaux - que créeriez-vous ? Utilisation de la chimie et de l'ingénierie. [+] les microalgues Checkerspot créent de nouveaux matériaux avec de nouvelles propriétés physiques

Avec les contraintes de la chaîne d'approvisionnement sous les projecteurs, un marché basé à Atlanta pour les métaux industriels lève 20 millions de dollars pour son expansion

Liste des startups d'un milliard de dollars de Forbes 2021 : les nominations sont ouvertes

Une nouvelle technologie pourrait percer les secrets de chaque protéine du corps

Imaginez construire une maison de LEGO. Il existe une infinité de possibilités quant à l'apparence de la maison. Quel style doit-il être ? Quelle couleur? Dimensions et taille ? Mais imaginez maintenant que vous pourriez à la place concevoir la brique LEGO elle-même. Checkerspot permet la conception de nouveaux matériaux - au niveau moléculaire. Des centaines d'acides gras existent dans la nature, mais seulement 14 d'entre eux sont utilisés à des fins industrielles. Les acides gras ignorés "ne correspondent pas au" complexe industriel "en raison de l'échelle et des prix des produits". Mais Checkerspot est en train de changer cela, en utilisant la chimie et des microalgues modifiées pour créer de nouveaux matériaux dotés de nouvelles propriétés physiques, à commencer par les huiles. Les huiles conventionnelles dérivées du pétrole ont un impact environnemental négatif, mais les remplacer par des alternatives fermentées par des microalgues réduit considérablement l'impact environnemental. Imaginez les possibilités infinies si vous pouviez fabriquer le matériau de votre voiture. Vous pouvez fabriquer un tapis hydrophobe et antitache ou un siège pour bébé - pas besoin de s'inquiéter des chaussures renversées ou boueuses. Avec la biologie synthétique, Checkerspot est vraiment «à une nouvelle ère de production de matériaux industriels».

Voici les deux prototypes du programme ImPACT (créés avec des matériaux composites synthétiques en soie d'araignée)

Une toile d'araignée faite de fibres de soie d'araignée épaisses comme un crayon peut attraper un Boeing 747 Jumbo Jet entièrement chargé d'un poids de 380 tonnes. Avec à peu près la même résistance que la fibre de carbone mais avec une résistance 40 fois supérieure, la soie d'araignée est un matériau aux possibilités illimitées. Imaginez les applications qu'il pourrait avoir dans l'industrie automobile - peut-être un châssis plus sûr et plus solide sans compromis sur le poids ? Vous avez peut-être entendu parler de Spiber et du lancement de leur Moon Parka, en collaboration avec The North Face Japan. Mais Spiber a également innové dans l'industrie automobile. Plus tôt cette année, Spiber a terminé un projet national japonais nommé ImPACT en collaboration avec des entreprises partenaires. En collaboration avec Bridgestone et en utilisant leurs matériaux Brewed Protein™, Spiber a développé une mousse composite de polyuréthane pour les sièges d'auto. L'idée est de faire une mousse plus fine et plus légère, tout en conservant les propriétés de confort nécessaires. Par ailleurs, en collaboration avec plusieurs sociétés du groupe Toyota, Spiber réinvente l'amortissement des portes de voitures. L'objectif est de créer des matériaux renforcés de fibres qui sont plus légers et ont une meilleure absorption des chocs. De nombreuses voitures utilisent aujourd'hui l'acier comme absorbeur de chocs, qui est lourd et non produit de manière durable. Avec le nouveau matériau de Spiber, les voitures peuvent potentiellement devenir plus légères, ce qui signifie moins d'émissions de CO2 et une meilleure consommation d'essence. L'allemand AMSilk est un autre innovateur dans le secteur de la soie d'araignée. AMSilk et Spiber sont deux des rares entreprises à avoir réussi la bio-ingénierie de la soie d'araignée. L'année dernière, AMSilk a signé un accord avec Airbus dans le but de créer de nouveaux matériaux en utilisant leur soie pour construire un avion léger et performant.

La peinture de votre voiture a très probablement été durcie dans un four d'un kilomètre de long chauffé à 450 degrés Fahrenheit. [+] en utilisant des substances fabriquées de manière non durable. Avec les microbes, Lygos a mis au point des alternatives durables.

