Name: Labor Simulation eines Eisen (II) -reichen Präkambrium Meeres Upwelling-System das Wachstum von Bakterien zu erkunden Photosynthetic (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 45 s
Description: Erfahren Sie, wie ein eisenreiches präkambrianisches Aufwärtssystem im Labor simuliert wird, um die Rolle von Cyanobakterien bei der Sauerstoffproduktion zu untersuchen. Diese Methode ermöglicht die Analyse früher geochemischer Prozesse auf der Erde.

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

Mark Nordhoff in der Konzeption und Umsetzung von Schlauchverbindungen unterstützt. Ellen Struve half auszuwählen und zu erwerben Ausrüstung verwendet werden.

<ol><li>Lyons, T. W., Reinhard, C. T., Planavsky, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rise+of+oxygen+in+Earth%27s+early+ocean+and+atmosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere.</a> Nature. 506 (7488), 307-315 (2014).</li>
<li>Raymond, J., Blankenship, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+the+oxygen-evolving+complex%5BTitle%5D)+AND+%22Coord.+Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">The origin of the oxygen-evolving complex.</a> Coord. Chem. Rev. 252 (3-4), 377-383 (2008).</li>
<li>Kendall, B., Reinhard, C. T., Lyons, T., Kaufman, A. J., Poulton, S. W., Anbar, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pervasive+oxygenation+along+late+Archaean+ocean+margins%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Geosci%22%5BJournal%5D)">Pervasive oxygenation along late Archaean ocean margins.</a> Nature Geosci. 3 (9), 647-652 (2010).</li>
<li>Olson, S. L., Kump, L. R., Kasting, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+the+areal+extent+and+dissolved+oxygen+concentrations+of+Archean+oxygen+oases%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Geol%22%5BJournal%5D)">Quantifying the areal extent and dissolved oxygen concentrations of Archean oxygen oases.</a> Chem. Geol. 362 (1), 35-43 (2013).</li>
<li>Satkoski, A. M., Beukes, N. J., Li, W., Beard, B. L., Johnson, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+redox-stratified+ocean+3.2+billion+years+ago%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+Planet.+Sci.+Lett%22%5BJournal%5D)">A redox-stratified ocean 3.2 billion years ago.</a> Earth Planet. Sci. Lett. 430 (1), 43-53 (2015).</li>
<li>Holland, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oceans+-+Possible+Source+of+Iron+in+Iron-Formations%5BTitle%5D)+AND+%22Econ.+Geol%22%5BJournal%5D)">Oceans - Possible Source of Iron in Iron-Formations.</a> Econ. Geol. 68 (7), 1169-1172 (1973).</li>
<li>Holland, H. D., Lazar, B., Mccaffrey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+the+Atmosphere+and+Oceans%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Evolution of the Atmosphere and Oceans.</a> Nature. 320 (6057), 27-33 (1986).</li>
<li>Klein, C., Beukes, N. J. Time distribution, stratigraphy, and sedimentologic setting, and geochemistry of Precambrian iron-formations. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKlein%2C+C+%22The+Proterozoic+Biosphere%22">The Proterozoic Biosphere</a>. Schopf, J. W., Klein, C. , Cambridge University Press. 139-146 (1992).</li>
<li>Poulton, S. W., Canfield, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferruginous+Conditions%3A+A+Dominant+Feature+of+the+Ocean+through+Earth%27s+History%5BTitle%5D)+AND+%22Elements%22%5BJournal%5D)">Ferruginous Conditions: A Dominant Feature of the Ocean through Earth's History.</a> Elements. 7 (2), 107-112 (2011).</li>
<li>Busigny, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+isotopes+in+an+Archean+ocean+analogue%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Iron isotopes in an Archean ocean analogue.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 133, 443-462 (2014).</li>
<li>Crowe, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoferrotrophs+thrive+in+an+Archean+Ocean+analogue%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Photoferrotrophs thrive in an Archean Ocean analogue.</a> PNAS. 105 (41), 15938-15943 (2008).</li>
<li>Jones, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biogeochemistry+of+manganese+in+ferruginous+Lake+Matano%2C+Indonesia%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Biogeochemistry of manganese in ferruginous Lake Matano, Indonesia.</a> Biogeosciences. 8 (10), 2977-2991 (2011).</li>
<li>Lliros, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pelagic+photoferrotrophy+and+iron+cycling+in+a+modern+ferruginous+basin%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Pelagic photoferrotrophy and iron cycling in a modern ferruginous basin.</a> Sci. Rep. 5 (13803), (2015).</li>
<li>Koeksoy, E., Halama, M., Konhauser, K. O., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+modern+ferruginous+habitats+to+interpret+Precambrian+banded+iron+formation+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Astrobiol%22%5BJournal%5D)">Using modern ferruginous habitats to interpret Precambrian banded iron formation deposition.</a> Int. J. Astrobiol. , 1-13 (2015).</li>
<li>Canfield, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+for+Proterozoic+ocean+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A new model for Proterozoic ocean chemistry.</a> Nature. 396 (6710), 450-453 (1998).</li>
<li>Wu, W. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+physiology+and+cell-mineral+interactions+of+the+marine+anoxygenic+phototrophic+Fe%28II%29+oxidizer+Rhodovulum+iodosum+-+implications+for+Precambrian+Fe%28II%29+oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Characterization of the physiology and cell-mineral interactions of the marine anoxygenic phototrophic Fe(II) oxidizer Rhodovulum iodosum - implications for Precambrian Fe(II) oxidation.</a> FEMS Microbiol. Ecol. 88 (3), 503-515 (2014).</li>
