Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского РАН, Севастополь, Россия

Аннотация. Работа посвящена моделированию динамики азотистых соединений в клетках микроводорослей в условиях хемостата. Проведён анализ классических моделей (Михаэлиса – Ментен, Моно, Друпа), которые описывают кинетику субстрат-зависимого роста микроводорослей. Показано, что классические модели применимы при условии постоянства физико-химических параметров среды: температуры, облучённости клеток и др. В качестве альтернативного подхода показана возможность использования линейных сплайнов при моделировании кинетики поглощения нитратов микроводорослями. Для условий хемостата получены частные решения обобщённой модели динамики азотистых соединений в клетках микроводорослей, а также определены граничные условия нелимитированного азотом роста культуры. Для условий лимитированного роста получено уравнение зависимости удельной скорости роста от внутриклеточного содержания азота, по форме совпадающее с моделью Друпа, а также зависимость удельной скорости роста от внеклеточной концентрации азота, по форме совпадающая с моделью Моно. Определены видоспецифические коэффициенты уравнений: максимальная удельная скорость поглощения азота, максимальная удельная скорость синтеза структурных компонентов, максимальное содержание резервных форм азота, минимальная доля структурных форм азота в общеклеточном содержании. 

Ключевые слова: микроводоросли, хемостат, моделирование, уравнение Михаэлиса-Ментен, модель Моно, модель Друпа, структурный азот, резервный азот, внутриклеточное содержание азота.