Spirodela polyrhizaScientific classification Kingdom:PlantaeClade:TracheophytesClade:AngiospermsClade:MonocotsOrder:AlismatalesFamily:AraceaeGenus:SpirodelaSpecies:S. polyrhizaBinomial nameSpirodela polyrhiza(L.) Schleid.

Меѓукоренеста спиродела (Spirodela polyrhiza) е растение од семеството Lemnoideae. Може да се најде речиси ширум светот во многу видови слатководни живеалишта.

Опис S. polyrhiza е повеќегодишно водно растение кое обично растело во густи колонии, формирајќи подлога на површината на водата. Секое растение е мазно, тркалено, со рамен диск од 0,5 до 1,0 цм широк. Неговата горна површина е претежно зелена, понекогаш црвена, додека долната била темно црвена. Таа произведува неколкуминутни корени и торбичка која содржи машки и женски цветови. Горниот дел умира наесен и растението често презимува како турон. Турионот тоне на дното на водното тело и останува во фаза на мирување, додека температурата на водата не достигне 15°C. Турјоните потоа ртат на дното на водното тело и започнуваат нов животен циклус. S. polyrhiza, кои живееле во езерца и бавно се движеле водните тела, развоен се разликувал од копнените растенија по морфологија и физиологија. Тој е подложен на главно вегетативен раст во пролет и лето, формирајќи нови реси. S. polyrhiza ретко цвета. Во есен и зима се префрла во фаза на мирување претставена со турјоните поради гладувањето во исхраната и ниските температури. 

S. polyrhiza е идеален систем за биогорива, биоремедијација и циклус на јаглерод поради неговите аспекти на брзорастечки, директен контакт со медиумите и малата големина на геномот (~150 Mb). Сеопфатна геномска студија на S. polyrhiza била објавена во февруари 2014 година. Резултатите давале увид за тоа како овој организам бил прилагоден на брзиот раст и на воден начин на живот.

Турионска индукција со абцизинска киселина Туриони се индуцирани од растителниот хормон Абцизинска киселина (АБА) во лабораторија. Истражувачите објавиле дека турјоните биле богати со пигментација на антоцијани и имале густина што ги потопувала во течни медиуми. Преносната електронска микроскопија на туриони покажала во споредба со ресите смалени вакуоли, помал меѓуклеточен простор и изобилни скробни гранули опкружени со тилакоидни мембрани. Турион акумулирал повеќе од 60% скроб во сува маса по две недели третман со АБА.

Распространетост S. polyrhiza се среќава низ целиот свет, имено во Северна Америка, Азија, поретко во Централна и Јужна Америка, но и во Средна Европа. Расте во тропска и умерена клима. Не била распространета во Нов Зеланд и само ретко во Австралија.

Одгледување Одгледувањето во големи размери се вршело во резервоари за вода на отворено, најмногу во врска со третман на отпадни води. Резервоарите се хранеле со отпадна вода и меѓукоренеста спиродела се собирала од површината. Потоа понатаму се користела како биогориво од индустриски отпадни води или како добиточна храна од капацитети за третман на земјоделски отпадни води.

Корист S. polyrhiza можела да се користи за биоремедијација, отстранување на токсичните материи од водната средина, како и за чистење на еутрофичните води, особено во постројки за третман на отпадни води. Неговата употреба како биогориво и добиточна храна исто така добивала на значење. Ретко се користела за исхрана на луѓето.

Биоремедијација Поради неговата способност да хиперакумулира тешки метали и високото навлегување на хранливи материи од водата, S. polyrhiza се користела за биоремедијација. Главните загадувачи што можело да се користат за отстранување се арсен (As) и жива (Hg) и вообичаените хранливи материи од отпадните води, како сулфат (SO 4 2- ), фосфат (PO 4 3- ) и нитрат (NO 3 − ). 

