Начиная с 1978 г. ученые пытались обнаружить в соке некоторых видов растений (особенно семейства молочайных) углеводороды, которые можно использовать в качестве заменителей нефти, в частности при получении сырья для нефтехимической промышленности. Однако концентрация обнаруженных углеводородов была низкой по сравнению с массой растения, поэтому их использование не сулило экономической выгоды. К сказанному следовало бы добавить трудности, связанные с необходимостью создания обширных плантаций.
Тем не менее у одной одноклеточной водоросли, Botryococcus braunii, судя по всему, имеются интересные перспективы. Углеводороды составляют 15-75% от массы сухого вещества водоросли; для сравнения: у некоторых высших растений это соотношение равно приблизительно 1%. Botryococcus braunii обитает в пресной и солоноватой воде умеренной и тропической зон, и ее размножение в толще воды представляет собой захватывающее зрелище. Встречается она в двух разновидностях, отличающихся пигментацией {зеленая и красная) и структурой синтезируемых углеводородов. Зеленая разновидность содержит линейные углеводороды с нечетным (25-31) числом атомов углерода, бедных двойными связями. Красная водоросль содержит углеводороды с 34-38 атомами углерода и с несколькими двойными связями; это так называемые «ботриококкцены». Смысл существования двух разновидностей в настоящее время изучается.
Исследователи из лаборатории биоорганической химии и органической физики при Высшей национальной школе химии в Париже, занимающиеся В. Ьraunii с 1976 г., установили, что углеводороды накапливаются в клеточной стенке; их синтез связан с метаболической активностью водоросли в фазе роста. Эти наблюдения натолкнули учевых на мысль выделять углеводороды простым центрифугированием, не разрушая клеток, которые после удаления углеводородов можно вернуть в культуральную среду. Используя клетки, 35% сухого вещества которых составляют углеводороды, и варьируя условия культивирования (темнературу, освещенность) и состав (минеральные соли) среды, французские исследователи добились удвоения биомассы водоросли за два дня вместо обычных семи. В результате выход углеводородов составил 0,09 г/л культуральной среды в сутки, или 60 т/га/год для культуры водорослей, выращиваемой в толще воды в природных или искусственных условиях.
Состав углеводородов, продуцируемых В. Ьraunii, позволяет использовать их в качестве источника энергии или как сырье для нефтехимической промышленности (непосредственно или после неполного крекинга).
Прежде чем говорить о крупномасштабной утилизации водоросли, необходимо решить ряд проблем: выяснить, какую роль играют бактерии, живущие в ассоциации с водорослью, так как некоторые из них способствуют производству углеводородов; осуществить контроль за конкурирующими водорослями и паразитами в природных условиях; выбрать наиболее благоприятные внешние условия для оптимизации выхода углеводородов. Немаловажное значение имеют и экономические трудности. По мнению французских исследователей, задача состоит в том, чтобы использовать углеводороды водоросли для производства веществ с высокой прибавочной стоимостью (например, фармацевтических препаратов или косметических средств), поскольку в этом случае цена сырья не играет решающей роли.
Изучению этих проблем и повышению урожайности культуры должно способствовать строительство при Центре ядерных исследований в Кадараше, на юговостоке Франции, опытного культивационного производства, где водоросли будут выращивать в прозрачных пластиковых трубах, содержащих культуральную среду и играющих роль солнечных коллекторов (эта система сходна с используемой для культивирования Spirulina).
Исследования, связанные с выделением и возможностью утилизации углеводородов В. braunii, могут также способствовать лучшему пониманию вопроса о прои ождении нефти. Ископаемые виды топлива получаются в процессе медленного превращения органического вещества осадочных пород, которое постепенно разлагается, а остатки полимеризуются, образуя нерастворимое вещество, кероген. С повышением давления и температуры кероген трансформируется и теряет часть атомов кислорода, приобретая взамен углерод и водород. Как предположили исследователи из Высшей национальной школы химии в Париже, клеточную стенку В. braunii можно рассматривать в качестве модели, имитирующей (под действием тепла) процесс превращения нерастворимого вещества (керогена) в нефть. Если бы генезис ископаемых видов топлива удалось воспроизвести, появилась бы возможность определять степень эволюции керогена, экстрагированного из маточной породы, а также нефтяной потенциал последней.