<li>Hungate, R. E., Macy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Roll-Tube+Method+for+Cultivation+of+Strict+Anaerobes%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Ecol.+Res.+Comm%22%5BJournal%5D)">The Roll-Tube Method for Cultivation of Strict Anaerobes.</a> Bull. Ecol. Res. Comm. 17 (1), 123-126 (1973).</li>
<li>Van Baalen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+on+marine+blue-green+algae%5BTitle%5D)+AND+%22Bot.+mar%22%5BJournal%5D)">Studies on marine blue-green algae.</a> Bot. mar. 4 (1-2), 129-139 (1962).</li>
<li>Sakamoto, T., Bryant, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+at+low+temperature+causes+nitrogen+limitation+in+the+cyanobacterium+Synechococcus+sp.+PCC+7002%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Growth at low temperature causes nitrogen limitation in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002.</a> Arch. Microbiol. 169 (1), 10-19 (1998).</li>
<li>Swanner, E. D., Mloszewska, A. M., Cirpka, O. A., Schoenberg, R., Konhauser, K. O., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+oxygen+production+in+Archaean+oceans+by+episodes+of+Fe%28II%29+toxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Geosci%22%5BJournal%5D)">Modulation of oxygen production in Archaean oceans by episodes of Fe(II) toxicity.</a> Nature Geosci. 8 (2), 126-130 (2015).</li>
<li>Stookey, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferrozine+-+a+New+Spectrophotometric+Reagent+for+Iron%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Ferrozine - a New Spectrophotometric Reagent for Iron.</a> Anal. Chem. 42 (7), 779-784 (1970).</li>
<li>Fitch, M. W., Koros, W. J., Nolen, R. L., Carnes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Permeation+of+Several+Gases+through+Elastomers%2C+with+Emphasis+on+the+Deuterium+Hydrogen+Pair%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Permeation of Several Gases through Elastomers, with Emphasis on the Deuterium Hydrogen Pair.</a> J. Appl. Polym. Sci. 47 (6), 1033-1046 (1993).</li>
<li>Smith, A. J. B., Beukes, N. J., Gutzmer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Composition+and+Depositional+Environments+of+Mesoarchean+Iron+Formations+of+the+West+Rand+Group+of+the+Witwatersrand+Supergroup%2C+South+Africa%5BTitle%5D)+AND+%22Econ.+Geol%22%5BJournal%5D)">The Composition and Depositional Environments of Mesoarchean Iron Formations of the West Rand Group of the Witwatersrand Supergroup, South Africa.</a> Econ. Geol. 108 (1), 111-134 (2013).</li>
<li>Johnson, C. M., Beard, B. L., Klein, C., Beukes, N. J., Roden, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+isotopes+constrain+biologic+and+abiologic+processes+in+banded+iron+formation+genesis%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Iron isotopes constrain biologic and abiologic processes in banded iron formation genesis.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 72 (1), 151-169 (2008).</li>
<li>Krepski, S. T., Emerson, D., Hredzak-Showalter, P. L., Luther, G. W., Chan, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology+of+biogenic+iron+oxides+records+microbial+physiology+and+environmental+conditions%3A+toward+interpreting+iron+microfossils%5BTitle%5D)+AND+%22Geobiology%22%5BJournal%5D)">Morphology of biogenic iron oxides records microbial physiology and environmental conditions: toward interpreting iron microfossils.</a> Geobiology. 11 (5), 457-471 (2013).</li>
<li>Posth, N. R., Konhauser, K. O., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbiological+processes+in+banded+iron+formation+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Sedimentology%22%5BJournal%5D)">Microbiological processes in banded iron formation deposition.</a> Sedimentology. 60 (7), 1733-1754 (2013).</li>
<li>Maliva, R. G., Knoll, A. H., Simonson, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secular+change+in+the+Precambrian+silica+cycle%3A+Insights+from+chert+petrology%5BTitle%5D)+AND+%22Geol.+Soc.+Am.+Bull%22%5BJournal%5D)">Secular change in the Precambrian silica cycle: Insights from chert petrology.</a> Geol. Soc. Am. Bull. 117 (7-8), 835-845 (2005).</li>
<li>Kappler, A., Pasquero, C., Konhauser, K. O., Newman, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deposition+of+banded+iron+formations+by+anoxygenic+phototrophic+Fe%28II%29-oxidizing+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Geology%22%5BJournal%5D)">Deposition of banded iron formations by anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria.</a> Geology. 33 (11), 865-868 (2005).</li>
<li>Krepski, S. T., Hanson, T. E., Chan, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+characterization+of+a+novel+biomineral+stalk-forming+iron-oxidizing+bacterium+from+a+circumneutral+groundwater+seep%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Isolation and characterization of a novel biomineral stalk-forming iron-oxidizing bacterium from a circumneutral groundwater seep.</a> Environ. Microbiol. 14 (7), 1671-1680 (2012).</li>
<li>Czaja, A. D., Johnson, C. M., Beard, B. L., Roden, E. E., Li, W. Q., Moorbath, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+Fe+oxidation+controlled+deposition+of+banded+iron+formation+in+the+ca.+3770+Ma+Isua+Supracrustal+Belt+%28West+Greenland%29%5BTitle%5D)+AND+%22Earth.+Planet.+Sci.+Lett%22%5BJournal%5D)">Biological Fe oxidation controlled deposition of banded iron formation in the ca. 3770 Ma Isua Supracrustal Belt (West Greenland).</a> Earth. Planet. Sci. Lett. 363 (1), 192-203 (2013).</li>
<li>Melton, E. D., Schmidt, C., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+iron%28II%29+oxidation+in+littoral+freshwater+lake+sediment%3A+the+potential+for+competition+between+phototrophic+vs.+nitrate-reducing+iron%28II%29-oxidizers%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microbial iron(II) oxidation in littoral freshwater lake sediment: the potential for competition between phototrophic vs. nitrate-reducing iron(II)-oxidizers.</a> Front. Microbiol. 3 (197), 1-12 (2012).</li>
</ol>

