Məlumat

Fotosintez olmadan oksigen səviyyələri sabit olacaqmı?

Fotosintez olmadan oksigen səviyyələri sabit olacaqmı?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən CO$_2$ dövrünün necə işlədiyini bir neçə biologiya dərsində, orta məktəbdə, ibtidai məktəbdə, geologiya və fizikada öyrəndim. Sonra bu gün NY Times-da iddia edilən bir məqalə dərc edildi:

... bu, fotosintezin atmosferdəki oksigen miqdarına nəzarət etdiyi bir mifdir. Planetdəki bütün fotosintez dayandırılsa belə, atmosferdəki oksigen miqdarı 1 faizdən az dəyişəcək.

Mən həqiqətən çaşmışam. Əgər fotosintez olmadan yer təbii olaraq 20% oksigenə malikdirsə, niyə Böyük Oksigenləşmə Hadisəsi zamanı sıçrayış etdi? Bunu bir neçə dəfə təkrar oxudum. Heç bir sitat yoxdur; bunu izah edə biləcək başqa kontekst yoxdur. Əgər bu, iqlim dəyişikliyini inkar edən düşərgədən gəlsəydi, mən sadəcə olaraq çiynini çəkərdim, amma etimadnamələr əksini söyləyərdi. NY Times-dadır və Nadine Unger Yaledə atmosfer kimyaçısıdır.

Təxmin edirəm ki, bu, sadəcə olaraq, həqiqət taxılına malik çaşdırıcı bir paraqrafdır. Sual olunur ki, o taxıl haradadır? Fotosintezi söndürsək, atmosferdəki oksigen miqdarı indiki səviyyənin 1%-i daxilində nə qədər qalacaq?


Sualınızın cavabı əlaqələndirdiyiniz Vikipediya məqaləsinin birinci qrafikindədir: Böyük Oksigenləşmə Hadisəsi. Zamanın milyardlarla il ölçüldüyü həmin qrafikdə görürsən ki, O2, istehsal edildiyi kimi, okeanlarda, dəniz dibi qayalarında, quru səthlərində udulmuş və nəhayət, təxminən .85 milyard il əvvəl, O2 lavabolar doludur və atmosferdə toplanan qaz.[1] Dediyiniz sünbül yəqin ki, bununla bağlı idi

böyük damarlı quru bitkilərinin təkamülü nəticəsində O2 hasilatı artırdı və O2 Permo-Karbonifer dövründə mikroblara davamlı, liqninlə zəngin üzvi maddələrin qlobal basdırılmasının artması səbəbindən səviyyələr (Berner 2004).

Daha sadə desək, istehsal olunan oksigen miqdarı, okean təbəqələrinin sabitləşməsi və okeanın ən dərin qatlarında “artıq karbonun basdırılması” arasında tarazlıq hələ qurulmamışdı. Əksəriyyəti O2 yer üzündə milyonlarla il əvvəl istehsal edilmişdir; Bu bir mifdir ki, O2 bu gün nəfəs aldığımız eyni O2 dünən okean fitoplanktonu tərəfindən hazırlanmışdır.

Nadene Unger NYT məqaləsində bildirir

[I]t, fotosintezin atmosferdəki oksigen miqdarına nəzarət etdiyinə dair bir mifdir. Planetdəki bütün fotosintez dayandırılsa belə, atmosferdəki oksigen miqdarı 1 faizdən az dəyişəcək.

Bunun səbəbi çox böyük var oksigen batır okeanın səth təbəqələri kimi oksigen qazını saxlayan. O kimi2 istifadə olunarsa, okean pulsuz O imtina edərdi2. Bu lavabolara görə bəziləri bunu təxmin edir

Əgər fotosintez dayansaydı, 5000 ildən sonra tənəffüs, hava şəraiti və yanma nəticəsində atmosfer oksigeni tükənəcək.[2]

digərləri isə bunu bildirir

Əgər hansısa səbəbdən fotosintez dayansaydı, bütün üzvi karbon anbarının oksidləşməsi O2-nin 1%-dən azını istehlak edərdi.2 hal-hazırda atmosferdə və daha heç bir O olmayacaqdı2 itkisi (çünki oksidləşəcək üzvi karbon qalmayacaq). Əksinə, tənəffüs və çürümə dayanarsa, bütün atmosfer CO-nun çevrilməsi2 O2 fotosintezlə O artıracaq2 səviyyəsi cəmi 0,2% azalıb.[3]

Dəqiq nə olacağına dair hərtərəfli cavab almaq çox çətindir. Güman edirik ki, bütün bitki örtüyü/fitoplankton qəfil yox olur, yoxsa ölür (beləliklə, O.2)? Yemək olaraq bitki örtüyünün/planktonun və s. çatışmazlığına əsaslanaraq heyvanların tez tez ölümünü güman edirikmi, yoxsa daha yavaş olacaq? Dediyim kimi, hərtərəfli cavab tapmaq çətindir. Hər halda, atmosfer O2 dərhal heç bir şəkildə vəhşicəsinə dalğalanmayacaq.

