Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Zielony sposób na arszenik

Recommended Posts

W Parku Narodowym Yellowstone odkryto glony, które potrafią rozkładać arszenik. Cyanidioschyzon żyją w pobliżu gorących źródeł, gdzie występuje wiele toksycznych substancji. Najnowsze badania wykazały, że świetnie radzą sobie one z arszenikiem, przetwarzając go na mniej toksyczną formę. W przyszłości algi te mogą znaleźć zastosowanie zarówno przy neutralizacji niebezpiecznych odpadów kopalnianych, jak i w produkcji bezpieczniejszej żywności i środków ochrony roślin.

Tim McDermott i Barry Rosen z Montana State University we współpracy z Corinne Lehr z California Polytechnic State University opisali w PNAS sposób działania alg.

Cyanidioschyzon występują w całym Parku Yellowstone, ale naukowcy skupili się na tych, żyjących w Norris Geyser Basin. Przebywają one w bardzo kwaśnych (pH 0,5-3,5) wodach o temperaturze do 57 stopni Celsjusza. Obszary ich występowania są bardzo bogate w toksyczny arszenik. Wody w których żyją nie nadają się do spożycia nawet po zmianie pH.

Naukowcy zbadali białka występujące w algach i okazało się, że najpierw utleniają one truciznę, a następnie ją redukują i zmieniają w mniej toksyczne formy. Jedną z tych form jest gaz, który łatwo ulatnia się w gorącym środowisku. Barry Rosen stwierdził, że badania alg pokazują, w jaki sposób organizmy są w stanie poradzić sobie w bardzo niesprzyjających warunkach. Jeśli życie może pojawić się w środowisku o wysokiej temperaturze i wysokiej koncentracji metali ciężkich, takich jak arsen, oznacza to, że mogło wyewoluować na innych planetach czy księżycach, takich jak Tytan czy Encladus - mówi.