Autoren haben nichts zu offenbaren.

Mikrobielle Gemeinschaften im Präkambrium Ozean wurden geregelt durch, oder als Folge von veränderten, ihre Aktivität und den vorherrschenden geochemischen Bedingungen. Bei der Interpretation der Ursprünge der BIF, Forscher schließen im Allgemeinen das Vorhandensein oder die Aktivität von Mikroorganismen auf der Sedimentologie oder Geochemie von BIF basiert, zum Beispiel Smith et al. 23 und Johnson et al. 24. Die Studie der modernen Organismen in modernen Umgebungen , die...

Das Präkambrium (4,6-,541 Gy vor) Atmosphäre einen allmählichen Aufbau von photosynthetisch hergestellten Sauerstoff erfahren (O 2), vielleicht für Schritt Veränderungen unterbrochen an der sogenannten &quot;Great Oxidation Event&quot; (GOE) bei etwa 2,4 Gy vor, und wieder in Neoproterozoikum (1-,541 Gy vor) als atmosphärischen O genähert 2 moderne Stufen 1. Cyanobakterien sind die evolutionären Reste der ersten Organismen, die von oxygenic Photosynthese 2. Geochemische Beweise und Modellierungsstudien unterstützen die Rolle der flachen Küstengebiete in beherbergen aktive Gemeinschaften von Cyanobakterien oder Organismen, die von oxygenic Photosynthese oder oxygenic phototrophs, 3-5 unter einer überwiegend anoxischen Atmosphäre im Oberflächenozean lokalen Sauerstoff Oasen zu erzeugen. Die Ablagerung von Bändererz (BIFs) aus dem Meerwasser in den präkambrischen Punkte zu Eisen (II) (Fe (II)) als eine wichtige geochemische constituent von Meerwasser, zumindest lokal, während ihrer Abscheidung. Einige der größten BIFs sind Tiefwasserablagerungen, die Kontinentalsockel und Steigung bilden ab. Die Menge an Fe abgeschieden ist unvereinbar aus einer Massenbilanz Standpunkt mit überwiegend kontinental (dh Verwitterung) Quelle. Daher ein großer Teil der Fe wurden , müssen 6 von hydrothermalen Veränderungen von mafischen oder ultramafischen seafloor Kruste geliefert. Die Schätzungen der Rate von Fe abgeschieden außenbords der Küstengebiete im Einklang mit Fe (II) an die Oberfläche Ozean über upwelling 7 geliefert. Um für Fe in Aufwärtsströmungen transportiert werden, müssen in der reduzierten, mobile Form vorhanden gewesen - als Fe (II). Die durchschnittliche Oxidationsstufe von Fe in BIF erhaltenen 2,4 8 , und es wird allgemein angenommen , dass BIF erhalten Fe als Fe (III) abgeschieden wird , gebildet wird, wenn Fe aufsteigendes (II) oxidiert, gegebenenfalls durch Sauerstoff. Daher erforschen Potential Fe (II) Oxidationsmechanismen entlang Hang environments ist wichtig, zu verstehen, wie BIF gebildet. Darüber hinaus verfeinert geochemische Charakterisierung von marinen Sedimenten hat festgestellt, dass eisenhaltig Bedingungen, in denen Fe (II) in einer anoxischen Wassersäule war, ein hartnäckiges Merkmal der Ozeane auf der ganzen Präkambrium waren und nicht nur auf die Zeit und den Ort beschränkt waren wo BIF wurden 9 abgeschieden. Daher ist für mindestens zwei Milliarden Jahre Erdgeschichte, Redox - Schnittstellen zwischen Fe (II) und O 2 in den flachen Meeren waren wahrscheinlich alltäglich. Zahlreiche Studien nutzen moderne Websites, die chemische und / oder biologische Analoga von verschiedenen Merkmalen des präkambrischen Ozeans sind. Ein gutes Beispiel sind eisenhaltig Seen , in denen Fe (II) in sonnendurchfluteten Oberflächenwasser stabil und vorhanden ist , während die photosynthetische Aktivität (einschließlich von Cyanobakterien) wurde 10-13 nachgewiesen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen geben einen Einblick in den geochemischen und mikrobiellen Eigenschaften eines oxischen zu anoxischen / ferruginous Chemokline. Allerdings sind in der Regel diese Seiten physisch geschichtet mit wenig vertikal 14 Mischen, anstatt die chemischen Schnittstellen in einem upwelling System auftreten, und dachte , sind 4 die meisten Sauerstoffproduktion in präkambrischen Zeit zu unterstützen. Ein natürliches Analogon die Entwicklung eines marinen Sauerstoff Oase unter einer anoxischen Atmosphäre und bei einem Fe (II) -reichen Auftriebssystem in sonnendurchfluteten Oberflächenwassersäule ist nicht verfügbar auf der modernen Erde zu erkunden. Daher ist ein Laborsystem, das eine ferruginous upwelling Zone simulieren kann und auch das Wachstum von Cyanobakterien und photoferrotrophs Unterstützung benötigt wird. Das Verständnis und die Identifizierung von mikrobiellen Prozesse und deren Wechselwirkung mit einem upwelling wässrigen Medium, das Präkambrium Meerwasser darstellt, fördert das Verständnis und kann die Informationen aus dem Rock-Platte gewonnen, um zu ergänzen, um in vollem Umfang die unverwechselbaren biogeochemische Prozesse auf alten Erde zu verstehen. </p&gt; Mit diesem Ziel wurde in dem Fe (II) -reichen Seewassermedium (pH neutral) wurde gepumpt, um eine im Labormaßstab Säule entwickelt, um in den Boden der Säule und abgepumpt von oben. Beleuchtung wurde an der Spitze vorgesehen, um eine 4 cm breite &quot;photic Zone&quot; zu schaffen, die das Wachstum von Cyanobakterien in den Top 3 cm unterstützt. Natürliche Umgebungen sind in der Regel geschichtet und durch physikalisch-chemischen Gradienten stabilisiert, wie Salinität oder Temperatur. Um die Wassersäule auf einem Labormaßstab, der Säulenzylinder wurde gepackt mit einer porösen Glasperlen Matrix zu stabilisieren, das die Einrichtung von geochemischen Muster zu halten half, die während des Experiments entwickelt. Ein kontinuierlicher N 2 / CO 2 Gasfluss wurde angelegt , um den Kopfraum der Kolonne , um zu spülen , eine anoxische Atmosphäre reflektierende eines Ozeans vor der GOE 15 aufrechtzuerhalten. Nachdem ein konstanter Fluss von Fe (II) hergestellt wurde, Cyanobakterien wurden überall in der Säule inokuliert und ihre growth wurde durch Zellzählungen an Proben überwacht Sampling-Ports entfernt durch. Sauerstoff wurde in situ überwacht durch sauerstoffempfindliche Optode Folien auf die Innenwand des Säulenzylinders und Messungen Plazieren von außerhalb der Säule mit einer optischen Faser hergestellt wurden. Wässrige Fe Speziation wurde durch Entnahme von Proben aus tiefenaufgelösten Horizontalabtastpuffers Ports und analysiert mit dem Ferrozine Verfahren quantifiziert. Die abiotische Kontrolle Experimente und Ergebnisse zeigen, Proof-of-concept -, dass ein Labormaßstab analog der alten Wassersäule, in Isolation von der Atmosphäre gehalten, erreichbar ist. Cyanobakterien wuchs und erzeugt Sauerstoff, und die Reaktionen zwischen Fe (II) und Sauerstoff wurden auflösbar. Hierbei ist die Methodik zur Konstruktion, Herstellung, Montage, Ausführung und Probenahme von solchen Säule präsentiert, zusammen mit den Ergebnissen aus einem 84 h Lauf der Säule , während mit dem Cyanobakterium Synechococcus sp marine inokuliert. PCC 7002.