[1] Atmosferin və okeanların oksigenləşməsi Heinrich D Holland, Phil. Trans. R. Soc., 29 iyun 2006-cı il
[2] Qlobal Oxygen Cycle
[3] Atmosfer Kimyasına Giriş


Fotosintez

Bu bölməni tamamlayana qədər siz bu səhifədə və Campbell-də Fəsil 10-un (Fotosintez) müvafiq bölmələrində əsas anlayışları izah edə bilməlisiniz:

  • İşıq reaksiyaları işıq enerjisini necə tutur və onu kimyəvi enerjiyə çevirir.
  • Kalvin dövrü işıq reaksiyalarının nəticələrindən necə istifadə edir.
  • Fotosintez və hüceyrə tənəffüsü arasındakı oxşarlıqlar və fərqlər.

Daha ətraflı məqsədlər üçün bu səhifənin altındakı nəzərdən keçirmə bölməsinə baxın.

Campbell-də fotosintezin əhatə dairəsi əladır, onu oxumağı tövsiyə edirəm. Bu səhifədə mən Bio 6B üçün əsas fotosintez ideyalarından bəziləri haqqında qısa məlumat verəcəyəm, fəsli tamamlamaq və viktorina və ara imtahan üçün nə gözləyəcəyinizə dair aydın fikir vermək məqsədi daşıyır.

Başlamazdan əvvəl bu videoya baxmağı məsləhət görürəm: Fotosintez | HHMI Bioİnteraktiv Video. Sadə baxışdan ətraflı mexanizmlərə qədər əla videodur. 11 dəqiqə ərzində bilməli olduğunuz hər şey bu ola bilər!


Həll edilmiş oksigen və su həyatı

Həll edilmiş oksigen su həyatının bir çox formaları üçün vacibdir.

Həll edilmiş oksigen balıqlar, onurğasızlar, bakteriya və bitkilər də daxil olmaqla bir çox həyat formaları üçün lazımdır. Bu orqanizmlər qurudakı orqanizmlər kimi tənəffüsdə oksigendən istifadə edirlər. Balıqlar və xərçəngkimilər tənəffüs üçün oksigeni qəlpələri vasitəsilə alır, bitki həyatı və fitoplankton isə fotosintez üçün işıq olmadıqda tənəffüs üçün həll olunmuş oksigen tələb edir 4 . Tələb olunan həll olunmuş oksigenin miqdarı canlıdan məxluqa dəyişir. Alt qidalandırıcılar, xərçənglər, istiridyələr və qurdlar minimum miqdarda oksigenə ehtiyac duyur (1-6 mq/L), dayaz su balıqları isə daha yüksək səviyyəyə (4-15 mq/L) ehtiyac duyurlar.

Bakteriyalar və göbələklər kimi mikroblar da həll olunmuş oksigen tələb edir. Bu orqanizmlər su hövzəsinin dibində üzvi materialı parçalamaq üçün DO-dan istifadə edirlər. Mikrobların parçalanması qida maddələrinin təkrar emalına mühüm töhfə verir. Bununla belə, nadir hallarda və ya dövriyyəsi olmayan su hövzəsində (həmçinin təbəqələşmə kimi tanınır) çürüyən üzvi material (ölməkdə olan yosunlardan və digər orqanizmlərdən) çox olarsa, aşağı su səviyyələrində oksigen daha tez istifadə olunacaq ⁶.


Bitkilərdə çıxarılan və dərman istehsalında istifadə olunan çoxlu kimyəvi maddələr var. Ürək xəstələrində ağrı kəsici və qan laxtalanmasını azaltmaq üçün istifadə edilən aspirin dərmanı söyüd ağacının qabığından çıxarılan salisilik turşudan əldə edilir. Morfin və kodein kimi daha güclü ağrıkəsicilər (analjeziklər) xaşxaş bitkisinin toxumlarından əldə edilən qurudulmuş şirə olan tiryəkdən hazırlanır.

Bu günə qədər dərman xassələri üçün sınaqdan keçirilmiş bitkilərin sayı yalnız minlərlədir. Tropik yağış meşələrindən qaynaqlanan növlərin çoxu da daxil olmaqla hələ sınaqdan keçirilməli olan çoxlu sayda var. Bu bitki növlərinin naməlum müalicəvi xüsusiyyətləri tropik meşələr kimi təbii yaşayış yerlərinin qorunmasının əhəmiyyətini artırır.

Tikinti materialı, yanma üçün yanacaq və kağız istehsalında istifadə olunan ağac ağaclardan alınır.


Fotosintez sürətini ölçmək üçün müxtəlif üsullar hansılardır?

Fotosintez sürətini hesablamaq üçün bir neçə əsas üsul var. Bunlara daxildir:

1) CO-nun qəbulunun ölçülməsi2

2) O-nun istehsalının ölçülməsi2

3) Karbohidratların istehsalının ölçülməsi

4) Quru kütlədə artımın ölçülməsi

Tənəffüs tənliyi fotosintez üçün olan tənliyin demək olar ki, əksi olduğundan, bu üsulların yalnız fotosintezi ölçdüyünü və ya fotosintez və tənəffüs arasındakı tarazlığı ölçdüyünü düşünməlisiniz.