Naukowcy zauważają też, że niektóre rośliny uprawne, takie jak np. ryż, wykazują skłonność do koncentracji wysokich dawek arszeniku. Oczywiście nikogo nie zabije on natychmiast, ale jego obecność znacząco zwiększa ryzyko zachorowania na nowotwory.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy w historii nauki biolodzy opisali rośliny żyjące wewnątrz komórek kręgowców. Okazało się bowiem, że glony występują nie tylko pod osłoną jaj ambystomy plamistej (Ambystoma maculatum), ale i w komórkach rozwijających się embrionów. Co więcej, kanadyjsko-amerykański zespół uważa, że algi są najprawdopodobniej dziedziczone po rodzicach.
      Zespół doktora Ryana Kerneya z Dalhousie University opublikował wyniki swoich badań w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences. O tym, że glony występują w jajach ambystom, wiedziano już od długiego czasu, problemem było jednak to, jak się tam dostają. Sprawa się nieco wyjaśniła, gdy odkryto DNA glonów w organach reprodukcyjnych dorosłych płazów. Wydaje się zatem możliwe, że ulegają one dziedziczeniu. Nazywamy to transmisją wertykalną, ale prawdopodobnie mamy do czynienia z połączeniem tego zjawiska i alg absorbowanych z otoczenia.
      Kerney wyjaśnia, że w jajach glony zapewniają rozwijającym się embrionom tlen, a z kolei algi korzystają z wydalin płodu, w których znajduje się sporo potrzebnego roślinom azotu. Same ambystomy plamiste rzadko pojawiają się na powierzchni (przez większość czasu ukrywają się w korzeniach drzew, pod kamieniami itp., a wiosną mniej więcej o tej porze kończy się ich hibernacja), ale galaretowate pakiety jaj umieszczają blisko powierzchni wody. Trudno więc sobie wyobrazić lepsze warunki do życia dla glonów.
      Akademicy z Dalhousie University oraz Indiana University posłużyli się mikroskopem fluorescencyjnym. Dzięki temu mogli stwierdzić, że pigmenty glonów jarzyły się wewnątrz komórek płaza po oświetleniu światłem o określonej długości fali. Przed tym odkryciem naukowcy sądzili, że rośliny nie mogą żyć wewnątrz komórek kręgowców. Płazy, ptaki czy ssaki mają przecież wysoce wyspecjalizowany układ odpornościowy, który powinien zwalczać obce organizmy. Tymczasem algi naprawdę opanowują tkanki kręgowców.
      Pierwszy przypadek endosymbiozy eukariotycznych glonów w komórkach kręgowców sugeruje, że być może to wcale nie jest odosobniony przypadek. Ponieważ u innych ambystom, salamander i żab w jajach także występują algi, niewykluczone, że i u nich nie ograniczają się one wyłącznie do osadzania na osłonie czy infiltrowania przez nią, trafiając ostatecznie do komórek embrionu.
      Związek jaj ambystomy z glonami zaobserwowano ponad 100 lat temu. Zyskał on formalną nazwę w 1927 r., gdy Lambert Printz nadał algom wiele mówiącą nazwę Oophilia amblystoma (nazwę rodzaju można przetłumaczyć jako "kochający jaja"). Natury symbiozy nie poznano jednak aż do lat 80. ubiegłego wieku, gdy wykazano eksperymentalnie, że pod nieobecność glonów embriony nie rozwijają się tak szybko. Podobnie było zresztą z algami. Bez płodów ambystom do towarzystwa rosły wolniej.
      Kanadyjsko-amerykański zespół skorzystał z techniki zwanej fluorescencyjną hybrydyzacją in situ (FISH od ang. fluorescence in situ hybridization). Pozwoliła ona na wykrycie sekwencji 18S rRNA unikatowej dla Oophilia za pomocą specjalnych fluorescencyjnych sond.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcom udało się znaleźć odpowiedź na pytanie, dlaczego po wymieraniu permskim, które miało miejsce 250 milionów lat temu, doszło do spadku poziomu tlenu w oceanach, co z kolei opóźniło odrodzenie się populacji dużych zwierząt.
