Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Odkryto nowy rodzaj chlorofilu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Niemieccy naukowcy ożywili glony, które przez 7000 lat spoczywały zagrzebane na dnie Morza Bałtyckiego. Okrzemki przez tysiące lat nie miały dostępu do tlenu i światła. Były nieaktywne. Uczeni z Instytutu Badań Morza Bałtyckiego im. Leibniza w Warnemünde (Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde) prowadzili badania w ramach projektu PHYTOARK, którego celem jest zrozumienie przyszłości Morza Bałtyckiego za pomocą badania jego przeszłości.
Wiele organizmów stosuje hibernację, by przetrwać niekorzystne warunki. Dzieje się tak również fitoplanktonem, który w stanie hibernacji opada na dno, jest przykrywany kolejnymi warstwami osadów i trwa w warunkach beztlenowych. Takie depozyty to kapsuły czasu, pozwalające nam poznać przeszłość ekosystemów i zamieszkujących je organizmów, ich rozwój oraz zmiany genetyczne, wyjaśnia Sarah Bolius.
Dzięki wyraźnej stratyfikacji osadów z dna Bałtyku, można poszczególnym warstwom uśpionych glonów przypisać zakres dat, w których warstwy te powstały, a badając inne składniki osadów naukowcy są w stanie określić, jakie było wówczas zasolenie wód, poziom tlenu czy ich temperatura. Łącząc te informacje możemy lepiej zrozumieć, jak i dlaczego fitoplankton na Bałtyku adaptował się do zmian środowiskowych.
Przywrócone do życia glony zostały pobrane z głębokości 240 metrów. Jedynym gatunkiem fitoplanktonu, który udało się ożywić ze wszystkich próbek, był Skeletonema marinoi. Jest on szeroko rozpowszechniony w Morzu Bałtyckim, pojawia się wiosną podczas zakwitów. Najstarsza warstwa, w której ożywiono glony pochodziła sprzed 6871±140 lat. Kierująca badaniami Sarah Bolius mówi, że najbardziej istotnym osiągnięciem jest fakt, że po 7000 lat hibernacji okrzemki nie utraciły nic ze swoich funkcji życiowych. Wszystkie procesy przebiegają w nich równie sprawnie, jak w obecnie żyjących okrzemkach. Badania genetyczne wykazały zaś, że okrzemki z każdej warstwy różnią się genetycznie między sobą.
Badane przez Niemców okrzemki są jednymi z najstarszych organizmów, jakie udało się obudzić w stanie nienaruszonym z hibernacji. Są też najstarszym organizmem obudzonym z osadów wodnych. Więcej o badaniach można przeczytać na łamach The ISME Journal.
Więcej o niepokojących zmianach na Bałtyku, jego przeszłości, teraźniejszości i przyszłości opowiedział nam w wywiadzie doktor Tomasz Kijewski z Instytutu Oceanologii PAN.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Co łączy uniwersyteckie laboratorium w Chicago, gdzie naukowcy schładzają atomy do temperatury bliskiej zeru absolutnemu, uzyskując egzotyczny stan materii, z widocznymi przez okna drzewami uzyskującymi energię z fotosyntezy? Pozornie nic, ale najnowsze badania prowadzone na University of Chicago sugerują, że to, co robią naukowcy i to, co robią drzewa, może być bardziej podobne, niż nam się wydaje. Uczeni poinformowali właśnie na łamach PRX Energy, że znaleźli podobieństwa na poziomie atomowym pomiędzy fotosyntezą a kondensatami ekscytonowymi, niezwykłym stanem materii, który pozwala na bezstratne przesyłanie energii przez materiał. Odkrycie to może prowadzić do znacznego udoskonalenia elektroniki.
O ile nam wiadomo, nikt wcześniej nie zauważył tych podobieństw, a to, co odkryliśmy jest niezwykle ekscytujące, mówi współautor badań, profesor David Mazziotti.
Laboratorium Mazziottiego specjalizuje się w modelowaniu niezwykle złożonych interakcji pomiędzy atomami i molekułami. Przed trzema laty wykazano tam na przykład, że możliwe jest istnienie podwójnego kondensatu fermionów i ekscytonów, a spostrzeżenie to może zrewolucjonizować obrazowanie medyczne.
W ostatnim czasie Mazziotti oraz Anna Schouten i LeeAnn Sager-Smith modelowali zjawisko fotosyntezy na poziomie molekularnym. Gdy foton ze Słońca uderza w liść, dochodzi do wyładowania w specjalnej molekule. Energia tego wyładowania uwalnia elektron. Następnie elektron ten, wraz z dziurą, w której był, wędrują przez liść, przenosząc energię do miejsca, w którym rozpoczyna ona reakcję chemiczną wytwarzającą cukry odżywiające roślinę. Ta wędrująca para elektron-dziura zwana jest ekscytonem. Gdy naukowcy stworzyli model przemieszczania się wielu takich ekscytonów, zauważyli znany sobie wzorzec. Okazało się, że ekscytony w liściu czasem zachowują się bardzo podobnie do kondensatu Bosego-Einsteina, zwanego czasem piątym stanem materii.