Karbon qazının udulması ilə fotosintezin ölçülməsi

"Hərəkətsiz yosunlardan" istifadə - "Yosun topları" texnikası kimi tanınan hidrogen karbonat indikator məhlulunda hərəkətsizləşdirilmiş yosunlardan istifadə edərək fotosintez və tənəffüs sürətini ölçmək asan və dəqiqdir. Fotosintezi ölçmək üçün hərəkətsiz yosunlardan istifadə haqqında tam protokolu oxuyun.

IRGA-dan istifadə - CO-nun qəbulu2 CO-nu müqayisə edə bilən IRGA (İnfra-Qırmızı Qaz Analizatoru) vasitəsi ilə ölçülə bilər.2 yarpaq/bitki və CO-nu əhatə edən kameraya keçən qazda konsentrasiya2 otağı tərk edir.

CO istifadə2 ekran - Daha sadə desək, siz bir bitkini plastik torbaya qoyub CO-ya nəzarət edə bilərsiniz2 CO istifadə edərək çantada konsentrasiya2 ekran. Təbii ki, torpaq və köklər çantada OLMALIDIR (nəfəs alırlar). Alternativ olaraq, bitki ilə çantaya bir az Bikarbonat Göstərici Məhlulu yerləşdirə və rəng dəyişikliyini izləyə bilərsiniz. Son nöqtəni daha az subyektiv etməyə çalışmaq üçün bu, ən yaxşı şəkildə istinad rəng cədvəli ilə edilə bilər. Bu, bir neçə bitki arasında müqayisə apara bilər. Bu üsulla bağlı çətinliklər var, əminəm ki, siz qiymətləndirə bilərsiniz. Bitkilərin yarpaq sahəsi ölçülməlidir ki, bitki ölçüsünü kompensasiya edə biləsiniz. Atmosfer havası cəmi 400ppm CO təşkil edir2, belə ki, çox CO yoxdur2 monitorinq etmək və zavodda CO2-i tezliklə tükənəcək2 təmir etmək.

Oksigen istehsalı ilə fotosintezin ölçülməsi

Oksigen, gölməçələrdən əmələ gələn qabarcıqları saymaqla və ya müəyyən müddət ərzində əmələ gələn qazın miqdarını ölçmək üçün Audus aparatından istifadə etməklə ölçülə bilər. Bunu etmək üçün yerləşdirin Cabomba kapilyar boruya qoşulmuş su banyosunda tərs şprisdə gölməçə otu (siz də istifadə edə bilərsiniz) Elodea, amma tapırıq Cabomba daha etibarlı). Yabanı otu NaHCO-nun məhluluna qoyun3 həll. Daha sonra lampadan müxtəlif məsafələrdə hasil edilən qazın miqdarını araşdıra bilərsiniz. Pondweed istifadə edərək fotosintezin necə araşdırılacağına dair tam protokolu oxuyun.

Karbohidratların istehsalı ilə fotosintezin ölçülməsi

Bir diskin yarpağın bir tərəfindən kəsildiyi (rezin bungə qarşı mantar çubuqundan istifadə edərək) və quruduqdan sonra çəkildiyi bir xam üsul var. Bir neçə gün (hətta həftələr sonra) yarpağın digər yarısından disk kəsilir, qurudulur və çəkilir. Diskin kütləsinin artması yarpaqda yığılmış əlavə kütlənin göstəricisidir. Bunu etmək çox sadədir və vəhşi təbiətdə böyüyən bitkiləri araşdırmaq imkanı verir. Bununla belə, yəqin ki, bu üsulda bir neçə qeyri-dəqiqlik barədə düşünə bilərsiniz.

Ölçmə quru kütlənin artması ilə fotosintez

Quru kütlə tez-tez bir neçə bitkinin yığıldığı, sabit çəkiyə qədər qurudulduğu və çəkildiyi "seriyalı məhsul" texnikası ilə izlənilir - bu, təcrübə müddətində təkrarlanır. Bir neçə bitki yığsanız və onların nə qədər kütlə topladığını qeyd etsəniz, baş vermiş tənəffüs üzərində və yuxarıda artıq fotosintezin dəqiq ölçüsünə sahib olacaqsınız. Əksər üsullarda olduğu kimi, sizə bir neçə bitki lazımdır ki, təkrar ölçmələrə sahibsiniz və lazım olduqda orta və standart sapma tapa biləsiniz.

Fotosintezdə işıqdan asılı reaksiyanın tədqiqi

Təpə reaksiyasında DCPIP-nin rəngsizləşmə sürəti fotosintezin işıq tələb edən mərhələlərinin sürətinin ölçüsüdür.


