Bir laboratuvar ölçekli dikey akış yoluyla sütununda bir Prekambriyen demirli deniz upwelling sistemini simüle. Amaç O 2 ve Fe (II) ve nasıl jeokimyasal profillerini anlamaya siyanobakteriler üretmek O 2 olarak gelişmeye oldu. Sonuçlar, fotosentetik üretilen O 2, Fe (II) oksitlenmeye karşı Kemoklin kurulmasını göstermektedir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Prekambriyen Deniz upwelling Sistemi Fotosentetik Bakteri Büyüme Keşfet bakımından zengin bir Demir (II) Laboratuar Simülasyonu
Bu makalede
Özet
Özet
Bazı Prekambriyen Şeritli Demir Oluşum (BIF) birikimi için geleneksel bir konsept Prekambriyen okyanusta hidrotermal kaynaklardan demir demir [Fe (II)] upwelling moleküler oksijen ile okside olduğu varsayımına ilerler [O 2] siyanobakteriler tarafından üretilen. önce yaklaşık 2,4 milyar yıl (Gy) de önce Büyük oksidasyon Olay (GOE) yatırılan eski BIFS, anoksik koşullar altında anoxygenic photoferrotrophs tarafından Fe (II) direkt oksidasyonu ile oluşan olabilirdi. Farklı biyolojik senaryolar altında geliştirmek jeokimyasal ve mineralojik desenleri test etmek için bir yöntem olarak, biz bir laboratuar ölçeğinde bakımından zengin deniz upwelling sistemi eski bir okyanusun temsilcisi anoksik Fe (II) simüle etmek için bir 40 cm uzunluğunda dikey akış yoluyla sütun tasarlanmış . Silindir jeokimyasal geçişlerini stabilize etmek için bir gözenekli cam boncuk matris ile doluydu ve demir ölçümü için sıvı örnekleri su kolonu boyunca alınabilir. Çözünmüş oksijen olduğudışarıdan optodes yoluyla non-invaziv algıladı. su sütununda alt üst ayrı bir ışık degrade ve siyanobakteriler günümüze gelen Fe (II) ve upwelling akıları ilgili biyotik deneyler, Fe oluşumu için göstermek açık kanıtlar elde edilen sonuçlar (III) mineral çökeltiler ve Kemoklin gelişimi Fe arasında (II) ve O 2. Bu sütun bize simüle deniz Prekambriyen koşullar altında (ve gelecekteki photoferrotrophs olarak) siyanobacteria kültüre göre BIFS oluşması için hipotezler test etmenizi sağlar. sığ deniz veya göl çökelleri de dahil olmak üzere - Ayrıca bizim sütun kavramı çeşitli kimyasal ve fiziksel ortamların simülasyonu için izin verdiğini varsayımında.
Giriş
Prekambriyen (4.6 Gy 0.541 kadar önce) atmosfer fotosentetik üretilen oksijen kademeli birikmesi deneyimli (O 2), belki de yaklaşık 2.4 Gy sözde "Büyük oksidasyon Olay" (GOE) de adım değişiklikleri vurgulanmaya önce ve yine atmosferik O kadar Neoproterozoyik (1-,541 Gy önce) 2 Modern seviyeleri 1 yaklaştı. Siyanobakteri oksijenik fotosentez 2 yeteneğine sahip ilk organizmaların evrimsel kalıntıları bulunmaktadır. Jeokimyasal kanıt ve modelleme çalışmaları ağırlıklı olarak anoksik atmosfer 3-5 altındaki yüzey okyanusta yerel oksijen vahalar üreten siyanobakteri ya da oksijenli fotosentez veya oksijenik fototroflar....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Kültürleme Ortama hazırlanması 1.
Not: kültür ortamının hazırlanması için gerekli ekipman, kimyasallar ve sarf malzemeleri ile ilgili bilgiler Tablo listelenir 1 parantez içinde italik alfanümerik kodlar Tablo 2'de dökümü ve Şekil 1'de gösterildiği ekipman bakın..
