Name: שיטה בעלות נמוכה למדידת התפוקה הראשונית באתרה של קהילות פריפיטון במים לנטיים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-16T13:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: למד שיטה בעלות נמוכה למדידת התפוקה הראשונית של קהילות פריפיטון במים לנטיים באתרה. השיטה מאפשרת איסוף נתונים בו-זמנית במיקומים שונים ללא פגיעה בסביבה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה נתמך על ידי הקרן הצ'כית למדע (GACR 19-05791S), RVO 67985939, ועל ידי CAS במסגרת התוכנית של אסטרטגיית AV 21, חיסכון בקרקע והתאוששות. תודה רבה לאונדז'יי סיהלסקי על שצילם את הצילומים בשדה - בלעדיו, הצילומים היו גיהינום מוחלט. הפרויקט לא היה מתאפשר ללא שיתוף פעולה הדוק עם חברות, Palivový Kombinát Ústí s.p. ו- Sokolovská Uhelná, שסיפקו גישה ליישובים הנחקרים.

<ol><li>Blachart, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+consequences+of+climate+change+for+primary+production+and+fish+production+in+large+marine+ecosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Philosophical+Transactions+of+the+Royal+Society+B%3A+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Potential consequences of climate change for primary production and fish production in large marine ecosystems.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 367 (1605), 2979-2989 (2012).</li>
<li>Howarth, R. W., Michaels, A. F. The Measurement of primary production in aquatic ecosystems. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHowarth%2C+RW+%22Methods+in+Ecosystem+Science%22">Methods in Ecosystem Science</a>. Sala, O. E., Jackson, R. B., Mooney, H. A., Howarth, R. W. , Springer. New York, NY. 72-85 (2000).</li>
<li>Vadenbecouer, Y. E. G., Peterson, M. J., Vander, Z., Kalff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Benthic+algal+production+across+lake+size+gradients%3A+Interactions+among+morphometry%2C+nutrients%2C+and+light%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology%22%5BJournal%5D)">Benthic algal production across lake size gradients: Interactions among morphometry, nutrients, and light.</a> Ecology. 89 (9), 2542-2552 (2008).</li>
<li>Reimer, A., Landmann, G., Kempe, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lake+Van%2C+eastern+Anatolia%2C+hydrochemistry+and+history%5BTitle%5D)+AND+%22Aquatic+Geochemistry%22%5BJournal%5D)">Lake Van, eastern Anatolia, hydrochemistry and history.</a> Aquatic Geochemistry. 15 (1), 195-222 (2009).</li>
<li>Cantonati, M., Lowe, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lake+benthic+algae%3A+toward+an+understanding+of+their+ecology%5BTitle%5D)+AND+%22Freshwater+Sciences%22%5BJournal%5D)">Lake benthic algae: toward an understanding of their ecology.</a> Freshwater Sciences. 33 (2), 475-486 (2014).</li>
<li>Gaarder, T., Gran, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+the+production+of+plankton+in+the+Oslo+Fjord.+Rapports+et+Proces-verbaux+des+R%C3%A9unions%5BTitle%5D)+AND+%22Conseil+International+pour+l%27%C3%89xploration+de+la+Mer%22%5BJournal%5D)">Investigation of the production of plankton in the Oslo Fjord. Rapports et Proces-verbaux des Réunions.</a> Conseil International pour l'Éxploration de la Mer. 42, 1-48 (1927).</li>
<li>Hall, R. O., Thomas, S., Gaiser, E. E. Measuring Freshwater Primary Productivity and Respiration. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHall%2C+RO+%22Principles+and+Standards+for+Measuring+Primary+Productivity%22">Principles and Standards for Measuring Primary Productivity</a>. Fahey, T. J., Knapp, A. K. , Oxford Academic. New York. The Long-Term Ecological Research Network Series (2007).</li>
<li>Howart, R., Michaels, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chapter+6+The+Measurement+of+Primary+Production+in+Aquatic+Ecosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Springer+Science+and+Business+Media+LLC%22%5BJournal%5D)">Chapter 6 The Measurement of Primary Production in Aquatic Ecosystems.</a> Springer Science and Business Media LLC. , (2000).</li>
<li>Kopáček, J., Hejzlar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semi-micro+determination+of+total+phosphorus+in+soils%2C+sediments%2C+and+organic+materials%3A+a+simplified+perchloric+acid+digestion+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Communications+in+Soil+Science+and+Plant+Analysis%22%5BJournal%5D)">Semi-micro determination of total phosphorus in soils, sediments, and organic materials: a simplified perchloric acid digestion procedure.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26 (11-12), 1935-1946 (1995).</li>
<li>Benson, B. B., Krause, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+concentration+and+isotopic+fractionation+of+oxygen+dissolved+in+freshwater+and+seawater+in+equilibrium+with+the+atmosphere1%5BTitle%5D)+AND+%22Limnology+and+Oceanography%22%5BJournal%5D)">The concentration and isotopic fractionation of oxygen dissolved in freshwater and seawater in equilibrium with the atmosphere1.</a> Limnology and Oceanography. 29 (3), 620-632 (1984).</li>
