אנחנו מדומים מערכת גאות הימית ferruginous Precambrian בטור זרימה דרך אנכי בקנה מידה במעבדה. המטרה היתה להבין כיצד פרופילים גיאוכימיים של O 2 ו- Fe (II) להתפתח כפי כחוליות תוצרת O 2. התוצאות מראות על הקמת chemocline בשל Fe (II) חמצון ידי מיוצר photosynthetically O 2.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
סימולצית מעבדה של הברזל (II) -rich Precambrian ימי גאות מערכת לחקור את הצמיחה של חיידקים פוטוסינתטיים
במאמר זה
סיכום
תקציר
רעיון קונבנציונלי להפקדה של כמה תצורות ברזל Banded Precambrian (BIF) ממשיך בהנחת ברזל שחור [Fe (II)] גא ממקורות הידרותרמיות באוקיינוס Precambrian היה חמצון על ידי חמצן מולקולרי [O 2] המיוצר על ידי כחוליות. BIFs הבכור, שהופקדו לפני האירוע חמצון הגדול (Goe) בסביבות 2.4 מיליארד שנים (Gy) לפני, יכלו להיווצר על ידי חמצון ישירה של Fe (II) על ידי anoxygenic photoferrotrophs בתנאים anoxic. כשיטה לבדיקת דפוסי גיאוכימיים מינרלוגיות המתפתחים בתרחישים ביולוגיים שונים, עצבנו טור זרימה דרך אנכי ארוך 40 סנטימטר כדי לדמות Fe anoxic (II) -rich נציג מערכת גאות הימית של אוקיינוס קדום בסולם מעבדה . הגליל היה ארוז עם מטריקס חרוז זכוכית נקבובי כדי לייצב את הדרגתיים גיאוכימיים, דגימות נוזל כימות ברזל יכול להילקח ברחבי עמודת המים. החמצן המומס היההלא פולשני לאתר באמצעות optodes מבחוץ. תוצאות מניסויים ביוטיים כי מעורב ונתיבים גאים של Fe (II) מלמטה, שיפוע אור ברור מלמעלה, ובהווה כחוליות בעמודת המים, עדות ברורה תכנית להקמת Fe (III) משקע מינרליים ופיתוח של chemocline בין Fe (II) ו- O 2. עמודה זו מאפשרת לנו לבחון את השערות להיווצרות של BIFs ידי culturing כחוליות (ובסופו של photoferrotrophs בעתיד) בתנאי Precambrian ימיים מדומים. יתר על כן אנו משערים כי מושג הטור שלנו מאפשר הסימולציה של סביבות כימיות ופיסיקליות שונות - כולל משקעים ימיים או אֲגַמִי רדודים.
מבוא
Precambrian (4.6 כדי 0,541 Gy לפני) האווירה חוו הצטברות הדרגתית של חמצן photosynthetically מיוצר (O 2), אולי מלווה שינויים צעד לעבר "אירוע חמצון הגדול" כביכול (Goe) בכ 2.4 Gy לפני, ו שוב נאופרוטרוזואיקון (לפני 1 כדי 0,541 Gy) כמו O אטמוספרי 2 ניגש 1 רמות מודרניות. כחוליות הם השרידים האבולוציונית של אורגניזמים הראשון המסוגל חמצנית הפוטוסינתזה 2. מחקרים ראיות ודגימת גיאוכימיות לתמוך תפקיד בסביבות החוף רדוד מחסה קהילות פעילות של כחוליות או אורגניזמים המסוגלים פוטוסינתזה חמצנית או phototrophs חמצנית, יצירת נאות מדבר חמצן המקומית באוקיינוס השטח מתחת אווירה anoxic בעיקר 3-5.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת Culturing בינוני
הערה: מידע על ציוד, כימיקלים וציוד דרושים לשם ההכנה של מדיום התרבות מפורט בטבלה 1 נטוי קודי alphanumerical בסוגריים מתייחסים לציוד המפורט בלוח 2 שמוצג באיור 1..