Qədim süxurlar oksigeni yaradan fotosintezin ilk sübutlarını qeyd edir

Yeni bir araşdırma göstərir ki, 3,2 milyard il əvvəl okeanın dibində əmələ gələn dəmir tərkibli süxurlar oksigenin şübhəsiz dəlillərini daşıyır. Bu oksigen üçün yeganə məntiqi mənbə canlı orqanizmlər tərəfindən fotosintezin ən qədim məlum nümunəsidir, Viskonsin-Madison Universitetinin geoalimləri deyirlər.

UW-Madison-da geoelm professoru və NASA Astrobiologiya İnstitutunun üzvü Klark Conson deyir ki, 𔄛.4 milyard il əvvələ aid qaya okeanda əsasən sərbəst oksigen olmadığını göstərdi.”. “Son tədqiqatlar 3 milyard ildə oksigendə kiçik bir artım göstərdi. Tədqiq etdiyimiz süxurların yaşı 3,23 milyard ildir və kifayət qədər yaxşı qorunub saxlanılmışdır və biz inanırıq ki, onlar əvvəlki kəşflərdən xeyli əvvəl okeanlarda oksigen üçün müəyyən əlamətlər göstərirlər.”

Dəmir oksidində olan oksigeni azad etmək üçün ən ağlabatan namizəd qədim okeanda yaşamış ibtidai fotosintetik orqanizmlər olan siyanobakteriyalardır. Həyat üçün ən erkən dəlillər indi 3,5 milyard il əvvələ aiddir, buna görə də oksigen fotosintez həyatın özündən nisbətən qısa müddət sonra inkişaf edə bilərdi.

Son vaxtlara qədər geologiyanın ənənəvi müdrikliyi 2,4-2,2 milyard il əvvələ qədər “böyük oksigenləşmə hadisəsi”nə qədər oksigenin nadir olduğunu düşünürdü.

Dəmir oksidi və kvarsdan ibarət jasper adlanan tədqiq olunan süxurlar onları əmələ gətirən çöküntüdə tərkibin dəyişməsi nəticəsində yaranan müntəzəm zolaqlar göstərir. Oksigeni aşkar etmək üçün UW-Madison alimləri dəmir oksidlərinin əmələ gəlməsi üçün nə qədər oksigenin lazım olduğunu müəyyən etmək ümidi ilə mürəkkəb bir kütlə spektrometri ilə dəmir izotoplarını ölçdülər.

Aaron Satkoski Cənubi Afrikada tapılan 3,23 milyard illik qaya nüvəsindən kəsilmiş nümunəni saxlayır. Zolaqlar müxtəlif növ çöküntülərin okean dibinə düşərək qayaya bərkidilməsini göstərir.

“Dəmir oksidləri çox az oksigenlə suda əmələ gələn dalğa pozuntusu səviyyəsindən aşağıda əmələ gələn incə dənəli, dərin çöküntüdə olan,”, ilk müəllif, Geologiya Departamentinin köməkçisi Aaron Satkoski deyir. Lakin dayaz, dalğa ilə qarışdırılmış çöküntüdən əmələ gələn daha dənəvər qaya paslı görünür və tərkibində dəmir oksidi var ki, onun əmələ gəlməsi üçün daha çox oksigen tələb olunur.

Satkoski dedi ki, əyani sübut dəmir izotoplarının ölçülməsi ilə dəstəkləndi.

Tədqiqat NASA tərəfindən maliyyələşdirilib və Earth and Planetary Science Letters jurnalında dərc edilib.

Yohannesburq Universitetinin əməkdaşı Nikolas Beukes tərəfindən təqdim edilən nümunələr Cənubi Afrikanın şərqindəki geoloji cəhətdən sabit bir bölgədən idi.

Nümunələr tək bir qazma nüvəsindən gəldiyi üçün elm adamları o dövrdə fotosintezin geniş yayıldığını sübut edə bilmirlər, lakin təkamül etdikdən sonra çox güman ki, yayıldı. “Oksigen fotosintezi inkişaf etdirmək üçün təkamül təzyiqi var idi,” Conson deyir. “Bir dəfə bunu etmək üçün kifayət qədər mürəkkəb olan mobil qurğular düzəltsəniz, enerji təchizatınız tükənməzdir. Yaşamaq üçün yalnız günəşə, suya və karbon qazına ehtiyacınız var.”

Johnson əlavə edir ki, digər orqanizmlər oksigeni azad etməyən fotosintez formalarını inkişaf etdirdilər, lakin onlar isti qrunt sularında həll olunan minerallara etibar etdilər - okean suyundan daha az bol mənbə. Və 3,2 milyard il əvvəl dayaz okeanda oksigen mütləq mövcud olsa da, konsentrasiya indiki okeanlarda tapılan konsentrasiyanın yalnız 0,1 faizi səviyyəsində təxmin edilirdi.

Aaron Satkoski Cənubi Afrikadan ilk oksigen fotosintez tarixini 3,23 milyard il əvvələ endirən qaya nümunələrini təhlil etmək üçün istifadə edilən yüksək ayırdetməli kütlə spektrometri ilə təsvir edilmişdir.