- Deniz fototrofun (MP) ortamın 5 L Hazırlama Wu ve ark., 16 protokole ( "orta" olarak anılan). Oksijensiz ve steril 1 M HCI veya 0.5 M Naco 3 kullanılarak 6.8 pH ayarlayın. Fe için bir kaynak olarak (II), bir sonraki aşamada orta çözelti filtre edildikten sonra 50....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Kontrol deneyi
Abiyotik kontrol deneyleri (10 gün) sürekli olarak düşük oksijen konsantrasyonlarını gösterdi (O 2
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Prekambrien okyanus mikrobiyal topluluklar tarafından düzenlenen veya bunların aktivite bir sonucu ve mevcut jeokimyasal koşulları değiştirilmiştir. BIF kaynağını yorumlama, araştırmacılar, genellikle Sedimentolojinin ya BIF jeokim- örneğin, Smith ve ark. 23 ve Johnson ve ark., 24 göre mikroorganizmaların varlığını veya aktivitesini çıkarılabilir. Antik ortamlara jeokimyasal analogları sahip, modern ortamlarda çağdaş organizmaların çalışma aynı zamanda değerli bi.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Teşekkürler
Mark Nordhoff boru bağlantılarının tasarımı ve uygulanmasında yardımcı olmuştur. Ellen Struve seçmek ve kullanılan ekipman elde etmek için yardımcı oldu.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Widdel şişesi (5 L) | Ochs | 110015 | labor-ochs.de |
| Cam şişeler (5 L) | Rotilabo | Y682.1 | carlroth.com |
| Cam pipetler (5 ml) | 51714 | labor-ochs.de | |
| 0.22 &mikro; m Steritop filtre ünitesi (0.22 &mikro; m Polietersülfon membran) | Millipore | X337.1 | carlroth.com |
| Alüminyum folyo | |||
| Steril Luer Lock cam şırınga, pamukla | C681.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock paslanmaz çelik iğneler (150 mm, 1.0 mm 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< alt>2PO4 | Sigma | P5655 | sigmaaldrich.com |
| KBr | Sigma | P3691 | sigmaaldrich.com |
| KCl | Sigma | P9541 | sigmaaldrich.com |
| Cam silindir | Y310.1 | carlroth.com | |
| Cam yünü | 7377.2 | carlroth.com | |
| Cam boncuklar (ø 0.55 - 0.7& nbsp; mm) | 11079105 | biospec.com | |
| Bütil kauçuk tıpa (ø 1.2 cm) | 271024 | ||
| labor-ochs.de Petri Kabı, cam (ø 8.0 cm) | T939.1 | carlroth.com | |
| Polimerler tutkal | OTTOSEAL S68 | adchem.de | |
| Optik oksijen sensörü folyosu (oksijen analizi için aşağıya bakın) | – istek üzerine – | presens.de | |
| Kauçuk boru (35 mm, 7 mm ID) | 770350 | labor-ochs.de | |
| Luer Lock boru konektörü (3.0 mm, Luer kilit erkek = LLM) | P343.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock boru konektörü (3.0 mm, Luer kilit dişi = LLF) | P335.1 | carlroth.com | |
| Kauçuk boru (25 mm, 0.72 mm ID) | 2600185 | newageindustries.com | |
| Kauçuk boru (50 mm, 7 mm ID) | 770350 | labor-ochs.de | |
| Luer Lock paslanmaz çelik iğne (150 mm, 1.0 mm ID) | 201015 | labor-ochs.de | |
| Luer Lock cam şırınga (10 ml) | C680.1 | carlroth.com | |
| Gevşek pamuk | – | ||
| Butil kauçuk tıpa (ø 1.75 cm) | 271050 | labor-ochs.de | |
| Paslanmaz çelik iğne (40 mm, 1.0 mm ID) | Sterican | 4665120 | bbraun.de |