L'acide malonique est un produit chimique ayant des applications dans les revêtements automobiles, les polymères biodégradables, les adhésifs chirurgicaux et les additifs alimentaires et médicamenteux, pour n'en nommer que quelques-uns. Le marché mondial de l'acide malonique est évalué à 42 millions de dollars américains et devrait croître. Mais la production d'acide malonique a un coût environnemental élevé : elle nécessite des produits chimiques toxiques à base de cyanure de sodium de pétrole, un produit chimique qui pose des risques importants pour la santé et l'environnement. Lygos, basé à Bay Area, a mis au point une méthode de production alternative durable : les microbes ! Grâce à son expertise dans l'ingénierie des microbes pour convertir le sucre en carburant, le co-fondateur et PDG Eric Steen a réussi à créer une souche microbienne tolérante aux acides avec la capacité de produire de l'acide malonique. Aujourd'hui, Lygos a optimisé les souches microbiennes pour être encore plus efficaces dans la conversion des sucres en acide malonique. L'un des plus grands domaines d'impact potentiel pour la production durable d'acide malonique, selon Steen, est l'industrie automobile. Si vous possédez une voiture, la peinture a probablement été durcie dans un four d'un kilomètre de long chauffé à 450 degrés Fahrenheit. Mais une variante de l'acide malonique, le malonate, pourrait révolutionner l'industrie automobile en rendant possible la peinture à basse température.

Merci de Stéphanie Michelsen pour des recherches supplémentaires et des rapports dans ce poste. Attention : je suis le fondateur de SynBioBêta, le réseau d'innovation pour l'industrie de la biologie synthétique. Certaines des entreprises sur lesquelles j'écris sont des sponsors de la Conférence SynBioBeta (Cliquez ici pour une liste complète des sponsors).


Les insectes et les algues pourraient être la solution à une future crise alimentaire

On estime que deux milliards de personnes n'ont pas accès à des sources fiables d'aliments nutritifs - elles sont en situation d'insécurité alimentaire. Ce groupe comprend environ 600 millions de personnes sous-alimentées, tandis qu'environ 340 millions d'enfants souffrent de carences en micronutriments. La distribution de nourriture est déjà un problème majeur. Nous devrions également changer la façon dont les aliments sont produits, peut-être de manière radicale, pour assurer la durabilité de notre approvisionnement alimentaire alors qu'il est remis en cause par le changement climatique, la perte de biodiversité et la dégradation de l'environnement, et les menaces microbiennes, suggère un nouveau rapport en Nourriture naturelle.

Les auteurs de l'étude attirent l'attention sur la nécessité d'intégrer de nouvelles technologies capables de produire de nouveaux produits alimentaires et de maintenir des environnements contrôlés dans le système alimentaire afin de réduire sa vulnérabilité. L'étude a noté qu'il existe une variété d'aliments d'élevage qui pourraient aider à atténuer la pression sur l'approvisionnement alimentaire, comme la chlorella, la spiruline, les larves d'insectes, les protéines fongiques et les macro-algues comme le varech à sucre. Certains d'entre eux sont déjà considérés comme des aliments sains, dits "super" (comme la spiruline, une bactérie photosynthétique).

Ces aliments futuristes pourraient être utiles dans les milieux urbains ou isolés où il n'y a pas beaucoup de ressources traditionnelles pour l'agriculture. Ils peuvent aider les communautés à réduire leur dépendance vis-à-vis des chaînes alimentaires mondiales qui sont facilement perturbées par des événements catastrophiques, ou à lutter contre la malnutrition et la faim.

"Les aliments comme le varech à sucre, les mouches, les vers de farine et les algues unicellulaires telles que la chlorelle, ont le potentiel de fournir des régimes alimentaires sains et résilients aux risques qui peuvent lutter contre la malnutrition dans le monde", a déclaré le premier auteur de l'étude, le Dr Asaf Tzachor, chercheur au Centre d'étude du risque existentiel (CSER) de l'Université de Cambridge.

"Notre système alimentaire actuel est vulnérable. Il est exposé à une litanie de risques - inondations et gelées, sécheresses et périodes de sécheresse, agents pathogènes et parasites, que les améliorations marginales de la productivité ne changeront pas. Pour assurer la pérennité de notre approvisionnement alimentaire, nous devons intégrer de toutes nouvelles méthodes d'agriculture dans le système actuel.

Les chercheurs ont évalué environ 500 études sur les systèmes de production alimentaire potentiels du futur et ont découvert que les plus prometteuses incluent les environnements contrôlés qui donnent aux plantes les ressources naturelles dont elles ont besoin tout en réduisant les risques, les serres d'élevage d'insectes et les dispositifs qui génèrent des microalgues avec la lumière, appelés photo- bioréacteurs.

L'agriculture conventionnelle risque de subir de graves perturbations et il est dangereux de s'y fier, ont averti les chercheurs. Les menaces sont souvent hors de notre contrôle, comme le soulignent la pandémie en cours, les incendies de forêt et les sécheresses affectant l'Australie et l'Amérique du Nord, les porcs atteints de peste porcine en Europe et en Asie et les essaims de criquets pèlerins en Afrique de l'Est.