<li>Dodds, W. K., Biggs, B. J., Lowe, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photosynthesis-irradiance+patterns+in+benthic+microalgae%3A+variations+as+a+function+of+assemblage+thickness+and+community+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Phycology%22%5BJournal%5D)">Photosynthesis-irradiance patterns in benthic microalgae: variations as a function of assemblage thickness and community structure.</a> Journal of Phycology. 35 (1), 42-53 (1999).</li>
<li>Bott, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+techniques+for+measuring+periphyton+metabolism+in+chambers%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Fisheries+and+Aquatic+Sciences%22%5BJournal%5D)">An evaluation of techniques for measuring periphyton metabolism in chambers.</a> Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 54 (3), 715-725 (1997).</li>
<li>Blankenship, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+dynamics+of+photosynthetic+antenna+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Structural and functional dynamics of photosynthetic antenna complexes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (45), 13751-13752 (2015).</li>
<li>Hawes, I., Schwartz, A. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photosynthesis+in+an+extreme+shade+environment%2C+benthic+microbial+mats+from+Lake+Hoare%2C+a+permanently+ice-covered+Antarctic+lake%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Phycology%22%5BJournal%5D)">Photosynthesis in an extreme shade environment, benthic microbial mats from Lake Hoare, a permanently ice-covered Antarctic lake.</a> Journal of Phycology. 35 (3), 448-459 (1999).</li>
<li>Aristegui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Planktonic+primary+production+and+microbial+respiration+measured+by+14C+assimilation+and+dissolved+oxygen+changes+in+coastal+waters+of+the+Antarctic+peninsula+during+austral+summer%3A+Implications+for+carbon+flux+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Ecology-Progress+Series%22%5BJournal%5D)">Planktonic primary production and microbial respiration measured by 14C assimilation and dissolved oxygen changes in coastal waters of the Antarctic peninsula during austral summer: Implications for carbon flux studies.</a> Marine Ecology-Progress Series. 132, 191-201 (1996).</li>
<li>Steemann-Nielsen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+radioactive+carbon+%2814C%29+for+measuring+organic+production+in+the+sea%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Marine+Biology+and+Ecology%22%5BJournal%5D)">The use of radioactive carbon (14C) for measuring organic production in the sea.</a> Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 18 (2), 117-140 (1952).</li>
<li>Sanz-Martín, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+between+carbon-and+oxygen-based+primary+productivity+in+the+Arctic+Ocean%2C+svalbard+archipelago%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Marine+Science%22%5BJournal%5D)">Relationship between carbon-and oxygen-based primary productivity in the Arctic Ocean, svalbard archipelago.</a> Frontiers in Marine Science. 6, 468(2019).</li>
<li>Nielsen, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+the+production+of+organic+matter+in+the+sea+by+means+of+carbon-14%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Measurement of the production of organic matter in the sea by means of carbon-14.</a> Nature. 167 (4252), 684-685 (1951).</li>
<li>Jönsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+14C-incubation+technique+for+measuring+microphytobenthic+primary+productivity+in+intact+sediment+cores%5BTitle%5D)+AND+%22Limnology+and+Oceanography%22%5BJournal%5D)">A 14C-incubation technique for measuring microphytobenthic primary productivity in intact sediment cores.</a> Limnology and Oceanography. 36 (7), 1485-1492 (1991).</li>
<li>Bender, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+four+methods+for+determining+planktonic+community+production%5BTitle%5D)+AND+%22Limnology+and+Oceanography%22%5BJournal%5D)">A comparison of four methods for determining planktonic community production.</a> Limnology and Oceanography. 32 (5), 1085-1098 (1987).</li>
<li>Šimek, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatio-temporal+patterns+of+bacterioplankton+productivity+and+community+composition+related+to+phytoplankton+composition+and+protistan+bacterivory+in+a+dam+reservoir%5BTitle%5D)+AND+%22Aquatic+Microbial+Ecology%22%5BJournal%5D)">Spatio-temporal patterns of bacterioplankton productivity and community composition related to phytoplankton composition and protistan bacterivory in a dam reservoir.</a> Aquatic Microbial Ecology. 51 (3), 249-262 (2008).</li>
</ol>

