domingo, 30 de junho de 2013

T72. DUCKWEED. ITS BIOLOGY AND PRACTICAL APPLICATIONS by Fredric M. Menger, Emory University, Atlanta, GA USA

Inglês
Duckweed is a tiny plant that floats on the surface of slow moving fresh water in temperate and tropical climates. A species of common duckweed that thrives here in Georgia has an oval leaf (called a frond) only 3 mm in diameter. A thread-like root extends downward from the frond. The root serves mainly to stabilize the frond in turbulent water. Nutrients are adsorbed not from the root but from the underside of the frond. An air-filled sac within the frond, called an “aerenchyma”, helps the frond stay afloat.

Reproduction of the duckweed is mostly by asexual budding. Thus, a bud emerges from the mother frond. Initially the bud remains attached to its mother via a thread called a “stipule”. The bud matures while the stipule elongates, whereupon the stipule breaks, and a new independent plant is formed. By the time the new frond has been disconnected, it has already begun creating daughters of its own. This mechanism allows an extremely fast rate of reproduction. A colony of duckweed can double its biomass in two days or less so that an entire pond can be covered with a mat of duckweed in a short time.

Occasionally, duckweed will form a flower (the smallest flower known), but the resulting seeds (produced in an air sac to facilitate flotation) seem to be a relatively unimportant mode of reproduction.

Some species of duckweed have an interesting method of combating cold weather. The plant forms a spherical “turion” which has neither a root nor an air sac. As a consequence, the turion sinks to the bottom of the pond where it survives in the mud on stored sugars and starches until warmer weather arrives. It is unclear to this author how the turion manages to regain the water surface when the temperature rises.

Duckweed is an amazingly nutritious plant, containing more protein than soybeans (with up to 35 – 45% protein content when grown under ideal conditions). Duckweed meal contains more lysine (an amino acid essential to the human diet) than meal made from peanuts and cottonseed. Perhaps the abundance of high-quality protein in duckweed is not so surprising when you consider that the plant does not have to waste energy producing the inedible cellulose and woody tissue required for support by higher plants. Water is all that duckweed needs for support. Until recently few people recognized the food potential of duckweed, but this is changing in part due to work at the Mirzapur experimental station in Bangladesh. It was found that fresh duckweed plants supply the complete nutritional requirements of carp and tilapia (two important commercial fish). Thus, duckweed “aquaculture”, as it is called, allows the production of a valuable food source, fish, without the use of fertilizer and other feed inputs. In the Mirzapur experiments, consumers much preferred fish raised on “fresh vegetables” in high-quality water as opposed to fish raised on manure and other less appealing substances in conventional pond fishery.

The commercial potential of duckweed goes beyond its value as fish-food. As has been recognized but not well exploited, duckweed effectively absorbs nutrients such nitrogen and phosphate as well as certain heavy metals. Thus, duckweed may also have potential use in waste-water treatment (“bioremediation”). Duckweed has also been explored as a possible clean, renewable energy source that would not contribute to global warming since, like all plants, it removes carbon dioxide from the atmosphere.

Technical problems remain. Most prominently, the drying of harvested duckweed, skimmed from the ponds, for shipment as a food source has not yet become economic. Someday, however, we might all be sitting down at the table for a tasty and protein-rich duckweed salad.


Português
LENTILHA D’ÁGUA: SEUS ASPECTOS BIOLÓGICOS E SUAS APLICAÇÕES PRÁTICAS por Fredric M. Menger, Universidade Emory, Atlanta, GA, EUA

Traduzido por Natanael F. França Rocha, Florianópolis, Brasil

A lentilha d’água é uma pequena planta de água doce que flutua em superfícies de águas tranquilas em climas temperados e tropicais. Uma espécie comum dessa lentilha, que existe aqui no estado americano da Geórgia, tem a folha em formato oval (chamada de fronde) com apenas 3 mm de diâmetro. A raiz, que parece fios de linha, se estende para baixo a partir da fronde. A raiz serve principalmente para estabilizar a fronde quando a água estiver turbulenta. Os nutrientes são absorvidos não a partir da raiz, mas a partir do lado de baixo da fronde. Um saco de ar dentro da fronde, chamado de "aerênquima", ajuda a fronde a se manter boiando.