W kondensacie Bosego-Einsteina cząstki zachowują się jak jedna cząstka. Dzięki temu w materiale takim energia może być przemieszczana bez strat. Zaobserwowanie takiego stanu materii podczas fotosyntezy to olbrzymie zaskoczenie, gdyż dotychczas kondensat Bosego-Einsteina obserwowano w bardzo niskich temperaturach. Naukowcy mówią, że to tak, jakbyśmy obserwowali kostki lodu tworzące się w filiżance gorącej kawy. Fotosynteza zachodzi w systemach w temperaturze pokojowej. Co więcej, struktura takich systemów jest nieuporządkowana. To warunki całkowicie odmienne od dziewiczych krystalicznych materiałów i niskich temperatur, w jakich uzyskuje się kondensaty elektronowe, mówi Schouten.
Zaobserwowane zjawisko nie obejmuje całego systemu, w którym dochodzi do fotosyntezy. Bardziej przypomina pojawiające się „wyspy” kondensatu. To jednak wystarczy, by zwiększyć transfer energii w systemie, wyjaśnia Sager-Smith. Z modelu wynika, że te „wyspy” podwajają wydajność całego procesu.
Profesor Mazziotti jest zadowolony z odkrycia i mówi, że otwiera ono nowe możliwości w dziedzinie syntezy materiałów na potrzeby technologii przyszłości. Idealny kondensat ekscytonowy to stan bardzo wrażliwy i wiele warunków musi być spełnionych, by zaistniał. Ale jeśli myślimy o praktycznych zastosowaniach, to nie potrzebujemy ideału. To ekscytujące obserwować zjawisko, które zwiększa wydajność transferu energii, ale zachodzi w temperaturze pokojowej, cieszy się uczony.
Naukowiec zauważa jeszcze jedną ważną rzecz. Zachodzące w procesie fotosyntezy interakcje pomiędzy atomami a molekułami są tak złożone, że z ich symulowaniem nie radzą sobie nawet najpotężniejsze superkomputery. Dlatego też podczas badania tych zjawisk dokonuje się uproszczeń. Najnowsze odkrycie pokazuje, że niektórych elementów upraszczać nie należy. Sądzimy, że lokalne korelacje elektronów muszą pozostać, byśmy mogli badać, jak działa natura.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W piśmie Energy & Environmental Science ukazał się artykuł opisujący mikroprocesor zasilany procesem fotosyntezy. Twórcami niewielkiego systemu są naukowcy z University of Cambridge, a ich procesor pracuje bez przerwy od ponad roku. Ich badania dają nadzieję na stworzenie stabilnego, odnawialnego źródła zasilania dla niewielkich urządzeń.
Wielkość całego systemu jest porównywalna z rozmiarami baterii AA. W jego skład wchodzą glony z rodzaju Synechocystis, niewielka aluminiowa elektroda i mikroprocesor. Całość zbudowana jest z tanich, powszechnie dostępnych i w większości poddających się recyklingowi materiałów. Twórcy systemu mówią, że najbardziej się on przyda w miejscach, gdzie brak jest dostępu do sieci energetycznych, a potrzebne są niewielkie ilości energii np. do zasilania czujników.
Rozrastający się Internet of Things zwiększa zapotrzebowanie na energię elektryczną. Myślimy, że mamy tutaj rozwiązanie pozwalające na generowanie jej niewielkich ilości na bieżące potrzeby, mówi jeden z twórców systemu, profesor Christopher Howe. W naszym systemie nie występuje problem wyczerpania energii, gdyż do jej wytwarzania wykorzystywane jest światło słoneczne, dodaje.
Podczas prowadzonego właśnie eksperymentu glony wykorzystywane są do zasilania procesora Arm Cortex M0+, który powszechnie wykorzystywany jest w Internet of Things. Zasilany glonami procesor pracował zarówno w warunkach domowych jak i na zewnątrz. Był wystawiony na naturalne zmiany światła i temperatury. Byliśmy pod wrażeniem ciągłości jego pracy. Sądziliśmy, że całość może ulec awarii po kilku tygodniach, ale tak się nie stało, mówi doktor Paolo Bombelli z Wydziału Biochemii University of Cambridge.
Glony nie potrzebują specjalnego odżywiania, gdyż zapewniają sobie – i procesorowi – energię drogą fotosyntezy. I mimo tego, że do jej przeprowadzenia konieczne jest światło, procesor był zasilany nawet w okresach, gdy panowała ciemność. Glony wciąż prowadziły procesy metaboliczne.
Twórcy systemu zwracają uwagę, że zasilanie miliardów Internet of Things stosowanymi obecnie akumulatorami litowo-jonowymi byłoby niepraktyczne. Potrzebne do tego byłoby więcej litu, niż obecnie wytwarzamy. A tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne wytwarzane są z użyciem materiałów niebezpiecznych dla środowiska. Stąd potrzeba opracowania nowych, stabilnych i przyjaznych środowisku źródeł energii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Sinice Arthrospira platensis mogą być dobrym zastępnikiem pyłku w żywieniu uzupełniającym pszczół miodnych. Tak jak pyłek, zawierają sporo niezbędnych aminokwasów, a także różnorodne lipidy funkcjonalne, np. fosfolipidy i sterole.
