Name: Simulazione Laboratorio di ferro (II) ricchi di Precambriano Marine Upwelling sistema per esplorare la crescita di batteri fotosintetici (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 45 s
Description: Esplora la simulazione di un sistema marino precambriano ricco di ferro per studiare i profili geochimici di ossigeno e ferro con cianobatteri fotosintetici. Questo metodo sperimentale offre nuove prospettive sulla storia della Terra.

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Mark Nordhoff assistito nella progettazione e realizzazione di collegamenti dei tubi. Ellen Struve ha contribuito a selezionare e acquisire le attrezzature utilizzate.

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</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

comunità microbiche nel mare Precambriano sono stati regolati da, o modificati a seguito della loro attività e le condizioni geochimiche prevalenti. In interpretare le origini di BIF, ricercatori generalmente dedurre la presenza o l&#39;attività dei microrganismi basato sulla sedimentologia o geochimica BIF, ad esempio, Smith et al. 23 e Johnson et al. 24. Lo studio degli organismi moderni in ambienti moderni che hanno analoghi geochimici per ambienti antichi è anche un v...

Il Precambriano (4,6-,541 Gy fa) atmosfera vissuto un graduale accumulo di fotosinteticamente prodotte ossigeno (O 2), forse punteggiato da cambiamenti passo alla cosiddetta &quot;Grande Oxidation Event&quot; (GOE) a circa 2,4 Gy fa, e di nuovo in Neoproterozoic (1-,541 Gy fa) come O 2 atmosferica abbiano raggiunto livelli moderni 1. I cianobatteri sono i resti evolutivi dei primi organismi capaci di fotosintesi oxygenic 2. Studi e prove modellazione geochimica supportano il ruolo di ambienti costieri poco profondi a ospitare comunità attive di cianobatteri o di organismi capaci di fotosintesi oxygenic o fototrofi oxygenic, generando oasi di ossigeno locali nella superficie dell&#39;oceano sotto di un ambiente prevalentemente anossico 3-5. La deposizione di a banda Formazioni ferro (BIFs) dall&#39;acqua di mare attraverso i punti Precambriano al ferro (II) (Fe (II)) quale principale geochimica constituent di acqua di mare, almeno localmente, durante la loro deposizione. Alcuni dei più grandi BIFs sono depositi di acque profonde, formando al largo della piattaforma continentale e la pendenza. La quantità di Fe depositato è incompatibile da un saldo punto di vista di massa con prevalentemente continentale (ad esempio agenti atmosferici,) fonte. Pertanto, gran parte della Fe devono essere stati forniti da alterazione idrotermale di mafico o ultramafico fondo marino crosta 6. Le stime del tasso di Fe depositati fuoribordo di ambienti costieri sono coerenti con Fe (II) in dotazione alla superficie dell&#39;oceano via upwelling 7. Al fine di Fe per essere trasportato in correnti di upwelling, deve essere stata presente nella ridotta, forma mobile - come Fe (II). Lo stato di ossidazione medio del Fe conservato in BIF è 2.4 8 ed è generalmente che BIF preservare Fe depositato come Fe (III), formata quando spinta statica Fe (II) è stato ossidato, eventualmente ossigeno. Pertanto, esplorando i potenziali meccanismi di ossidazione Fe (II) lungo pendio environmeNTS è importante per capire come BIF formata. Inoltre, raffinata caratterizzazione geochimica dei sedimenti marini ha individuato che le condizioni ferruginose, dove (II) era presente in una colonna d&#39;acqua anossica Fe, erano una caratteristica persistente degli oceani di tutto il Precambriano, e potrebbero non si sono limitati a solo il tempo e il luogo dove BIF sono stati depositati 9. Pertanto, per almeno due miliardi di anni di storia della Terra, le interfacce tra redox Fe (II) e