"Les progrès technologiques ouvrent de nombreuses possibilités pour des systèmes d'approvisionnement alimentaire alternatifs qui sont plus résilients aux risques et peuvent fournir efficacement une nutrition durable à des milliards de personnes", a déclaré Catherine Richards, doctorante au Cambridge's Center for the Study of Existential Risk and Département d'ingénierie. "La pandémie de coronavirus n'est qu'un exemple des menaces croissantes qui pèsent sur notre système alimentaire mondialisé. Diversifier notre alimentation avec ces aliments du futur sera important pour parvenir à la sécurité alimentaire pour tous.»

Il peut être possible de surmonter les réticences des gens à manger des aliments qui leur sont étranges et inhabituels, comme les insectes, en les utilisant pour créer des ingrédients au lieu de simplement les servir cuits. Il existe déjà des aliments comme les barres énergétiques et les pâtes qui contiennent des larves d'insectes moulus ou des algues transformées.


Est-il possible d'utiliser des microalgues pour produire de la nourriture et en vivre ? - La biologie

La daphnie est une source de nourriture fréquemment utilisée dans la larviculture d'eau douce (c'est-à-dire pour différentes espèces de carpes) et dans l'industrie des poissons d'ornement (c.

Les daphnies appartiennent au sous-ordre des Cladocères, qui sont de petits crustacés vivant presque exclusivement en eau douce. La carapace englobe tout le tronc, à l'exception de la tête et de l'épine apicale (lorsqu'elle est présente). La tête se projette ventralement et un peu en arrière dans un museau en forme de bec. Les appendices du tronc (cinq ou six paires) sont des structures aplaties ressemblant à des feuilles qui servent à l'alimentation en suspension (filtreurs) et à la locomotion. La partie antérieure du tronc, le postabdomen est tourné ventralement et vers l'avant et porte des griffes et des épines spéciales pour nettoyer la carapace (Fig. 6.1.). Les espèces du genre Daphnia se trouvent des tropiques à l'Arctique, dans des habitats dont la taille varie des petits étangs aux grands lacs d'eau douce. À l'heure actuelle, 50 espèces de Daphnia sont signalées dans le monde, dont seulement six d'entre elles se trouvent normalement dans les basses terres tropicales.

La taille des adultes est soumise à de grandes variations lorsque la nourriture est abondante, la croissance se poursuit tout au long de la vie et les grands adultes peuvent avoir une longueur de carapace deux fois supérieure à celle des individus nouvellement matures. Outre les différences de taille, la taille relative de la tête peut changer progressivement d'une forme ronde à une forme de casque entre le printemps et le milieu de l'été. Du milieu de l'été à l'automne, la tête reprend sa forme ronde normale. Ces différentes formes sont appelées cyclomorphes et peuvent être induites, comme chez les rotifères, par des facteurs internes, ou peuvent être le résultat d'une interaction entre des conditions génétiques et environnementales.

Normalement, il y a 4 à 6 stades Instar Daphnia qui passe du nauplius à la maturation en passant par une série de 4 à 5 mues, la période dépendant principalement de la température (11 jours à 10 °C à 2 jours à 25 °C) et de la disponibilité de la nourriture. . Les espèces de Daphnia se reproduisent soit par parthénogenèse cyclique soit par parthénogenèse obligatoire et les populations sont presque exclusivement des femelles. Les œufs sont produits en couvées de deux à plusieurs centaines, et une femelle peut produire plusieurs couvées, liées au processus de mue. Les œufs parthénogénétiques sont produits de manière améiotique et donnent naissance à des femelles, mais dans certains cas, des mâles peuvent apparaître. De cette façon, le modèle de reproduction est similaire à celui des rotifères, où des œufs diploïdes normalement parthénogénétiques sont produits. Les œufs parthénogénétiques (leur nombre peut varier de 1 à 300 et dépend largement de la taille de la femelle et de la prise alimentaire) sont pondus dans la chambre à couvain peu après la mue et éclosent juste avant la prochaine mue. Le développement embryonnaire chez les cladocères se produit dans la nacelle et les larves sont des versions miniatures des adultes. Dans certains cas, la période embryonnaire ne correspond pas à la période de couvaison, ce qui signifie que les larves sont maintenues dans la chambre à couvain même après la fin de la période embryonnaire, en raison d'une exode différée (facteurs environnementaux). Pour différentes espèces, la période de maturation est remarquablement uniforme à des températures données, allant de 11 jours à 10 °C à seulement 2 jours à 25 °C.