<table><tbody><tr><td>Widdelkolben (5 L)</td><td>Ochs</td><td>110015</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Glasflaschen (5 L)</td><td>Rotilabo</td><td>Y682.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Glaspipetten (5 ml)</td><td></td><td>51714</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>0,22 &micro; m Steritop Filtereinheit (0,22&nbsp; &Mikro; m Polyethersulfonmembran)</td><td>Millipore</td><td>X337.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Aluminiumfolie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sterile Luer-Lock-Glasspritze, gefüllt mit Baumwolle</td><td></td><td>C681.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Nadeln aus Edelstahl (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</td></tr><tr><td>Glaszylinder</td><td></td><td>Y310.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Glaswolle</td><td></td><td>7377.2</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Glasperlen (&oslash; 0,55 - 0,7& nbsp; mm)</td><td></td><td>11079105</td><td>biospec.com</td></tr><tr><td>Stopfen aus Butylkautschuk (1,2 cm)</td><td></td><td>271024</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Petrischale, Glas (1,0 cm) cm)</td><td></td><td>T939.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Polymere Kleber</td><td></td><td>OTTOSEAL S68</td><td>adchem.de</td></tr><tr><td>Optische Sauerstoffsensorfolie (zur Sauerstoffanalyse, siehe unten)</td><td></td><td>&ndash; auf Anfrage &ndash;</td><td>presens.de</td></tr><tr><td>Gummischlauch (35 mm, 7&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770350 labor-ochs.de</td><td></td></tr><tr><td>Luer-Lock-Schlauchverbinder (3,0 mm, Luer-Lock-Stecker = LLM)</td><td></td><td>P343.1</td> carlroth.com <td></td></tr><tr><td>Luer-Lock-Schlauchverbinder (3,0 mm, Luer-Lock-Buchse = LLF)</td><td></td><td>P335.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Gummischlauch (25 mm, 0,72 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Gummischlauch (50 mm, 7&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770350</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Nadel aus Edelstahl (150 mm, 1,0 mm ID)</td><td></td><td>201015</td> labor-ochs.de <td></td></tr><tr><td>Luer-Lock-Spritze aus Glas (10 ml)</td><td></td><td>C680.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Lose Baumwolle&nbsp;</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>Stopfen aus Butylkautschuk (1,75 cm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Nadel aus Edelstahl (40 mm, 1,0 cm) mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4665120</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Nadel aus Edelstahl (150 mm, 1,5 mm ID)</td><td></td><td>201520</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Position: Luer-Lock-Buchse an C.7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polymers Kleber</td><td></td><td>OTTOSEAL S68</td><td>adchem.de</td></tr><tr><td>Edelstahlnadel (120 mm, 0,7 mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4665643</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>Gummischläuche (40 mm, 0,74 mm Innendurchmesser)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Schrumpfschläuche (35&nbsp; mm, 3 mm ID geschrumpft)</td><td></td><td>541458 - 62</td><td>conrad.de</td></tr><tr><td>Schlauchschelle</td><td></td><td>STHC-C-500-4</td><td>tekproducts.com</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Schlauchverbinder (1,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Kunststoffkappe (LLM)</td><td></td><td>CT69.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Glasflasche (5 L)</td><td>Rotilabo</td><td>Y682.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Butylkautschuk-Stopfen (für GL45)</td><td></td><td>444704</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Edelstahlkapillare (300 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Edelstahlkapillare (50 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56737</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Schrumpfschlauch (35 mm, 3&nbsp; mm ID geschrumpft)</td><td></td><td>541458 - 62</td><td>conrad.de</td></tr><tr><td>Gummischlauch (100 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td> newageindustries.com <td></td></tr><tr><td>Luer-Lock-Schlauchanschluss (1,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Glasspritze (10 ml)</td><td></td><td>C680.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Lose Baumwolle&nbsp;</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>Stopfen aus Butylkautschuk (1,75 cm)</td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td>Nadel aus Edelstahl (40 mm, 0,8 cm)<td></td></tr><tr><td> mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4657519</td> bbraun.de <td></td></tr><tr><td>Luer-Lock-Glasspritze (5 ml)</td><td></td><td>C679.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Stopfen aus Butylkautschuk (1,75 mm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Gummischlauch (40 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Glasflasche (2 L)</td><td>Rotilabo</td><td>X716.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Butylkautschuk-Stopfen (für GL45)</td><td></td><td>444704</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Edelstahl-Kapillare (50 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Gummischlauch (30 mm x 0,74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>Gummischlauch (100 mm x 0,74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td></td></tr><tr><td>newageindustries.com Luer-Lock-Schlauchverbinder (1,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer-Lock 3-fach Anschluss (LLF, 2x LLM)</td><td></td><td>6134</td><td>cadenceinc.com</td></tr><tr><td>Lichtquelle</td><td>Samsung</td><td>SI-P8V151DB1US</td><td>samsung.com</td></tr><tr><td>Schlauchpumpe</td><td>Ismatec</td><td>EW-78017-35</td><td>coleparmer.com</td></tr><tr><td>Pumpschlauch (0,89&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>EW-97628-26</td><td>coleparmer.com</td></tr><tr><td>Edelstahl-Kapillare (200 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Edelstahl-Kapillare (400 mm, 0,74 mm ID)</td><td></td><td>56737</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Supel-Inert Foil (Tedlar - PFC) Gaspaket (10 L)</td><td></td><td>30240-U sigmaaldrich.com</td><td></td></tr><tr><td>Gummischlauch (30 mm, 6&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770300</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Schlauchverbinder (3,0 mm, LLM)</td><td></td><td>P343.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer-Lock-Schlauchverbinder (3,0 mm, LLF)</td><td></td><td>P335.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Gasdichte Spritze (20&nbsp; ml)</td><td></td><td>C681.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Bunsenbrenner</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>Faseroptisches Sauerstoffmessgerät für die Sauerstoffquantifizierung</td><td>Presens</td><td>TR-FB-10-01</td><td>presens.de</td></tr><tr><td>Vakuumpumpe</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>Silikonkleber für Sauerstoffoptoden</td><td>Presens</td><td>PS1</td><td>presens.de</td></tr></tbody></table>