O 2 negli oceani poco profondi erano probabilmente all&#39;ordine del giorno. Numerosi studi utilizzano siti moderni che sono analoghi chimici e / o biologici di diverse caratteristiche del mare Precambriano. Un buon esempio sono i laghi ferruginose dove Fe (II) è stabile e presente nelle acque superficiali illuminate dal sole mentre l&#39;attività fotosintetica (anche per cianobatteri) è stato rilevato 10-13. I risultati di questi studi forniscono comprensione delle caratteristiche geochimiche e microbiche di un ossica per anossico / ferchemoclino ruginous. Tuttavia questi siti sono generalmente fisicamente stratificati con poco mescolamento verticale 14, piuttosto che le interfacce chimici che si verificano in un sistema risalita, e sono pensati per sostenere la produzione più ossigeno nel tempo Precambriano 4. Un analogo naturale per esplorare lo sviluppo di un ossigeno oasi marina sotto un&#39;atmosfera anossica, e ad un (II) Sistema -rich upwelling Fe in colonna d&#39;acqua di superficie illuminata dal sole non è disponibile sulla moderna Terra. Pertanto, è necessario un sistema di laboratorio in grado di simulare una zona di risalita ferruginosa e anche sostenere la crescita di cianobatteri e photoferrotrophs. La comprensione e l&#39;identificazione dei processi microbici e la loro interazione con un mezzo acquoso risalita di acque profonde che rappresenta l&#39;acqua di mare Precambriano promuove la comprensione e possono integrare le informazioni acquisite dal disco rock, al fine di comprendere appieno i processi biogeochimici distintivi sulla Terra antica. </p&gt; A questo scopo, una colonna su scala di laboratorio è stato progettato in cui Fe (II) -rich media dell&#39;acqua di mare (pH neutro) è stata pompata nella parte inferiore della colonna, e pompato fuori dalla parte superiore. L&#39;illuminazione è stata fornita in alto per creare una vasta 4 cm &quot;zona fotica&quot; che ha sostenuto la crescita dei cianobatteri nei primi 3 cm. ambienti naturali sono generalmente stratificate e stabilizzato da gradienti fisico, come salinità o temperatura. Per stabilizzare la colonna d&#39;acqua su una scala di laboratorio, il cilindro della colonna era imballato con una matrice porosa perle di vetro che ha contribuito a mantenere la creazione di modelli geochimici sviluppatisi durante l&#39;esperimento. Un flusso continuo di gas N 2 / CO 2 è stato applicato per svuotare lo spazio di testa della colonna per mantenere un&#39;atmosfera anossico riflettente di un oceano prima della GOE 15. Dopo stato stabilito un flusso costante di Fe (II), cianobatteri sono stati inoculati tutta la colonna, e la loro growth è stata monitorata dal conteggio delle cellule su campioni prelevati attraverso i porti di campionamento. L&#39;ossigeno è stata monitorata in situ inserendo lamine optode sensibili all&#39;ossigeno sulla parete interna del cilindro della colonna e le misurazioni sono state effettuate con una fibra ottica dall&#39;esterno colonna. Acquosa Fe speciazione è stato quantificato da campioni rimozione dai porti di campionamento orizzontale profondità risolta e analizzata con il metodo Ferrozine. Gli esperimenti di controllo abiotici e risultati dimostrano proof-of-concept - che un analogo scala di laboratorio della colonna d&#39;acqua antica, tenuto in isolamento dall&#39;atmosfera, è realizzabile. Cianobatteri cresciuto e prodotti di ossigeno, e le reazioni tra Fe (II) e l&#39;ossigeno fosse risolvibile. Qui, la metodologia per la progettazione, la preparazione, il montaggio, l&#39;esecuzione e il campionamento di una colonna sono presentati, insieme ai risultati di una corsa 84 ore della colonna, mentre inoculato con il cianobatterio marino Synechococcus sp. PCC 7002.