Des facteurs, tels que le changement de la température de l'eau ou la privation de nourriture en raison de l'augmentation de la population, peuvent induire la production de mâles. Ces mâles ont un ou deux gonopores, qui s'ouvrent près de l'anus et peuvent être modifiés en un organe copulateur. Le mâle serre la femelle avec les premières antennes et insère les processus de copulation dans le gonopore femelle médian unique. Les œufs fécondés sont gros, et seulement deux sont produits dans une seule couvée (un de chaque ovaire), et sont à coquille épaisse : ces œufs au repos ou dormants étant entourés de plusieurs membranes protectrices, les éphippium. Sous cette forme, ils sont résistants à la dessiccation, au gel et aux enzymes digestives, et à ce titre jouent un rôle important dans la colonisation de nouveaux habitats ou dans le rétablissement d'une population éteinte après des conditions saisonnières défavorables.

6.1.2. Valeur nutritionnelle de Daphnia

La valeur nutritionnelle des Daphnia dépend fortement de la composition chimique de leur source de nourriture. Cependant, étant donné que Daphnia est une espèce d'eau douce, ce n'est pas une proie appropriée pour les organismes marins, en raison de sa faible teneur en acides gras essentiels, et en particulier en (n-3) HUFA. De plus, Daphnia contient un large spectre d'enzymes digestives telles que des protéinases, des peptidases, des amylases, des lipases et même de la cellulase, qui peuvent servir d'exo-enzymes dans l'intestin des larves de poisson.

6.1.3. Alimentation et nutrition de Daphnia

L'appareil filtrant de Daphnia est constitué d'appendices thoraciques spécialisés pour la collecte des particules alimentaires. Cinq membres thoraciques agissent comme une pompe d'aspiration et de pression. Les troisième et quatrième paires d'appendices portent de grands tamis en forme de filtre qui filtrent les particules de l'eau. L'efficacité du filtre permet même l'absorption des bactéries (environ 1µm). Dans une étude sur la qualité alimentaire du phytoplancton d'eau douce pour la production de cladocères, il a été constaté qu'à partir du spectre des bleus-verts, des flagellés et des algues vertes, Daphnia se comporte mieux avec un régime de cryptomonades, Rhodomonas minuta et Cryptomonas sp., contenant des niveaux élevés d'HUFA (plus de 50% des acides gras dans ces deux algues étaient constitués d'EPA et de DHA, tandis que les algues vertes étaient caractérisées par plus de 18:3n-3). Cela implique que les acides gras polyinsaturés à longue chaîne sont importants pour une croissance et une reproduction normales de Daphnia. Les microflagellés et les ciliés hétérotrophes jusqu'à la taille de la paramécie peuvent également être utilisés comme nourriture pour les daphnies. Même les détritus et la nourriture benthique peuvent être une source de nourriture importante, surtout lorsque la concentration de nourriture tombe en dessous d'un certain seuil. Dans ce cas, le courant d'eau produit par les animaux nageant sur le fond fait tourbillonner la matière qui est finalement ingérée. Étant donné que les daphnies semblent être des filtreurs non sélectifs (c.

Graphique 6.1. Dessin schématique de l'anatomie interne et externe de Daphnia.

6.1.4. Culture de masse de Daphnie

6.1.4.1. Procédure générale pour la culture en réservoir

La daphnie est très sensible aux contaminants, y compris les composants de lixiviation des installations de stockage. Lorsque des récipients en plastique ou autres polymères sont utilisés, une certaine période de lessivage sera nécessaire pour éliminer les composés toxiques.

La composition ionique optimale du milieu de culture de Daphnie est inconnue, mais l'utilisation d'eau dure, contenant environ 250 mg.l -1 de CO 3 2- , est recommandée. Les niveaux de potassium et de magnésium doivent être maintenus en dessous de 390 mg.l -1 et 30-240 µg. l -1 , respectivement. Le maintien d'un pH entre 7 et 8 semble être important pour une culture réussie de Daphnia. Pour maintenir la dureté de l'eau et des niveaux de pH élevés, de la chaux est normalement ajoutée aux réservoirs. La température de culture optimale est d'environ 25 °C et le réservoir doit être légèrement aéré pour maintenir les niveaux d'oxygène au-dessus de 3,5 mg.l -1 (les niveaux d'oxygène dissous inférieurs à 1,0 mg.l -1 sont mortels pour Daphnia). Les niveaux d'ammoniac doivent être maintenus en dessous de 0,2 mg.l -1 .

L'inoculation est réalisée à l'aide de Daphnies adultes ou d'œufs au repos. La densité initiale est généralement de l'ordre de 20 à 100 animaux par litre.