labor simulation eines eisen (ii) -reichen präkambrium meeres upwelling-system das wachstum von bakterien zu erkunden photosynthetic

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

Ein herkömmliches Konzept für die Abscheidung von einigen Präkambrium Bändererz (BIF) geht davon aus, dass Eisen - II [Fe (II)] upwelling aus hydrothermalen Quellen in der präkambrischen Ozean durch molekularen Sauerstoff oxidiert [O 2] von Cyanobakterien produziert. Die ältesten BIFs, abgeschieden vor der Großen Oxidation Ereignis (GOE) bei etwa 2400000000 Jahre (Gy) vor, könnte durch direkte Oxidation von Fe (II) durch anoxygenen photoferrotrophs unter anoxischen Bedingungen gebildet. Als Verfahren zur Herstellung der geochemischen und minera Muster zu testen, die unter verschiedenen biologischen Szenarien entwickeln, haben wir eine 40 cm lange vertikale Durchflusssäule mit einem anoxischen Fe (II) -reichen marine upwelling System Vertreter eines alten Ozean im Labormaßstab zu simulieren . Der Zylinder wurde mit einer porösen Glasperlen gepackte Matrix die geochemische Gradienten zu stabilisieren und flüssigen Proben für Eisen Quantifizierungs könnten in der gesamten Wassersäule entnommen werden. Gelöster Sauerstoff wurdenicht-invasiv mittels Optoden von außen erkannt. Die Ergebnisse aus biotischen Experimente, die upwelling Flüsse von Fe (II) aus dem Boden beteiligt sind, eine deutliche Lichtgradienten von oben, und Cyanobakterien in der Wassersäule, zeigen deutliche Hinweise auf die Bildung von Fe (III) mineralische Ausfällungen und Entwicklung einer Chemokline zwischen Fe (II) und O 2. Diese Spalte ermöglicht es uns, Hypothesen für die Bildung der BIFs zu testen, indem Cyanobakterien Kultivierung (und in der Zukunft photoferrotrophs) unter simulierten Meeres Präkambrium Bedingungen. Darüber hinaus vermuten, dass wir unsere Säulenkonzept für die Simulation von verschiedenen chemischen und physikalischen Umgebungen ermöglicht - einschließlich flachen Meeres oder Seesedimente.

Kontrollversuch Abiotische Kontrollexperimente (10 Tage) zeigten konstant niedrige Sauerstoffkonzentrationen (O 2 &lt;0,15 mg / L) ohne nennenswerte Schwankungen in der Fe (II) -profile ganzen upwelling Wassersäule. Die Bildung von Niederschlägen (vermutlich Fe (III) (oxyhydr-) oxide) in dem Medienspeicher und der leichten Abnahme der Gesamt Fe (II) -Konzentration von 500 &amp; mgr; M b...