UW-Madison-un baş alimi, həmmüəllif Brian Beard deyir ki, dəmirin nəticələrinin təsdiqi nümunələrdə uran və onun parçalanma məhsulları üzərində aparılan tədqiqatlar nəticəsində əldə edilib. “Uran yalnız oksidləşmiş formada həll olunur, ona görə də çöküntüdəki uran süxur bərkidikdə oksigen ehtiva etməli idi.”.

Uranın radioaktiv parçalanması nəticəsində əmələ gələn qurğuşunun ölçülməsi uranın süxur nümunəsinə 3,2 milyard il əvvəl daxil olduğunu göstərdi. “Bu, uranın bu yaxınlarda əlavə olunmadığına dair müstəqil yoxlama idi’. O, qaya kimi köhnədir, orijinal materialıdır,' Beard deyir.

“Biz bakteriyalar tərəfindən oksigenli fotosintezin başladığı yaşı təyin etməyə çalışırıq,” deyir. “Siyanobakteriyalar dayaz suda yaşaya, fotosintez edə, oksigen yarada bilərdi, lakin oksigen mütləq atmosferdə və ya dərin okeanda deyildi.”

Johnson deyir ki, fotosintez çox gözəl bir hiylə idi və gec-tez yayılmağa başladı. “Həyat oksigenli fotosintez əldə etdikdən sonra səma həddi olur. Bunun hər yerə getməyəcəyini gözləmək üçün heç bir səbəb yoxdur.”


Oksigen istehsal edən siyanobakteriyalar kompleks həyatı necə asanlaşdırdı

Achim Herrmann erkən siyanobakteriyaların yayılmasını araşdırır. Kredit: Koziel/TUK

Yer atmosferinin fotosintezin tullantı məhsulu olan oksigenlə davamlı olaraq zənginləşdirilməsi prosesi olan "Böyük Oksigenləşmə Hadisəsi" (GOE) başladı.

2,43 milyard il əvvəl. Mənbə, elmə görə, fotosintez edən siyanobakteriyalardır. Bəs bu mühüm dönüş niyə belə gec baş verdi? Siyanobakteriya həyatı, qaya nümunələrinin göstərdiyi kimi, GOE-dən ən azı 300 milyon il əvvəl mövcud idi. TU Kaiserslautern-də doktorluq dissertasiyasında erkən siyanobakteriyaların yayılmasını araşdıran Achim Herrmann cavab axtarışındadır. Onun hazırkı elmi məqaləsi indi jurnalda dərc olunub Təbiət Əlaqələri.

"GOE üçün tələb olunan siyanobakteriyaların yayılmasının niyə gecikdiyini izah etmək üçün bir-birinə qarışan bir çox elmi nəzəriyyə var" deyə geomikrobiologiya üzrə Mişel Qerinqerlə doktorluq dissertasiyası üzərində işləyən Herrmann izah edir. "Məsələn, onlar şirin suda yaranmış ola bilər, o zaman da indiki kimi Yer səthinin yalnız bir hissəsini əhatə edirdi. Onlar duzlu sulara uyğunlaşana və nəhayət açıq okeanda məskunlaşana qədər kifayət qədər miqdarda su əmələ gətirə bildilər. biokütlənin Yer atmosferində qlobal dəyişikliyə səbəb olması." Başqa bir nəzəriyyə, dəmirlə zəngin okean suyunun əvvəlcə fotosintez edən bakteriyalar üçün zəhərli ola biləcəyidir. Dəmir dəniz mühitində, əsasən, Yerin oksigensiz "Arxey" dövründə yüksək həll olunan, azaldılmış dəmir (II) ionları şəklində toplanmışdı.

Herrmann öz tədqiqatında dəmir toksini fərziyyəsi üzərində qurulmuşdur. "Biz dəmirin (II) təkcə müasir siyanobakteriyaları deyil, həm də daha ibtidai, dəniz suşlarını, xüsusilə Pseudanabaena sp. PCC7367 və Synechococcus sp. PCC7336-nı böyümə və fotosintetik fəaliyyətinə mane olub-olmadığını yoxlamaq istədik" dedi bioloq.

Eksperimental quraşdırmanın nə qədər vacib olduğu tez bir zamanda aydın oldu. Bakteriyaların oksigensiz qapalı şüşə qablarda becərildiyi artıq qurulmuş sistemlərdə, onlar demək olar ki, heç bir artım nümayiş etdirmədilər: "Hər iki suşda bioloji aktivlik çox aşağı idi və Synechococcus-da demək olar ki, tamamilə yatırıldı" Herrmann deyir. Həll yolu: "TUK metal emalatxanasından xüsusi hazırlanmış anaerob iş stansiyası, onun kameralarında atmosferin tərkibi tam və avtomatik tənzimlənə bilər" deyir. "Bu qurğudan istifadə edərək, qaz mübadiləsini təmin etmək üçün siyanobakteriyaları qaz keçirən qapaqları olan böyük laboratoriya şüşələrində becərdik. Onların istehsal etdiyi oksigen müntəzəm olaraq sistemdən çıxarıldı və karbon qazı təklif olunan Arxey atmosfer səviyyələrində sabit saxlanıldı. Beləliklə, biz Arxey qaya nümunələrində nəzərdə tutulduğu kimi dayaz dəniz oksigen vahəsini həyata keçirə bilir."