המחברים מאשרים כי אין להם ניגודי עניינים לחשוף.

המתודולוגיה המתוארת במאמר זה מבוססת על העיקרון של טכניקת החמצן בבקבוק בהיר וכהה בשילוב עם הטכניקה הלא פולשנית של מדידת ריכוז O2 באמצעות חיישני חמצן אופטיים. מערכת זו מאפשרת מדידה מקבילה של הגדרות דגירה שונות מכיוון שניתן להעביר במהירות את הסיב האופטי למדידת O2 מבקבוק לבקבוק. הקהילות הבנטיות מעומקים שונים יכולות להיות שונות בהרכב הטקסונומי ובפריון; מדידתם בו זמנית באופן מקביל יכולה לחסוך זמן ולהפוך את התוצאות למדויקות יותר, ומאפשרת חישוב של פרופילים בעומק שלם שבהם פריפיטון גדל. חיישני חמצן לא פולשניי...

פרודוקטיביות ראשונית היא הכניסה היחידה של פחמן אוטוכטוני למערכות הימיות היוצרות את מארג המזון של המערכת כולה1. לפיכך, הערכה מדויקת של פרודוקטיביות ראשונית היא צעד חיוני לקראת הבנת תפקודן של מערכות אקולוגיות ימיות. אזורים ליטורליים הם אזורים של פרודוקטיביות ראשונית גבוהה ומגוון ביולוגי. בנוסף לפיטופלנקטון, מניחים כי פריפיטון (להלן מחצלות מיקרוביאליות) ומקרו-אצות תורמים באופן משמעותי לפרודוקטיביות הראשונית באזורים ליטורליים2. בשל אורח החיים הססגוני וההטרוגניות המרחבית המשמעותית שלהם, כימות התפוקה הראשונית אינו טריוויאלי. 
פרודוקטיביות ראשונית מונעת בעיקר על ידי עוצמת אור, טמפרטורה, זמינות של חומרי מזון והפצה של המינים היוניים של מערכת הקרבונט בעומקים המתאימים של אזורים אופוטיים 3,4. העומק משפיע במידה ניכרת על התפוצה המרחבית של מחצלות מיקרוביאליות. קהילות מיקרוביות חייבות להתמודד עם ההשפעות השליליות של הקרנה גבוהה ושינויי טמפרטורה עונתיים בולטים בעומקים רדודים ועם עוצמת אור נמוכה יותר בעומקים גדולים יותר. בנוסף לשיפוע העומק, אינטראקציות טרופיות דינמיות יוצרות תבניות מרחביות מרובות ומורכבות בקני מידה שונים5. מערכת מורכבת זו מסובכת להדמיה במעבדה. הדרך המדויקת ביותר להסיק את הפעילות המטבולית של יצרנים ראשוניים בודדים מאזורי ליטורל היא להקים ניסויים באתרם.
המתודולוגיה שהוצגה במאמר זה מבוססת על שיטת התא המסורתית 2,6,7, יחד עם דוברה צפה ניתנת להובלה וקלה לבנייה בעלות נמוכה. זה מאפשר מדידה של פרודוקטיביות ראשונית בעומקים שונים תחת ספקטרום האור הטבעי, טמפרטורה והתפלגות שונה של המינים היוניים של מערכת הקרבונט עם העומק. השיטה מבוססת על העיקרון של אור לעומת חמצן בבקבוק כהה, אשר שימש לראשונה למדידת פוטוסינתזה של פיטופלנקטון 6 והוא עדיין בשימוש נפוץ 6,7. הוא משווה את קצב השינוי בחמצן בבקבוקים המוחזקים באור (הכולל את ההשפעות של פרודוקטיביות ראשונית ונשימה) עם אלה המוחזקים בחושך (נשימה בלבד)8. השיטה משתמשת באבולוציה של חמצן (פוטוסינתזה) כפרוקסי לפרודוקטיביות ראשונית. המשתנים הנמדדים הם פרודוקטיביות המערכת האקולוגית נטו (NEP, כשינוי בריכוז O 2 לאורך זמן בתנאי אור) ונשימה של המערכת האקולוגית (RE, כשינוי בריכוז O2 לאורך זמן בחושך). תפוקת המערכת האקולוגית הגולמית (GEP) היא חישוב ההפרש בין השניים (טבלה 1). המונח "מערכת אקולוגית" משמש כאן כדי לציין כי הפרפיטון מורכב מאורגניזמים אוטוטרופיים והטרוטרופיים. השיפור המשמעותי ביותר של שיטה קאמרית מסורתית זו הוא שימוש בחיישנים אופטיים לא פולשניים של חמצן ואופטימיזציה של שיטה פלנקטונית זו בעיקר למדידת פרודוקטיביות ראשונית פריפיטית.
הטכניקה מתוארת בדוגמה של מדידת מחצלות מיקרוביאליות באזור הליטורלי של אגמים חדשים שהתגלו לאחר הכרייה בצ'כיה-מילאדה, מוסט ומדר. הפעילות המטבולית של מחצלות מיקרוביאליות נקבעת באמצעות מדידה ישירה באתרה של שטפי O2 המבוצעת ישירות בעומקים ספציפיים, שם הקהילות הנחקרות מתרחשות באופן טבעי. פעילות הטרוטרופית ופוטוטרופית נמדדת בבקבוקי זכוכית סגורים המצוידים בחיישני חמצן אופטיים לא פולשניים. חיישנים אלה מזהים את הלחץ החלקי של חמצן באמצעות פלואורסצנטיות של צבעים רגישים לאור. הבקבוקים עם מחצלות מיקרוביאליות תלויים ודוגרים על מכשיר צף בעומקים המתאימים. ריכוז החמצן בתוך הבקבוקים נמדד ברציפות בתקופת אור היום מהסירה הקטנה. 
דגימות של מחצלות מיקרוביאליות שלמות נאספות ומונחות בבקבוקי דגירה אטומים לגז בעומקים ייעודיים על ידי צוללנים. כל בקבוק מצויד במיקרו-חיישן חמצן אופטי לא פולשני, המנטר את הפרודוקטיביות/הצריכה של O2 לאורך זמן. כל המדידות נעשות בחמישה זוגות כהים/בהירים המשוכפלים בכל עומק. עוצמות הטמפרטורה והקרינה הפעילה פוטוסינתטית (PHAR) נמדדות בעומקים המתאימים לאורך הדגירה. לאחר 6 שעות של דגירה באתרה (שעות אור יום), המחצלות המיקרוביאליות נקטפות מהבקבוקים ומיובשות. שטפי O2 מנורמלים לביומסה מיקרוביאלית. כבקרה, השטפים מתוקנים לשינויים בריכוז O2 בבקבוקים נפרדים אטומים לגז בהירים וכהים (פקדים ריקים) המכילים מי אגם ללא ביומסה מיקרוביאלית של מחצלות. להלן הוראות מפורטות לבניית הדוברה הצפה ולביצוע הניסוי כולו שלב אחר שלב. מאמר זה מציג גם תוצאות מייצגות ממדידות של מחצלות מיקרוביאליות בשני עומקים (1 מ' ו-2 מ'), עם חמישה שכפולים בכל עומק. הטמפרטורה ועוצמת האור בפועל נמדדו במהלך כל הניסוי באמצעות מאגרי נתונים.

