クロレラ：単細胞緑藻の生物学、用途、培養

特徴と生活環

クロレラは、光、二酸化炭素、水、無機栄養素という好適な条件下で急速に生育する。この性質により、実験室での培養および産業的な培養に有用である。細胞はアプラノ胞子と呼ばれる非運動性胞子を形成して無性生殖を行う。1個の母細胞は複数の娘細胞に分裂し、しばしば数十個の胞子を生じ、それらは独立した細胞へ成熟する。これまでのところ、クロレラ個体群における有性生殖について十分に記録された事例はない。

歴史と科学的重要性

クロレラは、光合成および炭素同化に関する基礎研究で重要な役割を果たしてきた。クロレラを用いた研究は、植物と藻類が二酸化炭素を固定するために利用する生化学的経路の理解に寄与した。この研究は、炭素固定経路の解明によりメルヴィン・カルヴィンにノーベル化学賞が授与される一因となった。研究者は現在も、藻類学および光合成研究におけるモデル生物としてクロレラを用いている（カルヴィン、学術資料も参照）。

用途と応用

速い生育と単純な栄養要求のため、クロレラは複数の応用分野で研究・利用されている。

• 食品・栄養補助食品：タンパク質、ビタミン、色素を含むことから、粉末または錠剤のサプリメントとして販売される。
• バイオエネルギー研究：最適な培養条件では、多くの陸上作物と比べて光合成効率が比較的高くなり得るため、バイオ燃料生産の原料として検討されている（バイオエネルギーの比較）。
• 排水処理・バイオレメディエーション：バイオマスを生産しながら、水中から栄養塩類や一部の汚染物質を除去するために用いられる。
• 炭素回収・高密度培養システム：管理されたフォトバイオリアクターにおける二酸化炭素隔離について研究されている（光合成）。

培養と加工

商業生産は開放池と閉鎖型フォトバイオリアクターで行われる。培養では、生産性を最大化するため、光への曝露、二酸化炭素の供給、微量元素を含む栄養塩濃度（無機質）を管理する。収穫したバイオマスは乾燥・加工され、食品原料、動物飼料、または化学変換用の原料など、異なる用途に供される。実用上の課題には、汚染の管理、乾燥コスト、栄養組成の一貫性が含まれる。

区別と注目すべき事項

クロレラは、外観が似た他の緑色微細藻類と混同してはならない。種の同定には顕微鏡観察と分子学的手法が必要である。光合成効率は理想条件下で約8%とされることがあるが、実際の収量は株、光条件、培養システムに大きく左右される。人が摂取する際の安全性に関しては、細胞壁が丈夫であることによる消化性、アレルゲンまたは汚染物質の可能性を考慮する必要がある。加工製品に対する規制は国によって異なる。分類、培養、応用に関する一般的な参照および追加情報については、二酸化炭素吸収、水の必要量、必要な光、ならびに藻類バイオテクノロジーの概説（属の概要、色素）を参照。

追加資料および入門的な概要については、次のリンクを利用できる：クロロフィル、緑藻植物門、光合成、二酸化炭素、水、日光、無機質、作物の効率、歴史的研究、学術資料。