| Luer Lock paslanmaz çelik iğne (150 mm, 1,5 mm ID) | 201520 | labor-ochs.de | |
| pozisyonu: C.7'de | |||
| Polimer tutkal | OTTOSEAL S68 | adchem.de | |
| Paslanmaz çelik iğne (120 mm, 0,7 mm ID) | Sterican | 4665643 | bbraun.de |
| Kauçuk boru (40 mm, 0,74 mm iç çap) | 2600185 | newageindustries.com | |
| Isıyla daralan makaron (35 mm, 3 mm İç çap küçüldü) | 541458 - 62 | conrad.de | |
| Boru kelepçesi | STHC-C-500-4 | tekproducts.com | |
| Luer Lock tüp konektörü (1.0 mm, LLF) | P334.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock plastik kapak (LLM) | CT69.1 | carlroth.com | |
| Cam şişe (5 L) | Rotilabo | Y682.1 | carlroth.com |
| Bütil kauçuk tıpa (için GL45) | 444704 | labor-ochs.de | |
| Paslanmaz çelik kılcal (300 mm, 0,74 mm İç çap) | 56736 | sigmaaldrich.com | |
| Paslanmaz çelik kılcal (50 mm, 0,74 mm İç çap) | 56737 | sigmaaldrich.com | |
| Shrink makaron (35 mm, 3 mm İç çap küçüldü) | 541458 - 62 | conrad.de | |
| Kauçuk boru (100 mm, 0,74 mm İç Çap) | 2600185 | newageindustries.com | |
| Luer Lock tüp konektörü (1,0 mm, LLF) | P334.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock cam şırınga (10 ml) | C680.1 | carlroth.com | |
| Gevşek pamuk | – | ||
| Butil kauçuk tıpa (ø 1.75 cm) | 271050 | labor-ochs.de | |
| Paslanmaz Çelik iğne (40 mm, 0.8 mm ID) | Sterican | 4657519 | bbraun.de |
| Luer kilitli cam şırınga (5 ml) | C679.1 | carlroth.com | |
| Bütil kauçuk tıpa (ø 1.75 mm) | 271050 | labor-ochs.de | |
| Kauçuk boru (40 mm, 0.74 mm ID) | 2600185 | newageindustries.com | |
| Cam şişe (2 L) | Rotilabo | X716.1 | carlroth.com |
| Bütil kauçuk tıpa (GL45 için) | 444704 | labor-ochs.de | |
| Paslanmaz çelik kılcal (50 mm, 0,74 mm İç Çap) | 56736 | sigmaaldrich.com | |
| Kauçuk boru (30 mm x 0,74 mm İç Çap) | 2600185 | newageindustries.com | |
| Kauçuk boru (100 mm x 0,74 mm İç Çap) | 2600185 | newageindustries.com | |
| Luer Lock tüp konektörü (1,0 mm, LLF) | P334.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock 3 konektör (LLF, 2x LLM) | 6134 | cadenceinc.com | |
| Işık kaynağı | Samsung | SI-P8V151DB1US | samsung.com |
| Peristalik pompa | Ismatec | EW-78017-35 | coleparmer.com |
| Pompalama boruları (0.89 mm ID) | EW-97628-26 | coleparmer.com | |
| Paslanmaz çelik kılcal (200 mm, 0,74 mm ID) | 56736 | sigmaaldrich.com | |
| Paslanmaz çelik kılcal (400 mm, 0,74 mm İç Çap) | 56737 | sigmaaldrich.com | |
| Süpel-İnert Folyo (Tedlar - PFC) gaz paketi (10 L) | 30240-U | ||
| sigmaaldrich.com Kauçuk boru (30 mm, 6 mm ID) | 770300 | labor-ochs.de | |
| Luer Lock tüp konektörü (3.0 mm, LLM) | P343.1 | carlroth.com | |
| Luer Lock tüp konektörü (3.0 mm, LLF) | P335.1 | carlroth.com | |
| Gaz geçirmez şırınga (20 ml) | C681.1 | carlroth.com | |
| Bunsen brülörü | – | ||
| Oksijen ölçümü için fiber optik oksijen ölçer | Presens | TR-FB-10-01 | presens.de |
| Vakum pompası | – | ||
| Oksijen optodları için silikon yapıştırıcı | Presens | PS1 | presens.de |
Kaynaklar
- 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....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