Gözlənildiyi kimi, siyanobakteriyalar daha orijinal mühitdə özlərini "daha rahat hiss etdilər". Bəs dəmir artan konsentrasiyalarda vurulduqda nə baş verdi? Pseudanabaena ştamından olan bakteriyalar ardıcıl olaraq yaxşı, lakin nəzarət sistemində olduğundan daha yavaş böyüdü. Bunun əksinə olaraq, Synechococcus ştammı dəmir artdıqca hüceyrə bölünmə sürətini açıq şəkildə azaldır. İstehsal olunan oksigen atmosferə qaçmaq əvəzinə, ilk növbədə həll olunmuş Fe (II) ionlarını oksidləşdirdi. Və hər iki ştamm üçün oksigen istehsal sürəti, bu gün bizi əhatə edən kimi, oksigenli atmosferə malik nəzarət qurğusuna nisbətən anoksik olaraq tənzimlənmiş eksperimental mühitdə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək dəyərlərə çatdı. Bu, müasir atmosferdəki oksigen səviyyələrinin Yerin keçmişdəki anoksik atmosferi ilə müqayisədə fotosintezi pozduğunu göstərir.

Bundan əlavə, Fe(II) və oksidləşmiş dəmir Fe(III) qarışığı olan yaşıl pasın əmələ gəlməsi yalnız Herrmann tərəfindən hazırlanmış mədəniyyət sistemində göstərilmişdir. Yaşıl pasın əmələ gəlməsi bioloji aktivliyin güclü azalması ilə müşayiət olunurdu, yəqin ki, bakteriya hüceyrələrini əhatə edən dəmir oksidləri səbəb olur. Arxey dövründə bu cür yaşıl pasın əmələ gəlməsi, bu gün dəmir filizinin ən mühüm mənbəyi olan zolaqlı dəmir birləşmələrinə həlledici töhfə vermiş ola bilər.

Nəhayət, Herrmann eksperimental ssenarini bir daha dəyişdi və gelgit zonası üçün dəmir şərtlərini simulyasiya etdi. Dəmir gecə, fotosintetik fəaliyyət olmadığı üçün oksigen konsentrasiyası sıfıra düşdüyü zaman əlavə edildi. Nəticə: böyümə hər iki suşda əhəmiyyətli dərəcədə yavaşladı, lakin heç vaxt tamamilə dayanmadı. Bu, Arxey oksigen vahasının gecə ərzində dəmirlə zəngin suyun axınına da dözə biləcəyini göstərir. Burada da yaşıl pasın əmələ gəlməsi baş verdi, lakin daha tez oksidləşə bildi və bununla da böyüməni dayandırmadı.

Bütövlükdə, Herrmann tədqiqatı Yer tarixinin tapmacasında daha çox boşluqları doldurdu. O, hər iki siyanobakteriya ştammı üçün Arxey oksigen vahasında dəmir dövrünün necə davam edə biləcəyini və daha yüksək oksigen istehsal sürətinə görə GOE-nin başlaması üçün çox güman ki, daha kiçik müstəmləkə ərazilərinin kifayət edəcəyini təsvir edə bildi. O, həmçinin arxeylərin yaşayış şəraitini daha yaxşı təmsil edən siyanobakteriyaların böyüməsi üçün bir konsepsiya hazırladı.

"Ümid edirəm ki, tədqiqat məqaləmlə oksigenlə zəngin atmosferimizin ilk növbədə necə təkamül edə bildiyini daha yaxşı anlamağa kömək edə bilərəm" dedi Herrmann.


Prokaryotlarda fotosintez

Fotosintezin iki hissəsi və işıqdan asılı reaksiyalar və Kalvin dövrü və xloroplastlarda baş verdikləri üçün təsvir edilmişdir. Bununla belə, siyanobakteriyalar kimi prokaryotlarda membrana bağlı orqanellər yoxdur. Prokaryotik fotosintetik avtotrof orqanizmlərdə xlorofilin bağlanması və fotosintez üçün plazma membranının qatlanması var (Şəkil (PageIndex<4>)). Məhz burada siyanobakteriyalar kimi orqanizmlər fotosintez edə bilir.

Şəkil (PageIndex<4>): Fotosintetik prokaryotda tilakoidlər kimi fəaliyyət göstərən plazma membranının qatlanmış hissələri var. Bunlar xloroplast kimi bir orqanoiddə olmasa da, fotosintezi həyata keçirmək üçün lazım olan bütün komponentlər mövcuddur. (Kredit: Matt Russell-dən miqyas çubuğu məlumatları)


Həll edilmiş oksigen və su

Həll edilmiş oksigen (DO) suda nə qədər oksigenin həll olunduğunun ölçüsüdür - canlı su orqanizmləri üçün mövcud olan oksigen miqdarı. Bir çayda və ya göldə həll olunan oksigenin miqdarı bizə suyun keyfiyyəti haqqında çox şey deyə bilər.