<table><tbody><tr><td>זווית אלומיניום פרופיל L 40 x 40 מ"מ x 3 מ"מ, אורך 2,000 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מוט שטוח מאלומיניום 40 x 3 x 350 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>דלי 15 ליטר עם מילוי בטון&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>וו קרבין עם מנעול בורג 50 x 5 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>סרט חשמלי שחור</td><td></td><td></td><td></td></tr> חומר <tr><td>פוליסטירן מוקצף (XPS) 500 x 200 x 150 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fibox 3 עקבות LCD</td><td>PreSens Precision Sensing GmbH</td><td></td><td>מד חמצן סיבים אופטיים עצמאי</td></tr><tr><td>Hondex PS-7 צליל עומק נייד</td><td>הונדקס&nbsp; - הונדה אלקטרוניקה</td><td>למדידת מרחקים דרך מים - למדידת עומק קרקעית; https://www.honda-el.net/industry/ps-7e</td>KORKEN - צנצנת זכוכית אטומה 0.5 ליטר בקבוקי דגירה של איקאה; https://www.ikea.com/cz/en/p/korken-jar-with-lid-clear-glass-70213545/ וו מתכת&nbsp;<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>חיישן חמצן ספוט SP-PSt3-NAU-D5</td><td>PreSens Precision Sensing GmbH</td><td></td><td>חיישן חמצן אופטי לא פולשני למדידות בתנאים אמיתיים</td></tr><tr><td>קאנו לתינוקות SCOUT</td><td></td>בורג <td>https://www.gumotexboats.com/en/scout-standard#0000-044667-021-13/11C GUMOTEX</td><td></td></tr><tr><td>10 x 170 מ"מ עם אגוזים</td><td></td><td></td><td></td>משושה</tr><tr><td>בורג 4 x 15 מ"מ עם משושה אגוזים</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>בורג 4 x 15 מ"מ עם אגוזי</td><td></td><td></td><td></td>כנף</tr><tr><td>ווי הצמדה 50 x 5 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>וו פלדה קרבין 50 x 5 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>שרשרת פלדה בקוטר חוט 3 מ"מ, חוליה פנימית 5.5 x 26 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>שרשרת פלדה, מברשת</td> שיניים 5 מ'<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr>מכונת כביסה <td>בפינצטה</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 x 50 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מכונת כביסה 4 x 10 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מכונת כביסה 4 x 10 מ"מ</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

שיטה בעלות נמוכה למדידת התפוקה הראשונית באתרה של קהילות פריפיטון במים לנטיים

A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters

מדידת התפוקה הראשונית באתרה של פריפיטון במהלך שיפוע עונת הגידול יכולה להבהיר את ההשפעה הכמותית של מניעים סביבתיים (בעיקר ריכוז זרחן ועוצמת אור) והרכב המינים על התפוקה הראשונית. פרודוקטיביות ראשונית מונעת בעיקר על ידי עוצמת אור, טמפרטורה, זמינות של חומרי מזון והפצה של המינים היוניים של מערכת הקרבונט במעמקי האזור האופוטי בהתאמה. זוהי מערכת מורכבת שקשה מאוד לדמות במעבדה. דוברה צפה זולה, ניתנת להובלה וקלה לבנייה זו מאפשרת למדוד את הפרודוקטיביות הראשונית באופן מדויק-ישיר בתנאים הטבעיים בפועל. המתודולוגיה מבוססת על מדידת התפוקה הראשונית בזמן אמת באמצעות חיישני חמצן לא פולשניים המשולבים בצנצנות זכוכית אטומות היטב, המאפשרים ניטור מקוון של שטף החמצן ומספקים תובנות חדשות על פעילויות מטבוליות. מדידות עונתיות מפורטות באתרן של פרודוקטיביות ראשונית ברוטו של מחצלות מיקרוביאליות (או אורגניזמים בנטיים אחרים) יכולות לשפר את הידע הנוכחי על התהליכים השולטים בדינמיקת הפרודוקטיביות הראשונית במים לנטיים.

<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64078/64078fig05.jpg"> איור 5: פרודוקטיביות נטו וברוטו של מערכות אקולוגיות של מחצלות מיקרוביאליות באור יום. (A) פרודוקטיביות המערכת האקולוגית של רשת בקבוקים קלה: נתוני מהלך הזמן של תפוקת החמצן נטו של מחצלות מיקרוביאליות מהבקבוקים הקלים. השינוי בריכוז החמצן בבקבוקי הדגירה נמדד לאחר שעה אחת באור יום. עיגולים אפורים: בקבוקים עם דגימות של מחצלות מיקרוביאליות. עיגולים לבנים: ב...