<table><tbody><tr><td>Fiaschetta Widdel (5 L)</td><td>Ochs</td><td>110015</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Bottiglie di vetro (5 L)</td><td>Rotilabo</td><td>Y682.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Pipette di vetro (5 ml)</td><td></td><td>51714</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>0,22 &; m Unità filtro Steritop (0,22&nbsp; &micro; m Membrana in polietersulfone)</td><td>Millipore</td><td>X337.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Siringa</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>sterile in vetro Luer Lock, riempita con cotone</td><td></td><td>C681.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>aghi in acciaio inossidabile Luer Lock (150 mm, 1.0&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>201015</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma</td><td>433209</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Sigma</td><td>208094</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>CaCl2</td><td>Sigma</td><td>C4901</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>NH4Cl</td><td>Sigma</td><td>A9434</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>Sigma</td><td>P5655</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>KBr</td><td>Sigma</td><td>P3691</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma</td><td>P9541</td><td>sigmaaldrich.com Cilindro</td></tr><tr><td></td><td>di vetro</td><td>Y310.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Lana</td><td></td> di vetro <td>7377.2</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Perle di vetro (&oslash; 0.55 - 0.7& nbsp; mm)</td><td></td><td>11079105</td><td>biospec.com</td></tr><tr><td>tappo in gomma butilica (&oslash; 1,2 cm)</td><td></td><td>271024</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Piastra di Petri, vetro (&oslash; 8,0&nbsp; cm)</td><td></td><td>T939.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Colla</td><td></td> polimerica <td>OTTOSEAL S68</td><td>adchem.de</td></tr><tr><td>Foglio per sensore ottico di ossigeno (per l'analisi dell'ossigeno, vedi sotto)</td><td></td><td>&ndash; su richiesta &ndash;</td><td>presens.de</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (35 mm, 7&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770350</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Connettore tubo Luer Lock (3,0 mm, Luer lock maschio = LLM)</td><td></td><td>P343.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Connettore tubo Luer Lock (3,0 mm, Luer lock femmina = LLF)</td><td></td><td>P335.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (25 mm, 0,72 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (50 mm, 7&nbsp; </td><td></td><td>770350</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Ago in acciaio inossidabile Luer Lock (150 mm, 1,0 mm ID)</td><td></td><td>201015</td><td>Siringa in</td></tr><tr><td>vetro Luer Lock labor-ochs.de (10 ml)</td><td></td><td>C680.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Cotone sciolto&nbsp;</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>Tappo in gomma butilica (&oslash; 1.75 cm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Ago in acciaio inossidabile (40 mm, 1.0&nbsp; Ago</td> in acciaio inossidabile <td>Sterican</td><td>4665120</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>Luer Lock (150 mm, ID 1,5 mm)</td><td></td><td>201520</td><td>Posizione labor-ochs.de</td></tr><tr><td>: Parte del connettore femmina Luer Lock a C.7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Colla</td><td></td> polimerica <td>OTTOSEAL S68</td><td>adchem.de</td></tr><tr><td>Ago in acciaio inossidabile (120 mm, 0,7 mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4665643</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>Tubi in gomma (40 mm, diametro interno 0,74 mm)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Guaina termorestringente (35&nbsp; mm, 3 mm ID ristretto)</td><td></td><td>541458 - 62</td><td>conrad.de</td></tr><tr><td>Morsetto</td><td></td> per tubo <td>STHC-C-500-4</td><td>tekproducts.com</td></tr><tr><td>Connettore per tubo Luer Lock (1,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Tappo in plastica Luer Lock (LLM)</td><td></td><td>CT69.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Bottiglia di vetro (5 L)</td><td>Rotilabo</td><td>Y682.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Tappo in gomma butilica (per GL45)</td><td></td><td>444704</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Capillare in acciaio inox (300 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Capillare in acciaio inox (50 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56737</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Guaina termoretraibile (35 mm, 3&nbsp; mm ID ristretto)</td><td></td><td>541458 - 62</td><td>conrad.de</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (100 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Connettore tubo Luer Lock (1,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Siringa in vetro Luer Lock (10 ml)</td><td></td><td>C680.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Cotone sfuso&nbsp;</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>Tappo in gomma butilica (&oslash; 1.75 cm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Ago in acciaio inossidabile (40 mm, 0.8&nbsp; Siringa</td><td></td> in vetro Luer lock <td>bbraun.de 4657519</td> <td>Sterican</td></tr><tr><td>(5 ml)</td><td></td><td>C679.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Tappo in gomma butilica (&oslash; 1,75 mm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (40 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Flacone in vetro (2 L)</td><td>Rotilabo</td><td>X716.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Tappo in gomma butilica (per GL45)</td><td></td><td>444704</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Capillare in acciaio inossidabile (50 mm, diametro interno 0,74 mm)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (diametro interno 30 mm x 0,74 mm)</td><td></td><td>2600185</td><td>tubo in</td></tr><tr><td>gomma newageindustries.com (diametro interno 100 mm x 0,74 mm)</td><td></td><td>2600185</td><td>connettore per</td></tr><tr><td>tubo Luer Lock newageindustries.com (1,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Connettore Luer Lock a 3 vie (LLF, 2x LLM)</td><td></td><td>6134</td><td>cadenceinc.com</td></tr><tr><td>Sorgente luminosa</td><td>Samsung</td><td>SI-P8V151DB1US</td><td>samsung.com</td></tr><tr><td>Pompa peristalica</td><td>Ismatec</td><td>EW-78017-35</td><td>coleparmer.com</td></tr><tr><td>Tubo di pompaggio (0.89&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>EW-97628-26</td><td>coleparmer.com</td></tr><tr><td>Capillare in acciaio inossidabile (200 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td></td></tr><tr><td>sigmaaldrich.com Capillare in acciaio inossidabile (400 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56737</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Pacchetto di gas Supel-Inert Foil (Tedlar - PFC) (10 L)</td><td></td><td>30240-U</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Tubo in gomma (30 mm, 6&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770300</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Connettore per tubo Luer Lock (3,0 mm, LLM)</td><td></td><td>P343.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Connettore per tubo Luer Lock (3,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P335.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Siringa a tenuta di gas (20&nbsp; ml)</td><td></td><td>C681.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>bruciatore</td><td></td> Bunsen<td>...</td><td></td></tr><tr><td>Misuratore di ossigeno a fibra ottica per la quantificazione dell'ossigeno</td><td>Presens</td><td>TR-FB-10-01</td><td>presens.de</td></tr><tr><td>Pompa</td><td></td> a vuoto<td>...</td><td></td></tr><tr><td>Colla siliconica per optodi all'ossigeno</td><td>Presens</td><td>PS1</td><td>presens.de</td></tr></tbody></table>