Wir simulieren einen Präkambrium eisenhaltig marine Auftriebssystem in einem Labormaßstab vertikalen Flow-Through-Säule. Ziel war es , zu verstehen , wie geochemische Profile von O 2 und Fe (II) entwickeln , wie Cyanobakterien produzieren O 2. Die Ergebnisse zeigen , die Einrichtung eines Chemokline wegen Fe (II) Oxidation von photosynthetisch hergestellte O 2.

Labor Simulation eines Eisen (II) -reichen Präkambrium Meeres Upwelling-System das Wachstum von Bakterien zu erkunden Photosynthetic

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

Das übergeordnete Ziel dieses experimentellen Ansatzes ist es, ein eisenhaltiges Auftriebssystem zu simulieren und geochemische Profile von Sauerstoff und wässrigem Eisen in der Wassersäule zu detektieren, wenn Cyanobakterien vorhanden waren und durch Photosynthese Sauerstoff produzieren. Diese neu entwickelte Methode kann helfen, zentrale Fragen der Erdgeschichte zu beantworten, wie z.B. die Sauerstoffversorgung der Atmosphäre und die Ablagerung von gebänderten Eisenformationen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass geochemische Bedingungen, die in einem präkambrischen Ozean noch existiert haben könnten, im Labormaßstab simuliert, untersucht und mit modernen Methoden überwacht werden können.Obwohl diese Methode Einblicke in frühe Erdstudien geben kann, kann sie auch auf andere moderne Umgebungen angewendet werden, z. B. für geomikrobielle Untersuchungen und chemische Fluktuationen in Sedimentkörpern. Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da die Einrichtung des Experiments nicht trivial ist, aber das Video Informationen über die wichtigsten Schritte im Protokoll liefert. Die Bakterienkultivierung, die e

laboratory-simulation-an-iron-ii-rich-precambrian-marine-upwelling

Research

Forschung

JoVE Journal

Environment

Umwelt

Mikrobielle Eukaryonten sind sowohl eine Quelle der photosynthetisch gewonnene Kohlenstoff und oben räuberische Arten in permanent eisbedeckten Antarktis Seen. Dieser Bericht beschreibt eine Bereicherung Kultur Ansatz zur metabolisch vielseitiges mikrobielle Eukaryoten aus der Antarktis See, Lake Bonney zu isolieren, und beurteilt anorganischen Kohlenstoff-Fixierung mit einem Radioisotopen-Potential Assay für Ribulose-1 ,5-Carboxylase-Oxygenase bisphophate (Rubisco) Aktivität.

Establishment of Microbial Eukaryotische Anreicherungskulturen aus einer chemisch geschichteten antarktischen See und Bewertung der Kohlenstoff-Fixierung Potential

Beginnen Sie mit einer Anreicherungskultur aus Feuchtgebietsböden, die Bakteriengemeinschaften enthält.Die Kultur zeigt Feammox-Aktivität, Ammoniumoxidation gekoppelt mit Eisenreduktion, was auf die Anreicherung eines Bakteriums hinweist, das zu diesem Stoffwechselprozess fähig ist.Verdünnen Sie die Kultur seriell mit Medien.Die verdünnten Proben werden auf Testagarplatten gestreift, die mit Eisen(III)-Eisen und Ammonium ergänzt sind.Verwenden Sie Kontrollplatten, die entweder Eisen(III)-Eisen...

Isolierung von Ammonium-oxidierenden Eisenreduzierern aus einer aus Feuchtgebieten gewonnenen Anreicherungskultur 

Quelle: Villela, H. D. M. et al. Prospektion mikrobieller Stämme für Bioremediation und Probiotikaentwicklung für die Forschung und Erhaltung von Metaorganismen. J. Vis. Exp. (2019)Dieses Video demonstriert die selektive Isolierung ölabbauender Meeresbakterien durch Anreicherung von Meerwasserproben auf ölbasierten Medien, was die Rückgewinnung reiner Stämme mit potenziellen Anwendungen in der Rohölbioremediation und Umweltreinigung ermöglicht.

Selektive Anreicherung und Isolierung ölabbauender Meeresbakterien aus Meerwasserproben

Dieses Papier beschreibt den Montageprozess und den Betrieb eines fotosynthetischen Bioreaktors auf der Bank, der in Verbindung mit anderen Methoden verwendet werden kann, um relevante kinetische Wachstumsparameter zu schätzen. Dieses System überwacht kontinuierlich den pH-Wert, das Licht und die Temperatur mit Sensoren, einer Datenerfassungs- und Steuereinheit und einer Open-Source-Datenerfassungssoftware.