מוצגת כאן שיטה/מתקן חסכוניים וניתנים להובלה למדידת התפוקה העיקרית של מחצלות מיקרוביאליות בתנאי טמפרטורה ותאורה בפועל באתרם . מערך הניסוי מבוסס על חומרים זמינים באופן נרחב וניתן להשתמש בו בתנאים שונים תוך שהוא מציע את היתרונות של מודלים מבוססי מעבדה.

Measuring the in situ primary productivity of periphyton during the growing season gradient can elucidate the quantitative effect of environmental drivers ...

מדידה מפורטת באתרה של התפוקה ברוטו של פריפיטון או כל מיקרואורגניזם מים באתר מתאים יכולה לשפר את הידע הנוכחי של התהליכים השולטים בדינמיקה של פרודוקטיביות ראשונית במים לנטיים. השיפורים העיקריים בשיטות המוצעות הם אי-פולשניות, עלות-תועלת ואפשרות למדידות סימולטניות במקומות שונים. זה גם מאפשר איסוף של נכסי נתונים גדולים ללא הוצאות נוספות.החלפת הדוברה בביצוע הניסויים, השתמש בקיאק מתנפח מכיוון שהוא ניתן להובלה בקלות. בחר מקום עם עומק אידיאלי לעיגון המצוף. לאחר מכן, חברו את הדוברה המורכבת מאחורי ירכתי הסירה והורידו בזהירות את העוגן לאורך צד הסירה.יישרו את העוגן על ידי תלייתו מעט מתחת לפני המים, כך שניתן יהיה לגרור את המצוף בקלות עם העוגן לנקודה עם העומק הנדרש. לאחר ההגעה למקום, התירו את העוגן מהסירה והורידו אותו לתחתית, ואז הצמידו את הדוברה לשרשרת העוגן ואת השרשראות לחיבור בקבוקי הדגירה לדוברה. כדי להכין את בקבוקי הדגירה, חברו כתמי חיישן חמצן אופטיים לדופן הפנימית של בקבוקי 0.5 ליטר שקופים ורחבי צוואר עם אטמים אטומים לגז, ואז צרו שכבה אטומה לבקבוקי הטיפול הכהים על ידי עטיפתם בסרט חשמלי שחור.חותכים חור זעיר במקום החיישן האופטי הממוקם ומוודאים כי חור החיתוך קטן מעט מקוטר החיישן כדי למנוע חדירת אור לבקבוק. הניחו את בקבוקי הדגירה בקופסה הניידת וצללו עם הקופסה לעומק המתאים מבלי להפריע למשקעים במים שמסביב. לאחר מכן, באמצעות פינצטה ארוכה, למלא בזהירות את הדגימות לתוך בקבוקי הדגירה, נזהר לא להפריע את הביומסה של הדגימה יותר מדי.אם המחצלות המיקרוביאליות גדלות על משטח מוצק כמו אבן קטנה, העבירו בזהירות את כל האבן עם ביומסה שלמה לתוך הבקבוק. מלאו זוג אחד של בקבוקים בהירים וכהים במים נקיים מהמעמקים המתאימים ללא משקעים שישמשו כפקדים ריקים. לאחר שווידאתם שהמים בכל בקבוקי הדגירה נקיים ואינם מכילים משקעים מטרידים, הביאו את הבקבוקים הסגורים לסירה העוגנת לדוברה הצפה.חברו את שני הזוגות הראשונים של בקבוקי הדגירה לווי ההצמדה בשרשרת הראשונה, ולאחר מכן מדדו את ריכוז החמצן הראשוני בכל בקבוק באמצעות מד החמצן של הסיבים האופטיים. חבר את הכבל האופטי של המונה לחיישן החמצן המותקן בתוך הבקבוק ותוך מספר שניות, קרא את ריכוז החמצן במונה ורשום את הערך הנמדד. מיד לאחר המדידה, הנמיכו בזהירות את השרשרת עם הבקבוקים המחוברים בחזרה למים, תוך הקפדה על כך שבקבוקי הדגירה ממוקמים באותו עומק שממנו נדגמה הביומסה שהונחה בהם.לאחר שעה, מדוד שוב את ריכוז החמצן על ידי משיכה זהירה של כל שרשרת עם הבקבוקים לתוך הסירה. קריאת ערך החמצן הודגמה בעבר והורדת הדגימות למים שוב. לאחר השלמת כל המדידות, הוציאו את הדגימות מבקבוקי הדגירה ושפשפו את המחצלת המיקרוביאלית שגדלה על פני חומר קשה כמו אבן עם מברשת שיניים או סכין קטנה, ואז העבירו את התכולה לצלוחיות פלסטיק.עלייה בריכוז החמצן לאורך זמן ניכרת הן בבקרה והן בבקבוקי הדגימה החשופים לאור המעידים על תפוקת המערכת האקולוגית נטו. עם זאת, שיפוע הגידול גבוה משמעותית בבקבוקים עם דגימות מחצלת מיקרוביאלית. השינוי בריכוז החמצן לאורך זמן בבקבוקים החשוכים הוא סכום הנשימה האוטוטרופית וההטרוטרופית.במקרה זה, השיפוע של ריכוז החמצן בבקבוק הבקרה אינו שונה באופן משמעותי מאפס. הפחתת שיעורי הנשימה מפריון המערכת האקולוגית נטו מניבה את שיעורי התפוקה של המערכת האקולוגית ברוטו והנתונים תואמים היטב את ההגדרה. יישום מעשי של שיטה זו הושג בשדות של שלושה אגמים שלאחר הכרייה המראים את תפוקת המערכת האקולוגית ברוטו של הקהילה הפרפיטית בעונת הצמחייה.במהלך תהליך דגימת הביומסה מתחת למים, חשוב לוודא שאף בועות אוויר לא נשארות כלואות בתוך בקבוקי הדגירה לאחר שהם נסגרים לאחר הוספת הדגימות. באמצעות הליך זה, ניתן לכמת את חילופי החמצן בין גוף המים לבין כל אורגניזם או קהילה של אורגניזמים בגודל מתאים. שיטה זו מאפשרת לחקור את התפוקה הראשונית לאורך כל השנה של אורגניזם נבחר באתרו על ידי הפיכת המצב הטבעי ככל האפשר, ובכך לתת מושג טוב יותר על חשיבותו היחסית לחילוף החומרים של פחמן לכל החיים.