simulazione laboratorio di ferro (ii) ricchi di precambriano marine upwelling sistema per esplorare la crescita di batteri fotosintetici

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Un concetto convenzionale per la deposizione di alcuni Precambriani a banda ferro Formazioni (BIF) parte dal presupposto che il ferro ferroso [Fe (II)] risalita da fonti idrotermali nell&#39;oceano Precambriano stato ossidato dall&#39;ossigeno molecolare [O 2] prodotto da cianobatteri. I BIFs più antichi, depositati prima del grande evento di ossidazione (GOE) a circa 2,4 miliardi di anni (Gy) fa, avrebbero potuto formata da ossidazione diretta di Fe (II) anoxygenic photoferrotrophs in condizioni anossiche. Come metodo per testare i modelli geochimiche e mineralogiche che si sviluppano in diversi scenari biologici, abbiamo progettato una colonna a flusso verticale lunga 40 cm per simulare un anossica Fe (II) -rich rappresentativo di un antico oceano sistema di risalita marino su scala di laboratorio . Il cilindro è stato confezionato con una matrice di perle di vetro poroso per stabilizzare i gradienti geochimici, e campioni di liquido per la quantificazione di ferro potrebbe essere presa in tutta la colonna d&#39;acqua. Ossigeno disciolto erarilevato in modo non invasivo tramite optodes dall&#39;esterno. I risultati di esperimenti biotici che coinvolgevano flussi risalita di Fe (II) dal basso, una luce diversa pendenza dall&#39;alto, e cianobatteri presenti nella colonna d&#39;acqua, mostrano chiara evidenza la formazione di Fe (III) precipitati minerali e sviluppo di un chemoclino tra Fe (II) e O 2. Questa colonna consente di testare ipotesi per la formazione delle BIFs coltivando cianobatteri (e in futuro photoferrotrophs) in condizioni Precambriani marine simulate. Inoltre si ipotizza che il nostro concetto di colonna permette la simulazione di diversi ambienti chimici e fisici - tra cui i sedimenti marini o lacustri poco profonde.

esperimento di controllo Esperimenti di controllo abiotici (10 giorni) hanno dimostrato concentrazioni costantemente basse di ossigeno (O 2 &lt;0,15 mg / L) senza variazioni significative del Fe (II) -profile nella colonna d&#39;acqua risalita. La formazione di precipitati (presumibilmente Fe (III) (oxyhydr-) ossidi) nel serbatoio medio e la leggera diminuzione del (II) concentrazione c...

Abbiamo simulato un sistema di risalita marino ferruginosa Precambriano in una colonna a flusso continuo verticale la produzione su scala. L&#39;obiettivo era quello di capire come i profili geochimici di O 2 e Fe (II) evolversi come cianobatteri producono O 2. I risultati mostrano l&#39;istituzione di un chemoclino a causa di Fe (II) l&#39;ossidazione da parte fotosinteticamente prodotte O 2.