Normalement, les densités d'algues optimales pour la culture de Daphnia sont d'environ 10 5 à 10 6 cellules. ml -1 (les plus grandes espèces de Daphnia peuvent supporter 10 7 à 10 9 cells.ml -1 ). Il existe deux techniques pour obtenir les densités d'algues requises : le système détritique et le système autotrophe :

6.1.4.2. Système détritique

Le système d'élevage « thé stable » est un milieu de culture composé d'un mélange de terre, de fumier et d'eau. Le fumier agit comme un engrais pour favoriser la prolifération d'algues dont se nourrissent les daphnies. On peut utiliser du fumier de cheval frais (200 g) qui est mélangé avec du limon sableux ou de la terre de jardin (1 kg) dans 10 l d'eau de bassin jusqu'à une solution mère stable. Cette solution diluée deux à quatre fois peut ensuite être utilisée comme milieu de culture. D'autres engrais couramment utilisés sont : le fumier de volaille (4 g.l -1 ) ou les substrats de bouse de vache. Ce système a l'avantage de s'auto-entretenir et les Daphnies ne sont pas rapidement sujettes aux carences, du fait du large spectre d'algues en fleurs. Cependant, les paramètres de culture dans un système détritique ne sont pas suffisamment fiables pour cultiver Daphnia dans des conditions standard, c'est-à-dire qu'une surfertilisation peut se produire, entraînant des conditions anoxiques et par conséquent des mortalités élevées et/ou une production d'éphippies.

6.1.4.3. Système autotrophe

Les systèmes autotrophes, quant à eux, utilisent l'ajout d'algues cultivées. Les cultures d'eau verte (10 5 à 10 6 cellules.ml -1 ) obtenues à partir d'effluents d'étangs piscicoles sont fréquemment utilisées mais ces systèmes présentent de fortes variations de taux de production principalement en raison de la composition variable des espèces d'algues d'un effluent à l'autre. Le meilleur contrôle du milieu de culture est obtenu en utilisant des cultures d'algues pures. Il peut s'agir de monocultures, par ex. des algues telles que Chlorella, Chlamydomonas ou Scenedesmus, ou des mélanges de deux cultures d'algues. Le problème avec ces milieux sélectionnés est qu'ils ne sont pas capables de soutenir de nombreuses générations de Daphnia sans l'ajout de vitamines supplémentaires aux cultures de Daphnia. Un mélange de vitamines typique est représenté dans le tableau 6.1.

Tableau 6.1. Un mélange vitaminé pour la culture monospécifique de Daphnia sur Selenastrum, Ankistrodesmus ou Chlamydomonas. Un ml de cette solution mère doit être ajouté à chaque litre de milieu de culture d'algues (Goulden et al., 1982).

Concentration de la solution mère (µg.1 -1 )

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Pour calculer les besoins quotidiens en algues et pour estimer le moment de la récolte, un échantillonnage régulier de la densité de population doit être effectué régulièrement. Les techniques de récolte peuvent être non sélectives indépendamment de la taille ou du groupe d'âge, ou sélectives (seules les daphnies de taille moyenne sont récoltées, laissant les nouveau-nés et les individus matures dans le bac de culture).

La culture de masse de Daphnia magna peut également être réalisée sur des résidus agro-industriels bon marché, comme la farine de graines de coton (17 g.l -1 ), le son de blé (6,7 g.l -1 ), etc. Le son de riz présente de nombreux avantages par rapport à d'autres aliments vivants (comme les microalgues) : il est toujours disponible en grande quantité, il peut être acheté facilement à bas prix, il peut être utilisé directement après un traitement simple (micronisation, dégraissage), il peut être stocké pendant de longues périodes, il est facile à doser et il ne présente aucun des problèmes liés à l'entretien des stocks et des cultures d'algues.

En plus de ces avantages, il y a aussi le fait que le son de riz a une haute valeur nutritionnelle le son de riz (dégraissé) contenant 24% (18,3%) de protéines brutes, 22,8% (1,8%) de matières grasses brutes, 9,2% (10,8%) de matières grasses brutes. fibres et étant une riche source de vitamines et de minéraux. La daphnie peut être cultivée sur cet aliment pendant un nombre illimité de générations sans carences notables.

