Mikrolevät

Mikrolevät eli planktonlevät ovat mikroskooppisen pieniä suolaisen- ja makeanveden vesistöissä eläviä leviä. Mikroleviin kuuluu suuri määrä erilaisia lähinnä yhteyttäviä ja suurimmaksi osaksi yksisoluisia eliöitä. Mikrolevät liikkuvat veden liikkeiden mukana joten niiden katsotaan olevan planktisia eliöitä.

Mikrolevät ovat maapallon pääasiallinen tuottajalajisto. Ne yhteyttävät energiaa auringon valosta fotosynteesin avulla sekä tuottavat yhteyttäessään happea, ja elinkaarensa aikana ravintoketjuun ravinto-aineita. Mikrolevät kasvavat sekä valossa että pimeässä. Pimeässä kasvavat mikrolevät saavat energiansa käyttämästään hiililähteestä.

Kalojen sisältämät omega-3-rasvahapot ovat mikrolevien ravintoketjuun tuottamia.

Luokittelu 
Mikroleviin kuuluu lajeja esitumallisista (Monera), alkueliöistä (Protista) sekä viherlevistä (Chlorophyta).

Kasviplanktonsystematiikan mukaan siihen kuuluvat ryhmät Cyanophyta - syanobakteerit eli sinilevät, Cryptophyta - nielulevät, Dinophyta - panssarilevät, Chromophyta - ruskeat levät (mm. kulta- ja piilevät), Euglenophyta - silmälevät sekä Chlorophyta - viherlevät.

Mikroleviin kuuluvien lajien lukumäärä vaihtelee 25 ja 40 tuhannen välillä.

Mikrolevät, biosfääri ja ravintoketju 

Mikroleviin kuuluvat lajit vastaavat yli puolesta maapallolla tapahtuvasta yhteyttämisestä ja täten yhteyttämällä tuottuvasta energiasta. Mikrolevät ovat merellisen ravintoketjun perusta ja ne ravitsevat valtamerien ekosysteemit lähes kokonaan.

Ilmakehän hapesta valtaosa eli noin puolet on mikroleviin kuuluvien merellisten kasviplanktonien tuottamaa. Merien ja järvien elämä on riippuvainen mikrolevistä, koska ne ovat ravintoketjun pohjalla.

Mikrolevät toimivat myös merkittävänä hiilinieluna. Mikrolevät vastaavat noin puolesta maapallolla tapahtuvasta hiilen sitomisesta, eli niiden kautta sitoutuu valtaosa ilmakehän hiilidioksidista. Näin ne vaikuttavat myös maailmanlaajuiseen ilmastoon. 
Mikrolevät voivat olla joko autotrofeja, heterotrofeja tai miksotrofeja niiden käyttämästä hiililähteestä riippuen. Autotrofi  käyttää hiililähteenä  hiilidioksidia,  heterotrofi  orgaanista  hiiltä  ja  miksotrofit  molempia riippuen elinympäristön olosuhteista.

Itämeren myrkylliset Nodularia-mikrolevät 
Itämeressä kasvavien, mikroleviin kuuluvien Nodularia-syanobakteerian aiheuttamat massaesiintymät, ns. "sinileväkukinnot" ovat myrkyllisiä. Niissä oleva maksamyrkky on nimeltään nodulariini. Aphanizomenon-levän kukinnat voivat olla myrkyllisiä järvissä, mutta Itämeressä sen ei ole todettu olevan myrkyllinen.

Mikrolevien viljely 

Mikrolevien viljely alkoi 1800-luvun loppupuolella, ja viljely teollistui toisen maailmansodan aikana Japanissa chlorella-levällä ruokapulan lievittämiseksi.

Vuosittain mikroleviä viljellään kymmeniä tuhansia tonneja. Mikrolevien kaupallinen (>1 ha) biomassan tuotanto keskittyy neljään lajiin: Spirulina (Arthrospira platensis), Chlorella vulgaris, Dunaliella salina ja Haematococcus pluvialis.

Mikrolevien teollisessa viljelyssä käytetään matalatuottoisempien avoimien altaiden tai kourujen sijaan suljettuja järjestelmiä, joissa olosuhteet ovat steriilit tai muuten muiden eliöiden kasvua rajoittavat.

Viljellyt mikrolevät soveltuvat osin ihmisravinnoksi tai tuotantoeläinten rehuksi.

Viljellyistä levistä valmistetaan paljon ravintolisäaineita, esimerkiksi beetaglukaania, vitamiineja, kuten karotenoideja, välttämättömiä rasvahappoja kuten EPA ja DHA, tai levät puristetaan annoksiksi sellaisenaan.

Mikrolevistä valmistetaan myös pigmenttejä.

Viljeltyjen lohien rehussa lihan punaiseksi värjäämiseen käytettävästä astaksantiinista osa on viljelmillä kasvatetuista mikrolevistä peräisin. Leväperäinen astaksantiini on myös hyväksytty monissa EU-maissa ja Yhdysvalloissa käyttöön elintarvikkeissa ja ravintolisänä.

Mikroleväviljelmät soveltuvat myös hiilidioksidin sitomiseen päästöistä ja jätevesien puhdistamiseen.

Mikrolevät ja öljyntuotanto 
Mikrolevien avulla on myös mahdollista tuottaa auringonvalosta ja mineraaleista biodieseliä. Mikroleviin pohjaava biodieseltuotanto ei kuitenkaan vielä ole hinnoiltaan kilpailukykyinen.

Mikroleväviljelmän vuotuinen öljyntuotto voi tuotettavan öljyn ominaisuuksista riippuen nousta 58-136 kuutioon hehtaarilta, yli kymmenkertaiseksi maalla kasvaviin öljykasveihin verrattuna. Mikrolevien käyttöä laajamittaisessa öljyntuotannossa rajoittavat kuitenkin nykyiset viljelytekniikat ja niiden rajoitettu skaalautuvuus.

Katso myös 
 Kasviplankton

Lähteet

Aiheesta muualla 
Heli Rimppi: Leväbiomassan tuotanto energiatarkoituksiin: Teknologian nykytila, haasteet ja mahdollisuudet Suomen olosuhteissa, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Teknillinen tiedekunta, kandidaatintyö, Lappeenrannassa 7.1.2009  (pdf)
Satu Nokkonen: Tulevaisuuden valkuaisinnovaatiot, Hyönteiset ja mikrolevät, Hämeen ammattikorkeakoulu HAMK, Hämeenlinna, 6.6.2017

Levät