USGS alimi Ohayo ştatının Kettering şəhərindəki Huffman Parkında Holes Creek-də müxtəlif su keyfiyyəti şərtlərini ölçür.

USGS onilliklər ərzində suyun ölçülməsi ilə məşğuldur. Bəzi ölçmələr, məsələn temperatur, pH, və xüsusi keçiricilik ABŞ-ın harasında suyun tədqiq olunmasından asılı olmayaraq, demək olar ki, hər dəfə su nümunəsi götürüldükdə və tədqiq edildikdə götürülür. Tez-tez qəbul edilən başqa bir ümumi ölçü həll edilmiş oksigendir (DO), suda nə qədər oksigenin həll olunduğunun ölçüsüdür - DO bizə suyun keyfiyyəti haqqında çox şey deyə bilər.

Həll edilmiş oksigen və su

Su molekullarında oksigen atomu olsa da, bu oksigen təbii sularda yaşayan su orqanizmləri üçün lazım olan şey deyil. Az miqdarda oksigen, hər milyon suya təxminən on molekula qədər oksigen əslində suda həll olunur. Oksigen axına əsasən atmosferdən daxil olur və yeraltı suların axınlara axıdılmasının böyük bir hissəsini təşkil etdiyi ərazilərdə yeraltı suların axıdılması. Bu həll olunmuş oksigen balıqlar və zooplanktonlar tərəfindən nəfəs alır və onların yaşaması üçün lazımdır.

Həll edilmiş oksigen və suyun keyfiyyəti

Həll olunmuş oksigen konsentrasiyalarının aşağı olduğu evtrofik göl. Belə şəraitdə yosunların çiçəklənməsi baş verə bilər.

Dağ çayında və ya böyük çayda olduğu kimi sürətlə hərəkət edən suda çoxlu həll olunmuş oksigen var, durğun su isə daha azdır. Suda olan bakteriyalar üzvi maddələrin parçalanması kimi oksigeni istehlak edə bilər. Beləliklə, göllərdə və çaylarda həddindən artıq üzvi maddələr evtrofik vəziyyətə səbəb ola bilər ki, bu da su obyektinin "ölməsinə" səbəb ola biləcək oksigen çatışmazlığı vəziyyətinə səbəb ola bilər. Su həyatı, tərkibində çoxlu çürüyən, üzvi material olan durğun suda çətin anlar yaşaya bilər, xüsusən də yayda (həll olmuş oksigenin konsentrasiyası oksigenlə tərs bağlıdır) suyun temperaturu), həll olunmuş oksigen səviyyələri mövsümi aşağı olduqda. Gölün səthinə yaxın su - epilimnion - onlar üçün çox isti, dibinə yaxın suda - hipolimnionda - çox az oksigen var. Vəziyyətlər isti, sakit hava dövründə xüsusilə ağırlaşa bilər və nəticədə çoxlu balıqlar tələf olur. Yəqin ki, bu problemdən qaynaqlanan yerli göllərdə yayda balıqların öldürülməsi haqqında eşitmiş ola bilərsiniz.

Həll edilmiş oksigen, temperatur və su həyatı

Suyun temperaturu çayda və ya su obyektində həll olunmuş oksigen konsentrasiyasına təsir göstərir.

Diaqramdan göründüyü kimi, səth sularında həll olunmuş oksigenin konsentrasiyası temperaturdan təsirlənir və həm mövsümi, həm də gündəlik dövrə malikdir. Soyuq su isti sudan daha çox həll olunmuş oksigeni saxlaya bilər. Qışda və erkən yazda, suyun temperaturu aşağı olduqda, həll edilmiş oksigen konsentrasiyası yüksək olur. Yaz və payızda suyun temperaturu yüksək olduqda, həll olunmuş oksigen konsentrasiyası çox vaxt aşağı olur.

Səth sularında həll olunmuş oksigen su həyatının bütün formaları tərəfindən istifadə olunur, buna görə də bu tərkib adətən göllərin və çayların "sağlamlığını" qiymətləndirmək üçün ölçülür. Oksigen bir axına daxil olur atmosfer və dən yeraltı suların axıdılması. Yeraltı suların axıdılmasından oksigenin töhfəsi əhəmiyyətlidir, lakin yalnız qrunt sularının axın axınının böyük tərkib hissəsi olduğu ərazilərdə, məsələn, buzlaq yataqları. Fotosintez həll olunmuş-oksigen/temperatur nisbətinə təsir edən əsas prosesdir, suyun şəffaflığına və günəş işığının gücünə və müddətinə, öz növbəsində fotosintezin sürətinə təsir göstərir.