Le son de riz dégraissé est préféré au son de riz brut car il empêche l'hydrolyse des acides gras présents et, par conséquent, le rancissement du produit. La micronisation du son en particules de moins de 60 µm est généralement réalisée en traitant une suspension aqueuse (50 gl -1 ) avec un mixeur manuel et en la filtrant sur un tamis de 60 µm, ou en la préparant industriellement par voie sèche. processus de moulin. La suspension est administrée en petites quantités pendant 24 h : 1 g de son de riz dégraissé pour 500 individus pendant deux jours (densité : 100 animaux.l -1 ). Le taux de conversion alimentaire a une moyenne de 1,7, ce qui implique qu'avec moins de 2 kg de son de riz sec, environ 1 kg de matière humide de daphnies peut être produit (avec un renouvellement d'eau de 25% par semaine De Pauw et al., 1981).

6.1.4.4. Procédure générale pour la culture en étang

Les daphnies peuvent également être produites dans des étangs d'au moins 60 cm de hauteur. Pour produire 1 tonne de biomasse de Daphnia par semaine, un étang d'élevage de 2500 m 3 est nécessaire. L'étang est rempli de 5 cm de sol séché au soleil (pendant 3 jours) auquel de la chaux en poudre est ajoutée à raison de 0,2 kg de chaux en poudre par tonne de sol. Après cela, l'étang est rempli d'eau jusqu'à 15 cm. Le fumier de volaille est ajouté dans les étangs le 4ème jour à raison de 0,4 kg.m -3 pour favoriser les blooms phytoplanctoniques. La fertilisation de l'étang avec du fumier organique au lieu d'engrais minéraux est préférable car les cladocères peuvent utiliser une grande partie du fumier directement sous forme de détritus. Au jour 12, le niveau d'eau est relevé à 50 cm et l'étang est fertilisé une deuxième fois avec du fumier de volaille (1 kg.m -3 ). Par la suite, les taux de fertilisation hebdomadaires sont maintenus à 4 kg de fumier de volaille par m -3 . De plus, de la bouse de vache fraîche peut également être utilisée : dans ce cas, on prépare une suspension contenant 10 g.l -1 , qui est ensuite filtrée sur un tamis de 100 µm. Pendant la première semaine un extrait de 10 l est utilisé par jour par tonne d'eau la fertilisation augmentant au cours des semaines suivantes de 20 l.m -3 .jour -1 la deuxième semaine à 30 l.m -3 .jour -1 les semaines suivantes.

L'inoculation des étangs est réalisée le 15ème jour à raison de 10 daphnies par litre. Un mois après l'inoculation, on peut s'attendre à des blooms de plus de 100 g.m -3. Pour maintenir la qualité de l'eau dans ces étangs, de l'eau dure et fraîche peut être ajoutée à un taux maximum de 25 % par jour. La récolte est réalisée en concentrant les daphnies sur un tamis de 500 µm. La biomasse récoltée est concentrée dans un conteneur aéré (< 200 daphnies.l -1 ). Afin de séparer les daphnies des substrats non nourris, des exuvies et des matières fécales, le contenu du récipient est amené sur un tamis, qui est muni d'un flux d'eau circulaire continu. Les particules non nourries, les exuvies et les fèces s'accumuleront au centre au fond du tamis, tandis que les daphnies resteront dans la colonne d'eau. Le matériel indésirable peut ensuite être éliminé à l'aide d'une pipette ou d'une pompe aspirante. Harvesting can be complete or partial for partial harvesting a maximum of 30% of the standing crop may be harvested daily.

6.1.4.5. Contamination

Daphnia cultures are often accidentally contaminated with rotifers. In particular Brachionus, Conochilus and some bdelloids may be harmful, (i.e. B. rubens lives on daphnids and hinders swimming and food collection activities). Brachionus is simply removed from the culture by flushing the water and using a sieve of appropriate mesh size as Daphnia is much bigger than Brachionus . Conochilus , on the other hand, can be eliminated by adding cow dung to the culture (lowering the oxygen levels). Bdelloids are more difficult to remove from the culture since they are resistant to a wide range of environmental conditions and even drought. However, elimination is possible by creating strong water movements, which bring the bdelloids (which are bottom dwellers) in the water column, and then removing them by using sieves.

6.1.5. Production and use of resting eggs

Resting eggs are interesting material for storage, shipment and starting of new Daphnia cultures. The production of resting eggs can be initiated by exposing a part of the Daphnia culture to a combination of stressful conditions, such as low food availability, crowding of the animals, lower temperatures and short photoperiods. These conditions are generally obtained with aging populations at the end of the season. Collection of the ephippia from the wild can be carried out by taking sediment samples, rinsing them through a 200 µm sieve and isolating the ephippia under a binocular microscope. Normally, these embryos remain in dormancy and require a diapause inhibition to terminate this status, so that they can hatch when conditions are optimal. Possible diapause termination techniques are exposing the ephippia to low temperatures, darkness, oxygen and high carbon dioxide concentrations for a minimal period of several weeks (Davison, 1969).