Słabe odżywienie jest często czynnikiem leżącym u podłoża utraty kolonii. Dzieje się tak, gdyż niedożywienie nasila negatywny wpływ pasożytów, patogenów czy pestycydów na pszczoły. Specjaliści dodają, że uszczuplić źródła pyłku mogą utrata habitatu, spadek różnorodności roślin i monokultury.
Vincent Ricigliano i Michael Simone-Finstrom z Agricultural Research Service (ARS) wykazali, że A. platensis ma podobny profil odżywczy, co pyłek. Naukowcy odkryli, że spirulina (gatunki z rodzaju Arthrospira funkcjonują pod potoczną nazwą spirulina) jest bogata w aminokwasy niezbędne i potrzebne pszczołom lipidy.
Autorzy raportu z pisma Apidologie przeprowadzili porównania zawartości aminokwasów w pyłku zebranym przez pszczoły, zastępniku pyłku, a także w spirulinie w proszku i wyhodowanych (świeżo zebranych) sinicach. Oprócz tego zastosowali analizę lipidomiczną.
Co istotne, akademicy potwierdzili, że sinice działają prebiotycznie i że za ich pomocą można by oddziaływać na liczebność i metabolizm dobrych bakterii.
By odżywić kolonie w czasie niedoboru pyłku, pszczelarze wykorzystują niekiedy zastępniki pyłku. Dostępne w handlu wysokobiałkowe substytuty pyłku tworzone są np. na bazie mąki sojowej czy szczepów drożdży piwowarskich. Niestety, żaden z tych uzupełniających pokarmów nie zastępuje całkowicie naturalnego pyłku, dlatego potrzeba naukowej poprawy skuteczności substytutów pyłku wydaje się zasadnicza dla współczesnego pszczelarstwa. Powinniśmy przy tym myśleć, jak to zrobić w przyjazny dla środowiska sposób - podkreśla Ricigliano.
Sinice dałoby się hodować na dużą skalę z minimalną ilością wody i dodatków, także tam, gdzie uprawa soi i innych roślin jest niemożliwa. Wszystko, czego nam trzeba, to płytkie zbiorniki, sole mineralne i światło słoneczne [...].
Obecnie naukowcy testują dietę sinicową w terenie, by upewnić się, czy jest atrakcyjna dla pszczół i wspiera wzrost kolonii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Sinice z pustyni Atakama, która jest jednym z najsuchszych obszarów na świecie, ekstrahują wodę z minerałów. Dzięki temu mogą przetrwać w tym surowym środowisku. Wyniki badań amerykańskiego zespołu ukazały się w piśmie PNAS.
Naukowcy od dawna podejrzewali, że mikroorganizmy mogą umieć ekstrahować wodę z minerałów, ale po raz pierwszy udało się to zademonstrować - podkreśla prof. Jocelyne DiRuggiero z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
Ekipa z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine oraz Riverside skupiła się na sinicach Chroococcidiopsis, które występują na pustyniach na całym świecie, i na gipsie - uwodnionym siarczanie wapnia. Kolonizujące mikroorganizmy bytują pod cienką warstwą minerału, która chroni je przed skrajnymi temperaturami panującymi na pustyni Atakama, a także przed silnym wiatrem i palącym słońcem.
DiRuggiero wybrała się na pustynię, by pobrać próbki gipsu. Zabrała je do laboratorium, pocięła na mniejsze fragmenty, w których można było znaleźć mikroorganizmy i przesłała je do analizy materiałowej do prof. Davida Kisailusa. Okazało się, że sinice ekstrahują wodę i wywołują przemianę fazową gipsu do anhydrytu (bezwodnego siarczanu wapnia).
W kolejnym etapie badań Amerykanie pozwolili sinicom kolonizować próbki gipsu 1) w obecności wody (co miało oddawać środowisko o dużej wilgotności) i 2) w sytuacji jej braku. Stwierdzono, że w obecności wilgoci gips nie ulegał przemianie do anhydrytu. Sinice nie potrzebowały wody z minerału, bo pozyskiwały ją z otoczenia. Kiedy jednak są poddawane stresowi, nie mają wyboru i muszą ekstrahować wodę z gipsu, wywołując przemianę fazową minerału - opowiada Kisailus.
Za pomocą metod mikroskopowo-spektroskopowych akademicy ustalili, że sinice wwiercają się w minerał jak mali górnicy; tworzy się biofilm zawierający kwasy organiczne. Wei Huang zauważył, że sinice wykorzystywały kwasy, by penetrować minerał w określonych kierunkach krystalograficznych - tylko wzdłuż płaszczyzn, gdzie łatwiej dostać się do wody.
Czy to oznacza, że na Marsie [który przypomina pustynię Atakama] istnieje życie? Nie umiemy powiedzieć, ale uzyskane wyniki dają nam pojęcie, jak sprytne mogą być mikroorganizmy - podkreśla DiRuggiero.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.