Simulazione Laboratorio di ferro (II) ricchi di Precambriano Marine Upwelling sistema per esplorare la crescita di batteri fotosintetici

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

L'obiettivo generale di questo approccio sperimentale è quello di simulare un sistema di risalita ferruginosa e di rilevare profili geochimici di ossigeno e ferro acquoso nella colonna d'acqua quando i cianobatteri erano presenti e producono ossigeno per fotosintesi. Questo metodo di nuova concezione può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della storia della Terra, come l'ossigenazione dell'atmosfera e la deposizione di formazioni di ferro a bande. Il vantaggio principale di questa tecnica è che le condizioni geochimiche potrebbero essere ancora esistite in un oceano precambriano e possono essere simulate su scala di laboratorio e osservate con metodi moderni.Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sugli studi della Terra primordiale, può essere applicato anche ad altri ambienti moderni, come le indagini geomicrobiche e le fluttuazioni chimiche nei corpi sedimentari. In generale, le persone che non conoscono questo metodo avranno difficoltà perché l'impostazione dell'esperimento non è banale, ma il video fornirà informazioni sui passaggi più critici eseguiti nel protocollo. La coltura dei batteri, le prime fasi di assemblaggio dell'allestimento e le note sui materiali sterilizzanti sono tutte descritte nel protocollo di testo.Si noti che la soluzione cellulare per Synechococcus 7002 deve essere anossica per esperimenti successivi. Pertanto, rimuovere l'ossigeno solubile facendo gorgogliare la soluzione con anidride carbonica anossica di azoto tramite una siringa filtrata da 0,22 micron, con un secondo ago nel tappo per rilasciare la sovrapressione. Per fermare la fotosintesi e la produzione di ossigeno, coprire la bottiglia di coltura.Dopo cinque minuti di gorgogliamenti, sciacquare lo spazio per la testa. Per assemblare la colonna, posizionarla su una superficie piana e stabilizzarla con un supporto da laboratorio e morsetti. Assicurati di lavorare in condizioni sterili e rimuovi con cura il foglio di alluminio dall'apertura superiore.Quindi riempire la colonna con perle di vetro sterilizzate. Quindi, prepara un vetro dell'orologio per chiudere ermeticamente la colonna. Applicare la colla sulla superficie interna nel punto in cui entrerà in contatto con la colonna.Quindi premerlo leggermente fino alla parte superiore della colonna. Lasciate riposare per almeno sei ore. Procedi con la creazione di allegati.Innanzitutto, collegare il pannello di scambio gassoso dello spazio di testa allo sfiato dello spazio di testa. Quindi inserire gli appositi tappi di gomma butilica nelle siringhe di vetro riempite di cotone. Successivamente, collegare la siringa di vetro Luer Lock all'ago in acciaio inossidabile corrispondente.Collegare quindi la linea del gas anossico al pannello di scambio del gas dello spazio di testa utilizzando un altro ago in acciaio inossidabile Luer Lock. Dopo aver effettuato alcuni altri collegamenti, assicurarsi di collegare il pannello di distribuzione del fluido al tappo in butile per la bottiglia media. Lavare l'instillazione della colonna e il sistema capillare a bassa pressione con gas anossico.Far fuoriuscire il gas attraverso il capillare della bombola del fluido, il connettore a tre vie e le porte di campionamento. Lavare il gas attraverso l'instillazione per almeno 20 minuti. Per collegare il tappo alla bombola del fluido, chiudere prima il flusso di gas anossico con una fascetta stringitubo sul tubo corrispondente.Quindi sollevare leggermente il tappo in gomma butilica dal flacone medio. Quindi, inserire una siringa sterile riempita di cotone con un ago piegato nello spazio di testa del flacone medio soffiando gas a 50 millibar e sciacquare lo spazio di testa con gas anossico. Quindi rimuovere e sostituire rapidamente il tappo di gomma con il tappo preparato con il capillare.Questo deve essere eseguito rapidamente e con la massima attenzione alla sterilità per evitare l'aggiunta di ossigeno e batteri. Quindi, rimuovi l'ago di metallo lungo per chiudere il coperchio. Quindi sostituire l'ago metallico lungo della siringa di vetro con un ago usa e getta e iniettare gas anossico nel tappo per lavare lo spazio di testa del flacone del terreno.Fallo per almeno quattro minuti. Quindi chiudere la linea del gas ed estrarre l'ago per iniezione dal tappo. La sovrapressione residua del gas fuoriesce attraverso la siringa di vetro.Per procedere, collegare la siringa a un pacco di gas caricato con gas anossico esercitando una leggera pressione sul pacco di gas. Il pacco di gas compenserà la perdita di volume nella bombola