There is still no standard hatching procedure for Daphnia. Generally the hatching process is stimulated by exposing the ephippia to higher temperatures (17-24°C), bright white light (70 W.m -2 ), longer photoperiods and high levels of dissolved oxygen. It is important, however, that these shocks are given while the resting eggs are still in the ephippium. After the shock the eggs may be removed from the ephippium. The hatching will then take place after 1-14 days.

6.1.6. Use of Moina

Moina also belongs to the Cladocera and many of the biological and cultural characteristics that have been discussed for Daphnia can be applied to Moina .

Moina thrives in ponds and reservoirs but primarily inhabits temporary ponds or ditches. The period to reach reproductive maturity takes four to five days at 26°C. At maturity clear sexual dimorphic characteristics can be observed in the size of the animals and the antennule morphology. Males (0.6-0.9 mm) are smaller than females (1.0-1.5 mm) and have long graspers which are used for holding the female during copulation. Sexually mature females carry only two eggs enclosed in an ephippium which is part of the dorsal exoskeleton.

Moina is of a smaller size than Daphnia , with a higher protein content, and of comparable economic value. Produced biomass is successfully used in the larviculture of rainbow trout, salmon, striped bass and by tropical fish hobbyists who also use it in a frozen form to feed over sixty fresh and salt water fish varieties. The partial replacement of Artemia by Moina micrura was also reported to have a positive effect during the larviculture of the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii (Alam, 1992).

Enrichment of Moina can be carried out using the direct method, by culturing them on baker’s yeast and emulsified fish or cuttlefish liver oils. Experiments have shown that Moina takes up (n-3) HUFA in the same way, although slower, than rotifers and Artemia nauplii, reaching a maximum concentration of around 40% after a 24 h-feeding period.


Is it possible to use microalgae to produce food and live on it? - La biologie

Algae are simple plants that can range from the microscopic (microalgae), to large seaweeds (macroalgae), such as giant kelp more than one hundred feet in length. Microalgae include both cyanobacteria, (similar to bacteria, and formerly called “blue-green algae”) as well as green, brown and red algae. (There are more varieties of microalgae, but these are the main ones.)

Algae can be grown using water resources such as brackish-, sea-, and wastewater unsuitable for cultivating agricultural crops. When using wastewater, such as municipal, animal and even some industrial runoff, they can help in its treatment and purification, while benefiting from using the nutrients present.

Most microalgae grow through photosynthesis – by converting sunlight, CO2 and a few nutrients, including nitrogen and phosphorous, into material known as biomass This is called “autotrophic” growth. Other algae can grow in the dark using sugar or starch (called “heterotrophic” growth), or even combine both growth modes (called “mixotrophic” growth).

Algae are very diverse and found almost everywhere on the planet. They play an important role in many ecosystems, including providing the foundation for the aquatic food chains supporting all fisheries in the oceans and inland, as well as producing about 70 percent of all the air we breathe.

UCSD’s Dr. Mitchell gives a lesson in algae 101

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How could biotechnology improve your life?

Experts on the World Economic Forum’s Council on Biotechnology have selected 10 developments which they believe could help not only meet the rapidly growing demand for energy, food and healthcare, but also increase productivity and create new jobs, should issues such as regulatory certainty, public perception and investment be tackled successfully. In this blog post, the council members make their case for each of these technologies and highlight their potential benefits:

1. Bioproduction of sustainable chemicals, energy and other materials

Over the past 100 years, humans have depleted about half the world’s known reserves of fossil fuels. These reserves, which took more than 600 million years to accumulate, are non-renewable, and their extraction, refining and burning are a major cause of greenhouse gases and the warming of the planet. One of the most promising hopes in the sustainability field is artificial biosynthesis, a process whereby living organisms, such as bacteria, fungus or plants, are used to create fuels, chemicals and other materials.

2. Genetically modified crops to increase sustainable food production

The continuing increase in our numbers and affluence are posing growing challenges to the ability of humanity to produce adequate food and animal feed, as well as meet the new demands for biofuel. Although controversial, genetic modification of crops can help to solve this problem. The evidence shows that, in places where they are allowed, modern GM crops are contributing to the growth of agricultural productivity. In 2011, for instance, 16.7 million farmers grew biotech crops on almost 400 million acres in 29 countries, including 19 developing countries. Existing GM commodity crops also contribute to crop sustainability by permitting the use of less pesticide and decreasing the need for erosion-promoting tillage. Such crops also contribute to human and animal welfare by increasing farm productivity and reducing fungal contamination of grain.