- הכן 5 ליטר של ימית Phototroph (MP) בינוני (המכונה להלן כמו "מדיום") בעקבות פרוטוקול של וו et al. 16. התאם את ה- pH ל -6.8 באמצעות 1 anoxic וסטרילי M HCl או 0.5 M Naco 3. כמקור Fe (II), להוסיף 3.5 מיליליטר של....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
ניסוי בקרה
ניסויי שליטת אביוטי (10 ימים) הפגינו ריכוזי חמצן נמוכים בעקביות (O 2 <0.15 מ"ג / L) ללא תנודות משמעותיות Fe (II) -profile ברחבי עמודת המים הגאים. ההיווצרות של משקעים (כנראה Fe (III) (oxyhydr-) תחמוצות) במאגר הבינוני ואת הירידה הקלה בריכוזיות Fe (II) הכוללת מ 500 מיקרומטר עד 440 מיקרומטר מע.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
קהילות מיקרוביאלי באוקיינוס Precambrian הוסדרו על ידי, או שונות כתוצאה, פעילותם ואת התנאים גיאוכימיים רווחים. בפרשו את מקורותיה של BIF, חוקרים בדרך כלל להסיק את קיומו או אי פעילות של מיקרואורגניזמים על בסיס סדימנטולוגיה או גיאוכימיה של BIF, למשל, סמית et al. 23 וג'ונסון et al. 24. המחקר של אורגניזמים מודרניים בסביבות מודרני שיש אנלוגים גיאוכימיים לסביבות עתיקות הוא גם גישה מועילה, למשל, קרואו et al. 11
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אין לחשוף.
תודות
מארק נורדהוף סייע בתכנון ויישום של חיבורי צינורות. אלן שטרובה עזרה כדי לבחור ולרכוש ציוד המשמש.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| בקבוק Widdel (5 ליטר) | בקבוקי זכוכית Ochs | 110015 labor-ochs.de | |
| (5 ליטר) | Rotilabo | Y682.1 | carlroth.com |
| פיפטות זכוכית (5 מ"ל) | 51714 | labor-ochs.de | |
| 0.22 ומיקרו; m יחידת מסנן Steritop (0.22 ומיקרו; m קרום Polyethersulfone) | Millipore | X337.1 | carlroth.com |
| רדיד | |||
| מזרק זכוכית סטרילי Luer Lock, מלא בכותנה | C681.1 | ||
| carlroth.com מחטי נירוסטה Luer Lock (150 מ"מ, 1.0 מ"מ ID) | 201015 | labor-ochs.de | |
| NaCl | Sigma | 433209 | sigmaaldrich.com |
| MgSO4 | Sigma | 208094 | sigmaaldrich.com |
| CaCl2 | Sigma | C4901 | sigmaaldrich.com |
| NH4Cl | Sigma | A9434 | sigmaaldrich.com |
| KH< תת>2PO4 | Sigma | P5655 | sigmaaldrich.com |
| KBr | Sigma | P3691 | sigmaaldrich.com |
| KCl | Sigma | P9541 | |
| sigmaaldrich.com גליל | Y310.1 | carlroth.com | |
| צמר | 7377.2 | carlroth.com | |
| חרוזי זכוכית (ø 0.55 - 0.7& נ.ב.פ; מ"מ) | 11079105 | ||
| biospec.com פקק גומי בוטיל (ø 1.2 ס"מ) | 271024 | צלחת | |
| פטרי labor-ochs.de, זכוכית (ø 8.0 ס"מ) | T939.1 | דבק | |
| פולימרים | carlroth.com OTTOSEAL S68 | adchem.de | |
| רדיד חיישן חמצן אופטי (לניתוח חמצן, ראה להלן) | – על פי בקשה – | presens.de | |
| צינורות גומי (35 מ"מ, 7 מ"מ ID) | 770350 | labor-ochs.de | |
| מחבר צינור Luer Lock (3.0 מ"מ, Luer lock זכר = LLM) | P343.1 | carlroth.com | |
| מחבר צינור Luer Lock (3.0 מ"מ, Luer lock נקבה = LLF) | P335.1 | carlroth.com | |
| צינורות גומי (25 מ"מ, 0.72 מ"מ ID) | 2600185 | newageindustries.com | |
| צינורות גומי (50 מ"מ, 7 מ"מ ID) | 770350 | labor-ochs.de | |
| מחט נירוסטה Luer Lock (150 מ"מ, 1.0 מ"מ ID) | 201015 | ||
| מזרק זכוכית labor-ochs.de Luer Lock (10 מ"ל) | C680.1 | carlroth.com | |
| כותנה רופפת | – | ||
| פקק גומי בוטיל (ø 1.75 ס"מ) | 271050 | labor-ochs.de | |