A reprodução da lentilha d’água ocorre principalmente por brotamento assexuado. Desta forma, um broto emerge a partir da fronde-mãe. Inicialmente, o broto permanece ligado à mãe através de um fio chamado de "estípula". Enquanto a estípula se alonga, o broto vai amadurecendo, até o momento em que a estípula se rompe e forma uma nova planta independente. Antes mesmo da nova fronde se desconectar, ela já começa a criar brotos próprios. Este mecanismo permite uma taxa de reprodução extremamente rápida. Uma colônia de lentilhas d’água pode duplicar sua biomassa em dois dias ou menos, de modo que uma lagoa inteira pode ser coberta por um tapete de lentilhas em um curto espaço de tempo. Ocasionalmente, a lentilha d’água forma uma flor (a menor flor já conhecida), mas as sementes resultantes (produzidas em um saco de ar para facilitar a flutuação) parecem ser de um modo relativamente insignificante de reprodução.

Algumas espécies de lentilha d’água têm um método interessante de combater o frio. A planta forma um rebento esférico chamado “turião”, que não tem nem raiz nem saco de ar. Como conseqüência, o turião desce para o fundo da lagoa onde sobrevive na lama através de açúcares e amidos armazenados até que chegue um clima mais quente. É ainda desconhecido ao autor deste ensaio como o turião consegue voltar à superfície da água quando a temperatura se eleva.

A lentilha d’água é uma planta incrivelmente nutritiva, que contém mais proteína do que a soja (com 35 até 45% de teor de proteína quando cultivada em condições ideais). A farinha dessa lentilha contém mais lisina (um aminoácido essencial para a dieta humana) do que a farinha feita com amendoins e caroços de algodão. Talvez a abundância de proteínas de alta qualidade na lentilha d’água não seja tão surpreendente se considerarmos que essa planta não precisa desperdiçar energia produzindo celulose não comestível e tecido lenhoso exigidos para a sobrevivência de plantas superiores. Água é tudo o que essa lentilha precisa para sobreviver. Até pouco tempo atrás, poucas pessoas reconheciam o potencial alimentar da lentilha d’água; mas isso está mudando, em parte, devido ao trabalho na estação experimental Mirzapur em Bangladesh. Verificou-se que as plantas frescas da lentilha d’água suprem todas as necessidades nutricionais da carpa e da tilápia (dois importantes peixes comercializados). Desta forma, a assim chamada "aquacultura" da lentilha d’água permite a produção de uma valiosa fonte de alimentos, peixes, sem a utilização de fertilizantes e outros tipos de alimentação. Nos experimentos em Mirzapur, os consumidores preferiram muito mais os peixes criados com "vegetais frescos", em água de alta qualidade, do que os peixes criados com adubos e outras substâncias menos atraentes em viveiros convencionais.

O potencial comercial da lentilha d’água vai além de seu valor como alimento para peixes. Como já reconhecido mas ainda não bem explorado, a lentilha d’água absorve eficazmente nutrientes como azoto e fosfato, bem como determinados metais pesados. Assim, a lentilha também pode ter uso potencial no tratamento de águas residuais ("biorremediação"). A lentilha d’água também tem sido explorada como uma possível fonte de energia limpa e renovável, que não contribui para o aquecimento global, uma vez que ela, como todas as plantas, remove o dióxido de carbono da atmosfera.

No entanto, há problemas técnicos que persistem. Um dos fatores mais importantes é que a secagem da lentilha, depois de retirada das lagoas, para distribuição como fonte de alimento ainda não se tornou economicamente viável. Um dia, porém, vamos todos nos sentar à mesa para saborear uma deliciosa salada de lentilha d’água rica em proteínas.

Espanhol
LA LENTEJA DE AGUA: SU BIOLOGÍA Y APLICACIONES PRÁCTICAS por Fredric M. Menger, Universidad de Emory, Atlanta, GA, EE.UU.