Hipoksiya və "ölü zonalar"

Missisipi və Atçafalaya çaylarının axıdıldığı Luiziana ştatının cənubunda yerləşən Meksika körfəzinin “ölü zonası” haqqında eşitmiş ola bilərsiniz. Meksika körfəzinin şimalında mövsümi olaraq yeraltı sular həll olunmuş oksigenlə tükəndikdə və əksər həyatı təmin edə bilməyəndə ölü zona əmələ gəlir. Zona Missisipi Deltasının qərbində Luiziana ştatının kontinental şelfində əmələ gəlir və bəzən Texasdan da uzanır. Oksigen tükənməsi yazın sonunda başlayır, yayda artır və payızda bitir.

Meksika körfəzinin şimalında Meksika Körfəzinin Cənub-Şərqi Ərazisinin Monitorinqi və Qiymətləndirilməsi Proqramının (SEAMAP) illik yay kruizində 8 iyun - 17 iyul 2009-cu il tarixləri arasında ölçülən dib sularında həll olunmuş oksigen. Narıncı və qırmızı rənglər daha az həll olunmuş oksigen konsentrasiyasını göstərir.

Oksigenlə zəngin yeraltı suların əmələ gəlməsi qida maddələri ilə zəngin (azotfosfor) Missisipi və Atçafalaya çaylarından axıdılması. Boşalmada olan bio-mövcud qida maddələri yosunların çiçəklənməsini stimullaşdıra bilər, onlar ölür və bakteriyalar tərəfindən yeyilir, yeraltı suda oksigeni tükəndirir. Səth sularının oksigen tərkibi normaldır duzluluq yayda oksigen konsentrasiyası 2 mq/l-dən az olduqda adətən litr başına 8 milliqramdan (8 mq/l) çox olur, su hipoksik kimi müəyyən edilir (CENR, 2000). Hipoksiya qaça bilməyən bir çox orqanizmi öldürür və buna görə də hipoksik zona qeyri-rəsmi olaraq “ölü zona” kimi tanınır.

Meksika körfəzinin şimalındakı hipoksik zona məhsuldar və qiymətli balıqçılığın mərkəzindədir. Hipoksik zonaların artan tezliyi və genişlənməsi balıqçılıqdan kommersiya və rekreasiya istifadəçiləri üçün mühüm iqtisadi və ekoloji problemə çevrilmişdir.

Həll edilmiş oksigenin ölçülməsi

Suyun keyfiyyətinin ölçülməsini qeyd etmək üçün istifadə edilən çox parametrli monitor.

Həll olunmuş oksigeni ölçmək üçün sahə və laboratoriya sayğacları çoxdan mövcuddur. Bu şəkildən göründüyü kimi, müasir sayğaclar kiçik və yüksək elektrondur. Onlar hələ də kabelin sonunda yerləşən bir zonddan istifadə edirlər. Həll edilmiş oksigen temperaturdan asılıdır (əks əlaqə), buna görə də hər istifadədən əvvəl sayğac düzgün kalibrlənməlidir.

Yerinizi sınamaq istəyirsiniz suyun keyfiyyəti?

Su test dəstləri bütün dünyada su ehtiyatlarının qorunmasında ictimaiyyətin məlumatlılığını və cəlbini inkişaf etdirən beynəlxalq təhsil və maarifləndirmə proqramı olan World Water Monitoring Challenge (WWMC) tərəfindən əldə edilə bilər. Müəllimlər və su elmi həvəskarları: Yerli sularda əsas suyun keyfiyyəti testlərini yerinə yetirmək istəyirsiniz? WWMC ucuz test dəstləri təklif edir ki, siz öz testlərinizi edə biləsiniz temperatur, pH, bulanıqlıq, və həll olunmuş oksigen.

Su xüsusiyyətləri haqqında çox şey bildiyinizi düşünürsünüz?
Bizim götürün interaktiv su xassələri doğru/yalan viktorina və su biliklərinizi sınayın.


Fotosintezin əhəmiyyəti

Fotosintez vacibdir, çünki bitkilər üçün qida və oksigen istehsal edir. Fotosintez olmasaydı, insan qidası üçün lazım olan çoxlu meyvə və tərəvəzləri istehlak etmək mümkün olmazdı. Həmçinin, insanları yeyən bir çox heyvan bitkilərlə qidalanmadan yaşaya bilməzdi.

Digər tərəfdən, bitkilərin istehsal etdiyi oksigen, yer üzündəki bütün canlıların, o cümlədən insanların yaşaya bilməsi üçün lazımdır. Fotosintez həm də atmosferdə oksigen və karbon qazının sabit səviyyədə saxlanmasına cavabdehdir. Fotosintez olmasaydı, Yer kürəsində həyat mümkün olmazdı.


Videoya baxın: Fotosintez. (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Tobrecan

    Yerini vurmusan. Bu əla fikirdir. Mən sizə dəstək olmağa hazıram.

  2. Conary

    mövqeyini tut.

  3. Meztidal

    Mən sizinlə tamamilə razıyam. Bununla bağlı bir şey var və bu yaxşı bir fikirdir. Mən sizə dəstək olmağa hazıram.

  4. Bryon

    Düzdür, hər şey ola bilər



Mesaj yazmaq