Aufbau und Aufbau eines handelsüblichen Algen-Photosynthese-Bioreaktors mit Temperatur-, Licht- und pH-Monitoring für kinetische Wachstumstests

Schicksal und Speziation von Arsen und Quecksilber in Aquiferen sind eng verwandt, Physio-chemischen Bedingungen und mikrobielle Aktivität. Hier präsentieren wir Ihnen eine original experimentelle Spalte-Setup, die imitiert eines Aquifers und ermöglicht ein besseres Verständnis der Spurenelement Biogeochemie unter anoxischen Bedingungen. Zwei Beispiele sind dargestellt, geochemischen und mikrobiologischen Ansätze kombinieren.

Experimentelle Spalte Setup für das Studium der anaerober biogeochemischer Interaktionen zwischen Eisen (Oxy) Hydroxide, Spurenelemente und Bakterien

Vor-Ort-mikrobielle Bereicherung oder in Situ Anbautechniken können die Isolierung der mikrobiellen Taxa schwierig zu Kultur, vor allem von Low-Biomasse oder geochemisch extreme Umgebungen erleichtern. Hier beschreiben wir eine elektrochemische Einrichtung ohne eine externe Stromquelle, um mikrobielle Belastungen zu bereichern, die extrazelluläre Elektronentransport (EET) geeignet sind.

Selbststehende elektrochemischen Aufbau Anode atmender Bakterien vor Ort zu bereichern

Dieses Protokoll beschreibt mikrobielle Experimente unter erhöhten Drücken, um Biomining-Prozesse vor Ort zu untersuchen. Der experimentelle Ansatz verwendet einen schaukelnden Hochdruckreaktor, der mit einer Gold-Titan-Reaktionszelle ausgestattet ist, die eine mikrobielle Kultur in einem sauren, eisenreichen Medium enthält.

Verwendung flexibler Gold-Titan-Reaktionszellen zur Simulation druckabhängiger mikrobieller Aktivität im Kontext des Subsurface Biominings

Das Ziel dieses Protokolls ist es, simulierte hydrothermale Schornsteine durch chemische Garteninjektionsexperimente zu bilden und einen thermischen Gradienten über die anorganische Niederschlagsmembran einzuführen, wobei ein 3D-druckbarer Kondensator verwendet wird, der für Bildungszwecke reproduziert werden kann.

Simulation von hydrothermalen Schornsteinen der frühen Erde in einer Umgebung mit thermischem Gradienten

Diese Veröffentlichung beschreibt das Design von Labor-Photobioreaktoren (PBRs) mit anpassbaren Lichtregimen. Das Wachstum von Cyanobakterien oder Mikroalgen, die Bicarbonat als Kohlenstoffquelle verwenden, wird kontinuierlich überwacht, indem die volumetrische Sauerstoffproduktion gemessen wird. Diese PBRs ermöglichen schnelle, replizierte Laborwachstumsvergleiche mit wenig Benutzereingriffen während der Experimente.

Betrieb von Labor-Photobioreaktoren mit Online-Wachstumsmessungen und anpassbaren Lichtregimen

Der Schwerpunkt dieses Papiers liegt auf der Beschreibung von Best Practices für die Herstellung von Medien für anspruchsvolle anaerobe Mikroorganismen, die aus einer Umgebung stammen. Diese Methoden helfen bei der Verwaltung anaerober Kulturen und können angewendet werden, um das Wachstum von schwer fassbaren, unkultivierten Mikroorganismen, der "mikrobiellen dunklen Materie", zu unterstützen.

Eine Reihe von in situ informierten simulierten Medienformaten für die Kultivierung umweltbedingt erworbener anaerober Mikroorganismen

Das Protokoll beschreibt ein Standardverfahren für die Prüfung potenziell biologisch abbaubarer Materialien, sowohl synthetischer als auch natürlicher Materialien, unter aeroben Bedingungen unter Verwendung eines natürlichen Meerwasserinokulums und eines automatisierten Respirometriesystems mit geschlossenem Kreislauf.

Aerobe biologische Abbaubarkeitsprüfung von Materialien mit einem natürlichen Meerwasser-Inokulum und einem Respirometer mit geschlossenem Regelkreis

Erfahren Sie, wie ein eisenreiches präkambrianisches Aufwärtssystem im Labor simuliert wird, um die Rolle von Cyanobakterien bei der Sauerstoffproduktion zu untersuchen. Diese Methode ermöglicht die Analyse früher geochemischer Prozesse auf der Erde.

Labor Simulation eines Eisen (II) -reichen Präkambrium Meeres Upwelling-System das Wachstum von Bakterien zu erkunden Photosynthetic (Video) | JoVE Journal

Labor Simulation eines Eisen (II) -reichen Präkambrium Meeres Upwelling-System das Wachstum von Bakterien zu erkunden Photosynthetic

Weitere Videos entdecken