Traducción de Natanael F. França Rocha, Florianópolis, Brasil y revisión de Carlos Bravo Díaz, Universidad de Vigo, España

La lenteja de agua es una pequeña planta de agua dulce que flota en la superficie de aguas tranquilas en los climas templados y tropicales. Una especie común de esta lenteja, que se desarrolla aquí, en el estado de Georgia, tiene una hoja ovalada (llamada fronda) con sólo 3 mm de diámetro. La raíz, que se parece a unos hilos, se extiende hacia abajo desde la fronda. La raíz sirve principalmente para estabilizar la fronda en aguas turbulentas. Los nutrientes son adsorbidos no desde la raíz, sino desde la parte inferior de la fronda. Un saco de aire dentro de la fronda, llamado "aerénquima", ayuda a la fronda a mantenerse a flote.

La reproducción de la lenteja de agua es en su mayoría por gemación asexual. Por lo tanto, un brote emerge de la fronda-madre. Inicialmente, el brote permanece unido a su madre a través de un hilo llamado "estípula". Mientras que la estípula se alarga, el brote madura, hasta que la estípula se rompe y forma una nueva planta independiente. Justo antes de que la nueva fronda se desconecte de su madre, ya comienza a crear hijas propias. Este mecanismo permite un ritmo muy acelerado de reproducción. Una colonia de lentejas de agua puede duplicar su biomasa en menos de dos días, de modo que un estanque entero puede ser cubierto con una estera de lentejas en un corto período de tiempo. Esporádicamente, la lenteja de agua forma una flor (la más pequeña conocida), pero las semillas resultantes (producidas en un saco de aire para facilitar la flotación) parecen ser de un modo de reproducción relativamente poco importante.

Algunas especies de lenteja de agua tienen un método interesante para combatir el frío. La planta forma un brote esférico llamado "turión" que no tiene ni raíz ni saco de aire. Como consecuencia, el turión hunde hasta el fondo del estanque donde sobrevive en el barro con azúcares y almidones almacenados, hasta que llegue un clima más caliente. No está todavía claro para el autor de este ensayo como el turión consigue volver a la superficie del agua cuando la temperatura sube.

La lenteja de agua es una planta increíblemente nutritiva, que contiene más proteína que la soja (con un contenido de hasta el 35% - 45% de proteínas cuando son cultivadas bajo condiciones ideales). La harina de la lenteja de agua contiene más lisina (un aminoácido esencial para la dieta humana) que la harina de cacahuetes y de semillas de algodón. Tal vez la abundancia de proteínas de alta calidad en la lenteja de agua no es tan sorprendente si consideramos que esa planta no tiene que gastar energía produciendo celulosa no comestible y tejido leñoso necesarios para la supervivencia de las plantas superiores. El agua es todo lo que esa lenteja necesita para sobrevivir. Hasta hace poco tiempo, pocas personas reconocían el potencial alimenticio de la lenteja de agua; pero esto está cambiando, en parte, debido a los trabajos de la estación experimental de Mirzapur en Bangladesh. Se encontró que las plantas frescas de lenteja de agua suministran los requerimientos nutricionales completos de la carpa y la tilapia (dos importantes pescados comerciales). Por lo tanto, la "acuicultura" de la lenteja de agua, como se le llama, permite la producción de una fuente de alimentos muy valioso, los peces, sin tener que usar fertilizantes u otros aditivos alimenticios. En los experimentos de Mirzapur, los consumidores han preferido los pescados criados con "verduras frescas" en agua de alta calidad en lugar de pescados criados con estiércol y otras sustancias menos atractivas en viveros convencionales.

El potencial comercial de la lenteja de agua va más allá de su valor como alimento para pescados. Como se ha reconocido, pero todavía no ha sido muy explotado, la lenteja de agua absorbe eficazmente nutrientes como el nitrógeno y el fosfato, así como ciertos metales pesados. Luego, la lenteja de agua también puede tener uso potencial en el tratamiento de las aguas residuales ("biorremediación"). La lenteja de agua ha sido también explorada como una posible fuente de energía limpia y renovable, que no contribuye al calentamiento global, ya que, como todas las plantas, elimina el dióxido de carbono de la atmósfera.

Pero aún hay problemas técnicos. Lo más importante es que el secado de la lenteja de agua y su recolección de los estanques para distribución como fuente de alimentos, que no se han convertido aún en actividades económicamente viable. Algún día, sin embargo, todos podremos estar sentados a la mesa para una sabrosa ensalada de lentejas de agua rica en proteínas.

Um comentário:

  1. For more information on the commercialization of duckweed, visit our site.

    ResponderExcluir