      Katja Meyer i Jonathan Payne z Uniwersytetu Stanforda uważają, że winnymi takiego stanu rzeczy były algi i bakterie.
      Wymieranie permskie zostało wywołane wzrostem działalności wulkanicznej na Syberii. Do atmosfery przedostały się olbrzymie ilości toksycznych gazów, pyłów, na powierzchnię Ziemi wypłynęła lawa. Wyginęły rośliny i zwierzęta. Duża ilość dwutlenku węgla doprowadziła do wzrostu temperatur na naszej planecie. Wyższe temperatury spowodowały zwiększenie tempa obiegu wody, było więcej opadów, a deszcze były kwaśne, gdyż rozpuszczony był w nich dwutlenek węgla z powietrza - mówi Meyer. Kwaśne deszcze przyspieszyły erozję gleby, przez co do oceanów spływało więcej składników odżywczych. To z kolei doprowadziło do gwałtownego rozrostu alg i bakterii w płytszych wodach. Gdy ich kolejne pokolenia umierały, rozkładające je bakterie tlenowe doprowadziły do znacznego spadku poziomu tlenu w wodzie. Bardzo niski poziom tlenu utrzymywał się przez około 5 milionów lat po wymieraniu permskim.
      Wcześniej takie teorie nie zyskiwały poparcia, gdyż trudno było je poprzeć dowodami. Algi czy bakterie nie pozostawiają zbyt wielu śladów w skamielinach. Meyer i Payne przeanalizowali skład chemiczny wapieni, które obecnie znajdują się na południu Chin, ale przed 250 milionami lat były dnem morskim. Uczeni sprawdzali przede wszystkim dwa izotopy węgla - C12 i C13. Oba są obecne w wodzie morskiej, a większość organizmów żywych ma w swojej strukturze lżejszy C12. Badając stosunek C13 do C12 można sprawdzić, jak wiele organizmów żywych istniało w danym okresie geologicznym. Ich badania wykazały, że w tym czasie stosunek C13 do C12 był w wodach płytszych znacznie większy niż w wodach głębszych.
      Wygląda na to, że w płytkich wodach mieliśmy do czynienia z ogromną biologiczną produktywnością, co spowodowało, że głębsze wody stały się nieprzyjazne dla zwierząt. Całe odradzanie się życia zostało spowolnione przez nadmiar składników odżywczych, a nie przez ich niedobór. Większość z nas sądzi, że gdy biotop nie rozwija się zbyt dobrze, to należy go dożywić. Tutaj mamy sytuację, w której mniej pożywienia oznaczałoby lepszą sytuację dla biotopu - stwierdził Payne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Być może nigdy nie poznamy wszystkich gatunków żyjących na Ziemi - wciąż w zakamarkach globu odkrywane są nowe, nieznane zwierzęta, czy rośliny i nikt się temu nie dziwi. Ale odkrycie całej nowej gromady organizmów wydaje się nieprawdopodobne, zwłaszcza, jeśli żyją one powszechnie. A jednak jest to możliwe: naukowcy odkryli nieznaną wcześniej gromadę alg, na dodatek potrafiących żyć zarówno w słodkiej jak i słonej wodzie.
      Historia odkrycia zaczęła się pod koniec lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy to Michael Rappé, wykładowca University of Hawaii zidentyfikował w pobieranych próbkach nieoczekiwane, nie dające się zaklasyfikować DNA. Informacje o tym pozostały w publikacjach i dopiero po dekadzie wzbudziły zainteresowanie uczonych z Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) oraz Dalhousie University and the Natural History Museum (NHM). Sebastian Sudek, Heather Wilcox i Alexandra Worden oraz Thomas Richards i Eunsoo Kim postanowili odszukać nieznany organizm. Mając jedynie zapisu o jego DNA nie było to łatwe; skonstruowano w tym celu specjalne sondy mające wykrywać poszukiwane sekwencje DNA. Przebadano nimi próbki wody pochodzące z różnych miejsc: północno-wschodniego Pacyfiku, północnego Atlantyku, Morza Sargassowego, Cieśniny Florydzkiej, oraz różnych zbiorników lądowych. W próbkach z pięciu lokalizacji odkryto DNA poszukiwanego organizmu - co ciekawe, zarówno w próbkach wody morskiej, jak i słodkiej.
       