a-low-cost-method-measuring-situ-primary-productivity-periphyton

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

שיטה להפקת המטבוליט מקהילות planktonic חיידקים מוצגת. דגימה כל הקהילה מושג באמצעות סינון על מסנני שהוכנו במיוחד. לאחר lyophilization, מימית מסיסים מטבוליטים חילוץ. גישה זו מאפשרת יישום של metabolomics סביבתיים חוצה omics חקירות של קהילות חיידקים טבעיים או ניסיוני.

ריכוז מטבוליטים של צפיפות נמוכה עבור קהילות Planktonic metabolomics הסביבה באמצעות תהודה מגנטית גרעינית ספקטרוסקופיה

אנו מתארים שיטה מהירה יחסית (30 דקות) ובו זמנית מציאותית למדידת מוליכות הידראוליות עלה...

מדידת מוליכות עלה הידראוליים ומוליכות הפיוניות והתגובות שלהם לקרינה והתייבשות שימוש בשיטת אידוי השטף (EFM)

אנו מציגים שיטות להערכת סיכון טריפה איך יכול לשנות את האיכות הכימית של טרף אוכלי עשב על ידי גרימת שינויים תזונתיים כדי לעמוד בדרישות מוגבר של לחץ, ואיך הריקבון של פגרים מאוכלי עשב הלחוצים אלה מאט פירוק המלטת צמח לאחר מכן על ידי חיידקי קרקע.

קישור סיכוני טריפה, מתח פיסיולוגי אוכלי עשב ופירוק מיקרוביאלית המלטת צמח

חידוש פני השטח היא שיטה מיקרומטאורולוגית המשמשת יותר ויותר לקביעת שטפי אנרגיה, אך המורכבות הטכנית שלה הופכת אותה לבלתי נגישה לקהל רחב. אנו מתארים את השלבים הדרושים להקמה וכיול של תחנת שדה לחידוש פני השטח, לרכישה ועיבוד נתונים ולפירוש נכון של התוצאות.

חידוש פני השטח: שיטה מתקדם Micrometeorological למדידה ועיבוד שדה בקנה מידת אנרגיה שטף נתוני צפיפות

כדי למדוד את שיעורי פוטנציאל של פעילות אנזים תאית קרקע, מצעים סינטטיים המאוגדים צבע פלואורסצנטי מתווספים דגימות קרקע. פעילות אנזים נמדדה כצבע פלואורסצנטי משתחרר מהמצע על ידי תגובה-זרז אנזים, שבו הקרינה גבוהה יותר מצביעה יותר השפלה מצע.