3. Seawater bioprocesses to produce fuel and chemicals

More than 70% of the Earth’s surface is covered by seawater, and it is the most abundant water source available on the planet, but we are only starting to tap its potential. For instance, new bioprocesses can turn some types of seaweed grown in the oceans into biofuels, potentially providing an energy solution to countries that lack arable land and access to freshwater. Additionally, bacteria and microalgae that live and grow in seawater can be engineered to grow more efficiently and be used to produce chemicals, fuels and polymeric materials.

4. Zero-waste bio-processing

Environmentalists have long dreamed of a zero-waste society and new bio-processing techniques could help to make this a reality. Biorefineries – facilities that integrate biomass conversion processes and equipment to produce fuel, power, heat and value-added chemicals from biomass – can turn industrial waste streams into chemicals and fuels, thereby closing the production loop. Recent advances include using less-costly inputs in the bio-process, such as carbon dioxide, methane and waste heat. Other advances are also simplifying the waste streams, reducing their toxicity and moving society closer to the goal of zero waste.

5. Carbon dioxide as a raw material

Carbon dioxide and other carbon molecules are seen as a culprit in global warming, and the environmental consequences of more of these compounds entering the atmosphere is becoming increasingly clear. Recent advances are rapidly increasing our understanding of how living organisms consume and use carbon dioxide. By harnessing the power of these natural biological systems, scientists are engineering a new wave of approaches to convert waste carbon dioxide and other molecules into energy, fuel, chemicals, and materials that may help the world meet its needs.

6. Regenerative medicine to create new organs

Many societies that are grappling with the challenge of a rapidly ageing population are increasing the demand for regenerative medicine, which holds the promise of growing tissue and organs in the laboratory and allows surgeons to safely implant them when the body is unable to heal itself. Traffic accidents and war amputations are also spurring interest in the field. Scientists are already able to engineer tissue using various biomaterials, and believe that stem cells, especially ones called induced pluripotent stem cells (adult cells that have been genetically reprogrammed to an embryonic stem cell-like state) provide another significant opportunity in this field.

7. Rapid and precise development and manufacturing of medicine and vaccines

The ability of therapeutics and vaccines to treat and prevent diseases has been well documented. Biotechnology has been central to these advances, progressively offering the ability to make more complicated medicines and vaccines, opening up the treatment and prevention of a broader set of diseases. The leading edge of biotechnology is now offering the potential to rapidly produce therapeutics and vaccines against virtually any target. These technologies – including messenger therapeutics to stimulate the body’s natural ability to produce therapeutic proteins targeted immunotherapies to boost or restore the ability of the immune system to fight diseases by targeting specific cells conjugated nanoparticles, which combine antibodies and nanoparticles – have already produced potential treatments with substantial promise to improve human health globally.

8. Accurate, fast, cheap, and personalized diagnostics and prognostics

One of the most real and serious threats to the human race is a potential global pandemic. Biotechnology has the potential to provide the platforms needed for rapid identification of biological threats, development of potential cures and global manufacturing of the solutions. Identification of better targets and combined use of nanotechnology and information technology are making it possible to develop rapid, accurate, personalized and inexpensive diagnostics and prognostics systems.

9. Biotech improvements to soil and water

Arable land and fresh water are two of our most important, yet limited, resources. Sustained abuse and misappropriation have threatened these resources, much as the demand on them has increased. Advances in biotechnology have already yielded technologies that are beginning to restore the vitality and viability of these resources. A new generation of developing technologies, such as bioremediation to use microbial metabolism to remove pollutants, bioregeneration to renew or restore life-supporting resources using biological processes, and bioaugmentation to introduce a group of natural microbial strains or a genetically engineered variant to treat contaminated soil or water, offers great promise to not only further restore these resources but also to augment their potential.

10. Advanced healthcare through genome sequencing

It took more than 13 years and US$1.5 billion to sequence the first human genome and determine the precise order of the building blocks in our genetic information. Today, we can sequence a complete human genome in a single day for less than US$1,000. When we analyse in such a sequence the roughly 3 billion base pairs, which are the building blocks of the genome, we find that we differ from each other in several million of these base pairs. In the vast majority of cases these differences do not cause any issues, but in rare cases they cause disease or susceptibility to disease. New research and medicine will increasingly be driven by our understanding of such genetic variations and their consequences.

Author: This list has been compiled by the World Economic Forum’s Global Agenda Council on Biotechnology, of which Lee Sang Yup is currently chair. For a full list of the Council’s members see here.

Opinions expressed here are those of the author(s) and not those of the World Economic Forum.

Image: A research works in a biotechnology laboratory in Switzerland REUTERS/Sebastian Derungs