Арсен Меѓукоренестата спиродела покажала акумулација на арсен во лабораториските тестови. Утврдено било дека навлегувањето на арсен е негативно поврзано со фосфатите и позитивно корелирани со навлегувањето на железо. Ова покажувало дека фосфатот и арсенот се натпреварувале за навлегување од S. polyrhiza, додека апсорпцијата на арсенот била олеснета со железни оксиди, бидејќи покажувала афинитет кон површината на коренот на S. polyrhiza, каде што се апсорбирала. Се сметало дека S. polyrhiza го детоксицира арсенот со редуцирање на As (V) на помалку токсичниот As (III). Потешкотии се јавувале при управувањето со растенијата со висока содржина на Аs. Една можна употреба на биомасата што содржела As била производство на јаглен и гас како нуспроизвод, кој можел да се користи како гориво. Проблемите со овој пристап биле слабиот квалитет на јаглен и високите инвестиции. Се сметало дека директното согорување или согорување на јагленот ослободува арсен во воздухот, што би ја загадило животната средина. Други опции за производство на гориво би биле хидролиза и ферментација, кои економски не се остварливи. Биомасата би требало да се третира со силни киселини и топлина, коишто се интензивни на капитал. Брикетирањето се сметало за една од најдобрите опции, каде што растенијата се сушеле и се пресувувале во пелети од брикети. Ова го покренувало прашањето дали арсенот се ослободувал назад во околината за време на процесот на согорување. Се земал предвид и производството на биогас, но повторно требал да се избегне прераспределбата на А.

Меркур Откриено било дека S. polyrhiza бил ефикасен биоакумулатор на живин хлорид (HgCl 2) во породилните услови. Нејзината растителна биомаса покажала 1000 пати поголема концентрација на живин хлорид од нејзината водна средина. Spirodela polyrhiza покажала највисок фактор на акумулација во споредба со Lemna gibba и ситна водна леќа, кои исто така биле истражени.

Третман на урбани отпадни води S. polyrhiza се користела за отстранување на вообичаените загадувачи од отпадните води. Во лабораториски услови, S. polyrhiza покажала максимално 90% ефикасност на отстранување на нитрат, 99,6% на фосфат и 69,8% сулфат. Сите три хранливи материи заедно, ефикасноста била 85,6%, што го правела еколошки и економски исплатлив биомедијатор за третман на отпадни води.

Биогориво S. polyrhiza има голем потенцијал во производството на биоетанол поради вселенското ефикасно производство на скроб и добриот раст во отпадните води од животните. И покрај еколошките проблеми поврзани со производството и конкуренцијата од човечката и животинската храна, пченката е главната суровина за биоетанол. S. polyrhiza може да произведе до 50% повеќе биоетанол на истата област. Во исто време, производството на биоетанол од S. polyrhiza не е во конкуренција со човечката храна. Производството на биоетанол од S. polyrhiza се уште е во развојна фаза. 

Храна за животни Во малото земјоделство S. polyrhiza се користи како храна за риби или живина. Поради брзиот раст и високата содржина на белковини била интересна добиточна храна. Поради санитарните проблеми и ризикот од акумулација на тешки метали, тој сè уште не се користи за хранење во поголемите системи за сточарство. За калифорниската пастрмка, послаби стапки на раст биле пронајдени кога S. polyrhiza била додаден во добиточната храна. За тилапија било откриено поголемо зголемување на телесната тежина кога 30% од рибниот оброк во добиточната храна бил заменет со S. polyrhiza. Преглед, исто така, покажал дека Меѓукоренеста спиродела можела да се користи во исхраната на говеда, свињи и живина. Сепак, се јавувале проблеми со тешки метали и контаминација на патогени.

Човечка исхрана Иако другите видови спиродели, како што е Wolffia arrhiza, ги консумирале луѓето во руралните области, S.polyrhiza не се одгледувала за човечка исхрана. Ова било поради големата загриженост за акумулација на тешки метали и можна контаминација со Escherichia coli или Clostridium botulinum. За разлика од W. arrhiza, S. polyrhiza содржела, како и повеќето видови спиродели, кристали на калциум оксалат за кои било познато дека предизвикувале камења во бубрезите.

Надворешни врски

Spirodela polyrhiza genomics Рачен третман со Jepson Флора на Северна Америка Музејот Вашингтон Бурк

Наводи Категорија:Водни леќи Категорија:Слатководни растенија