      Wiem, że jesteś, ale jak wyglądasz?
       
      Pozostał problem, jak ten organizm zidentyfikować, mając tylko jego DNA, a nie mając żadnych danych na temat jego cech fizycznych: wielkości, wyglądu, zachowania, itd. Udało się to dzięki dołączeniu do sond specjalnego fluorescencyjnego barwnika, reagującego na poszukiwane DNA - tajemnicze organizmy wreszcie zaczęły świecić.
      Okazały się nimi mikroskopijne, kompletnie nieznane dotąd algi (glony), jak się okazało, tworzące własną gromadę i niespokrewnione z dotychczas znanymi glonami. Bowiem mimo jednej nazwy („glony"), jak obrazowo tłumaczą uczeni, jedna gromada alg jest mniej spokrewniona z drugą, niż grzyb z człowiekiem. Znalezisko nazwano rappemonadami (ang. rappemonad) na cześć pierwszego, nieświadomego odkrywcy. Ich „stężenie" w różnych środowiskach waha się od bardzo wysokiego do bardzo niskiego, ale za to występują bardzo powszechnie: poza morzami najczęściej w niewielkich słodkowodnych zbiornikach, mają też dość duży zakres tolerancji na temperaturę. Dlaczego dotychczas umykały one naukowcom? Jak tłumaczą szczęśliwi odkrywcy, były one zbyt małe, żeby wejść w obszar zainteresowań badaczy dużych, wielokomórkowych alg, oraz zbyt duże, żeby zwrócili na nie uwagę uczeniu zajmujący się pikoplanktonem.
      Grupa badawcza MBARI zajmuje się głównie wpływem mikroskopijnych organizmów (jak plankton) na funkcjonowanie ekosystemu, odkrycie nowej gromady organizmów pokazuje, jak wiele czynników jeszcze nam umyka.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Biolodzy odkryli na głębokości ponad 200 m dwa typy prehistorycznych glonów, które nazwali żywymi skamieniałościami. Wg nich, mogły powstać ze wspólnego przodka wszystkich zielonych roślin ok. 1 mld lat temu.
      Algi te występują w morzu na stosunkowo dużych głębokościach – 210 m, a to dużo jak na fotosyntetyzujący organizm. Można je spotkać w płytszych wodach, ale zazwyczaj pod rafami, gdzie dociera niewiele światła. Wydaje się, że glony mają specjalny chlorofil, który pozwala im wykorzystywać światło z niebieskiego zakresu długości fal – opowiada prof. Frederick Zechman z Uniwersytetu Stanowego Kalifornii, który nawiązał współpracę z innymi Amerykanami i Belgami. Razem pobierali próbki skategoryzowanych już wcześniej roślin z rodzajów Palmophyllum i Verdigellas (Palmophyllum z wód w okolicach Nowej Zelandii, a Verdigellas z zachodniej części Atlantyku).
      Zespół Zechmana jako pierwszy przeprowadził badania genetyczne glonów: analizowano gen tworzącego małą podjednostkę rybosomu 18S rRNA oraz dwa geny chloroplastów (atpB i rbcL). To wtedy okazało się, z jak starym znaleziskiem mamy do czynienia. Ustalono, że algi są co prawda wielokomórkowe, ale pojedyncze komórki wydają się ze sobą słabo powiązane. Tworzą one galaretowatą macierz, przyjmującą kształt m.in. łodygi.
      Przed zakończeniem analiz biolodzy sądzili, że nowo odkryte glony będą należeć do zielenic (Chlorophyta) lub do linii, z której wyodrębniły się ramienicowate i w końcu rośliny lądowe (telomowe). Niestety, nowe algi nie pasowały do żadnego kladu - zespołu organizmów mających wspólnego przodka – co sugerowało, że reprezentują bardzo starą grupę zielonych roślin. Wg Zechmana, ze względu na odmienność glony powinno się zaliczyć do ich własnego rzędu Palmophyllales.
      Naukowcy sądzą, że prehistoryczne algi, stanowiące roślinny odpowiednik innych żywych skamieniałości krokodyli, zawdzięczają swój sukces zamieszkiwanemu środowisku. Na tak dużych głębokościach temperatura zmienia się w bardziej ograniczonym zakresie, o mniejszym stresie związanym z działaniem fal czy roślinożercami nie wspominając.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chlorofil - związek chemiczny pozwalający roślinom (a także glonom i niektórym bakteriom) na czerpanie energii w procesie fotosyntezy można uznać za podstawę istnienia życia na Ziemi w ogóle. Dlatego odkrycie nowego, nieznanego typu chlorofilu jest wydarzeniem w biologii.
      Dotychczas znano cztery rodzaje chlorofilu. Najbardziej rozpowszechnione są chlorofil A i B, znajdowane u roślin zielonych. Oba te typy chlorofilu pochłaniają głównie światło widzialne w zakresie niebieskim (około 465 nanometrów) oraz żółtopomarańczowym/czerwonym (665 nm), odbijając światło zielone (stąd bierze się zielony dla nas kolor roślinności). Chlorofil C i D znajdowany jest u mniej licznych organizmów, głównie u glonów. Rodzaj C pochłania światło podobnie do A i B, z trochę przesuniętym spektrum, zaś D głównie czerwone (697 nm).
      Nową odmianę chlorofilu, nazwaną „F", odkryto w stromatolitowych skałach basenu Hamelin, w Zatoce Rekina w zachodniej Australii. Ponieważ znaleziono go w ekstraktach z osadów dennych, nie jest jeszcze pewne, jakie organizmy go wytwarzają, wg Mina Chena, biologa molekularnego na University of Sydney, który dokonał odkrycia, najbardziej prawdopodobnym ich twórcą są nitkowate cyjanobakterie, czyli sinice.
      Największą jednak sensacją jest to, że chlorofil F absorbuje światło o długości nieużytkowanej przez inne organizmy. Wykorzystuje on promieniowanie tuż spoza czerwonego końca widma widzialnego, czyli bliską podczerwień. To zmienia całkowicie pojęcie o możliwościach chlorofilu. Co ciekawe, budową niewiele różni się od znanych odmian chlorofilu i prawdopodobnie jest wykorzystywany przez organizmy żyjące nisko, w miejscach, gdzie pozostałe spektrum światła jest już pochłonięte przez konkurencję.
      Naukowcy snują już plany praktycznego wykorzystania odkrycia. Chcą przy pomocy inżynierii genetycznej wprowadzić chlorofil F do wybranych gatunków glonów, tak udoskonalone, absorbowałyby większą część spektrum światła i były znacznie wydajniejszymi producentami na przykład biopaliw.
×
×
  • Create New...