תפוקה גבוהה fluorometric מדידה של קרקע פוטנציאלית פעילויות אנזים תאיות

lysimetry שדה ודגימת porewater מאפשרים לחוקרים להעריך את גורלם של חומרים כימיים מוחלים על קרקעות וצמחייה שהוקמה. המטרה של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד להתקין מכשור הנדרש ולאסוף דגימות לאנליזה כימית בlysimetry שדה המשולב וניסויים דגימת porewater.

משולב שדה Lysimetry וPorewater דגימה להערכת כימית ניידות בקרקעות וצמחייה הוקמה

מטרת הליך זה היא להדגים את יכולת השחזור וההסתגלות של שימוש בפורמט לוחית מיקרוטיטר לסינון מיקרו-אצות. מסך מהיר זה משלב פלואורומטריה של WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) כדי למדוד את התפוקה הפוטוסינתטית כאינדיקטור לבריאות Photosystem II (PSII) עם תרבויות משותפות של חיידקים-אצות בנפח קטן.

מבדק נפח קטן להערכה בקטריאלי / הפיטופלנקטון Co-תרבות שימוש במים-Pulse-Amplitude-אופנן (WATER-PAM) Fluorometry

אנו מציגים את VacuSIP, שיטה פשוטה, לא פולשנית ואמינה לדגימה נקודתית נקייה ומדויקת של מים. המערכת פותחה והוערכה לאיסוף בו-זמני של המים הנשאפים והנשפים על ידי מזיני תרחיף בנתיים באתרם, כדי למדוד בצורה נקייה הסרה והפרשה של חלקיקים ותרכובות מומסות.

VacuSIP, שיטת INEX משופרת<em&gt; באתרו</em&gt; מדידה של חלקיקים מומס תרכובות מעובד על ידי האכלת השעית Active

אנו מציגים שיטה פשוטה וחסכונית לבנות אוגר נתונים קוד פתוח, המודד את מוליכות של cryptogams nonvascular יחד עם הסביבה טמפרטורה ולחות. אנחנו מתארים את עיצוב חומרה אוגר נתונים ומספקים הוראות הרכבה צעד אחר צעד, את רשימת התוכנות נדרש רישום פתוח, הקוד כדי להפעיל את אוגר נתונים, פרוטוקול כיול.

BtM, אוגר נתונים קוד פתוח בעלות נמוכה כדי להעריך את תכולת המים Nonvascular Cryptogams

פלקסים פחמן בקריוספירה הם בקושי מוערך עדיין אבל הם חיוניים לגבי שינויי האקלים. כאן אנו מראים התקן אב טיפוס הרומן לוכדת את הפוטנציאל phototrophic בסביבות supraglacial מבוסס על לייזר המושרה פליטת זריחה (L.I.F.E.) טכנולוגיה המציעה מידע הרזולוציה גבוהה ספקטרלי ומרחבית בתנאים באתרו.

המושרה לייזר פליטת פלואורסצנטית (L.I.F.E.) ככלי הרומן שאינו פולשני עבור מדידות באתרו של ביוארקרס בבתי גידול קריורוי

פלואורומטר קצב חזרה מהיר (FRRf) היא שיטה מועילה למדידת פוטו-פיזיולוגיה של פוטו-מערכת II ופרודוקטיביות ראשונית. כאן אנו מתארים פרוטוקול כדי למדוד פוטופיזיולוגיה PSII של אצה אפיזואית, Colacium sp. על מצע zooplankton באמצעות FRRf סוג cuvette.

מדידת פוטופיזיולוגיה של השלב המצורף של קולאקיום sp. על ידי פלואורומטר קצב חזרה מהירה מסוג Cuvette

למד שיטה בעלות נמוכה למדידת התפוקה הראשונית של קהילות פריפיטון במים לנטיים באתרה. השיטה מאפשרת איסוף נתונים בו-זמנית במיקומים שונים ללא פגיעה בסביבה.

שיטה בעלות נמוכה למדידת התפוקה הראשונית באתרה של קהילות פריפיטון במים לנטיים

גלה סרטונים נוספים