| מחט נירוסטה (40 מ"מ, 1.0 מ"מ ID) | Sterican | 4665120 | bbraun.de |
| מחט נירוסטה Luer Lock (150 מ"מ, 1.5 מ"מ ID) | 201520 | ||
| מיקום labor-ochs.de: Luer Lock חלק מחבר נקבה בדבק | |||
| OTTOSEAL S68 | adchem.de | ||
| צינורות גומי (40 מ"מ, 0.74 מ"מ ID) | 2600185 | newageindustries.com | |
| צינורות מתכווצים בחום (35 מ"מ, 3 מ"מ ID מכווץ)541458 | - 62 | conrad.de | |
| מהדק | STHC-C-500-4 | ||
| tekproducts.com מחבר צינור Luer Lock (1.0 מ"מ, LLF) | P334.1 | ||
| carlroth.com מכסה פלסטיק Luer Lock (LLM) | CT69.1 | ||
| בקבוק זכוכית carlroth.com (5 ליטר) | Rotilabo | Y682.1 | |
| פקק גומי בוטיל carlroth.com (עבור GL45) | 444704 | labor-ochs.de | |
| נימי נירוסטה (300 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי) | 56736 | sigmaaldrich.com | |
| נימי נירוסטה (50 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי) | 56737 | ||
| sigmaaldrich.com צינורות מתכווצים (35 מ"מ, 3 מ"מ פנימי מכווץ) | 541458 - 62 | conrad.de | |
| צינורות גומי (100 מ"מ, 0.74 מ"מ ID) | 2600185 | newageindustries.com | |
| מחבר צינור Luer Lock (1.0 מ"מ, LLF) | P334.1 | מזרק | |
| זכוכית carlroth.com Luer Lock (10 מ"ל) | C680.1 | carlroth.com | |
| כותנה רופפת | – | ||
| פקק גומי בוטיל (ø 1.75 ס"מ) | 271050 | labor-ochs.de | |
| מחט נירוסטה (40 מ"מ, 0.8 מזהה מ"מ | מזרק זכוכית Sterican | 4657519 bbraun.de | |
| Luer Lock (5 מ"ל) | C679.1 | ||
| פקק גומי בוטיל carlroth.com (ø 1.75 מ"מ) | 271050 | צינורות | |
| גומי labor-ochs.de (40 מ"מ, 0.74 מ"מ ID) | 2600185 | ||
| בקבוק זכוכית newageindustries.com (2 ליטר) | Rotilabo | X716.1 | carlroth.com |
| פקק גומי בוטיל (עבור GL45) | 444704 | labor-ochs.de | |
| נימי נירוסטה (50 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי) | 56736 | sigmaaldrich.com | |
| צינורות גומי (30 מ"מ x 0.74 מ"מ קוטר פנימי) | 2600185 | newageindustries.com | |
| צינורות גומי (100 מ"מ x 0.74 מ"מ קוטר פנימי) | 2600185 | ||
| newageindustries.com מחבר צינור Luer Lock (1.0 מ"מ, LLF) | P334.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock מחבר תלת כיווני (LLF, 2x LLM) | 6134 | ||
| cadenceinc.com מקור אור | Samsung | SI-P8V151DB1US | samsung.com |
| משאבה פריסטלית | Ismatec | EW-78017-35 | |
| צינורות שאיבה coleparmer.com (0.89 מזהה מ"מ | EW-97628-26 | coleparmer.com | |
| מ"מ ID) | 770300 | labor-ochs.de | |
| מחבר צינור Luer Lock (3.0 מ"מ, LLM) | P343.1 | ||
| מחבר צינור Luer Lock carlroth.com (3.0 מ"מ, LLF) | P335.1 | ||
| carlroth.com מזרק אטום לגז (20 מ"ל) | C681.1 | carlroth.com | |
| מבער | – | ||
| מד חמצן סיבים אופטיים לכימות חמצן | Presens | TR-FB-10-01 | |
| presens.de משאבת | – | ||
| דבק סיליקון לאופטודות חמצן | Presens | PS1 | presens.de |
מקורות
- Lyons, T. W., Reinhard, C. T., Planavsky, N. J. The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere. Nature. 506 (7488), 307-315 (2014).
- Raymond, J., Blankenship, R. E. The origin of the oxygen-evolving complex. Coord. Chem. Rev. 252 (3-4), 377-383 (2008).
- Kendall, B., Reinha....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