quando il fluido viene pompato fuori da essa. Quindi, collegare un pacco di gas da dieci litri vuoto pre-lavato alla porta libera del connettore a tre vie collegato alle bombole di scarico.Assicurarsi di tenere chiusa la valvola del pacco gas. Ridurre ora la pressione del gas anossico al di sotto di 0,1 millibar per mantenere un deflusso costante di gas dall'ago di degassamento. Quindi impostare la pompa e rilasciare la fascetta sul tubo per accedere al fluido.Ora aprire la valvola del pacco gas vuoto e avviare la pompa. La confezione raccoglierà l'aria spostata dalle bottiglie di scarico man mano che vengono riempite con il fluido. Monitorare il riempimento del pannello di distribuzione del fluido con il fluido e rimuovere il gas rimanente dal pannello durante il riempimento tenendolo in posizione capovolta.Il gas viene rilasciato dai capillari collegati alla pompa. Regolare la pompa a 0,45 litri al giorno e monitorare la colonna che riempie con il fluido. Infine, installa la sorgente luminosa.Posizionarlo due centimetri sopra l'estremità superiore della colonna. Quindi coprire i dieci centimetri superiori della colonna con nastro adesivo scuro o foglio di alluminio. Quindi coprire l'intera instillazione con un tessuto scuro.Per l'inoculazione, avere sei siringhe con aghi abbastanza lunghi da raggiungere il centro del corpo della colonna. Iniziare con la sterilizzazione dell'esterno dei tappi in gomma butilica sulle sei porte di campionamento principali. Usa etanolo all'80% e fiamma.Quindi sciacquare una siringa con gas anossico. Quindi, aspirare un millilitro della soluzione di cella anossica e iniettarla al centro della colonna attraverso i tappi in gomma butilica sulle sei porte di campionamento. Se necessario, utilizzare una pinzetta sterile per stabilizzare l'ago per l'iniezione.Ogni 24 ore, prelevare campioni dalla colonna. Inizia dalla porta superiore e procedi verso il basso. Per prima cosa, sciacquare la siringa con gas anossico.Quindi riempirlo con gas anossico. Quindi, rimuovere rapidamente il tappo di plastica e inserire la siringa quasi sul connettore del tubo. Quindi espellere il gas nella siringa e collegare saldamente la siringa al connettore.Ora rimuovi la pinza e preleva un campione da un millilitro dalla colonna. Riattaccare il morsetto prima di estrarre la siringa. Quindi chiudere saldamente il connettore con il cappuccio.Ripetere ora questo processo alla porta successiva scendendo nella colonna. Un esperimento di controllo di dieci giorni senza batteri inoculati ha dimostrato concentrazioni di ossigeno costantemente basse senza fluttuazioni significative del ferro solubile in tutta la colonna d'acqua di risalita. Al quinto giorno, i livelli più bassi di ossigeno erano inferiori a 15 milligrammi per litro, il che è essenzialmente anossico.Prima dell'inoculazione il giorno zero, non erano visibili precipitati, quindi non era presente ossigeno in grado di ossidare il ferro solubile in precipitati di ferro. Le concentrazioni di ferro solubile erano costanti in tutta la colonna d'acqua di risalita. 84 ore dopo l'inoculazione con cianobatteri, si è sviluppato un colore verde all'interno dei primi due centimetri della colonna indicativo della crescita.Una banda arancione a meno tre centimetri era indicativa della precipitazione del ferro a causa della produzione di ossigeno da parte dei cianobatteri. Mentre prima dell'inoculazione la concentrazione iniziale di ossigeno era sostanzialmente zero, dopo 84 ore di crescita, il profilo di ossigeno della colonna superiore è aumentato in modo significativo. Al contrario, è stata misurata anche una goccia di ferro solubile dalle profondità superiori.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come impostare ed eseguire l'esperimento. La raccolta di campioni liquidi vi permetterà sia di quantificare i parametri geochimici che di eseguire l'analisi cellulare. Una volta padroneggiato, l'esperimento può essere impostato in un giorno.Dopo l'inizio della corsa, i cambiamenti nella colonna d'acqua possono essere monitorati per un periodo di diverse settimane se viene eseguita correttamente. Seguendo questa procedura, è possibile utilizzare configurazioni alternative per rispondere a ulteriori domande riguardanti le riduzioni insidiose e le distribuzioni microbiche all'interno dei corpi sedimentari.

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Simulazione Laboratorio di ferro (II) ricchi di Precambriano Marine Upwelling sistema per esplorare la crescita di batteri fotosintetici (Video) | JoVE Journal

Simulazione Laboratorio di ferro (II) ricchi di Precambriano Marine Upwelling sistema per esplorare la crescita di batteri fotosintetici

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