Informatie

Kans op het vinden van superbacteriën in de bodem?


Er worden elke dag tonnen aarde, rotsen, enz. opgegraven, gegraven en verplaatst over de hele wereld. Paleontologen graven eveneens regelmatig fossielen en zowel begraven als bevroren exemplaren op, en biologen nemen monsters van permafrost, bodem en ondergrondse watermassa's.

Gezien alle opschudding van deze oude en ondergrondse substraten en exemplaren, vraag ik me af wat? is de kans groot dat we een superbug opgraven?

  • met superbug bedoel ik een verder onbekend micro-organisme dat de moderne geneeskunde niet kan doden.

Ik begrijp dat dit waarschijnlijk een te brede vraag is om hier te worden beantwoord (maar probeer het gerust!), dus ik zal dit opsplitsen in een meer relevante reeks vragen om mijn onderzoek te informeren.

  1. Hoeveel microben (aantal soorten en/of dichtheid) zijn er typisch in een kubieke meter grond? (of een ander nummer)

    • Dit artikel lijkt een goed begin.
  2. Veranderen deze microbe-abundanties en diversiteit met de diepte?

  3. Wat is de diepste plek in de korst waar leven is gevonden?

    • Dit artikel uit 2010 suggereert bijna 1400 meter. Hebben we dieper gevonden?

Wat is de diepste plek in de korst waar leven is gevonden?

De diepste levend dier:

  • Die prijs gaat naar de "Duivel Worm" (Halicephalobus mephisto), een nematode die op 3,6 km onder het oppervlak is gevonden!!

Halicephalobus mephisto is klein (slechts 0,5 mm lang) en vertegenwoordigt de diepste meercellig organisme ooit gevonden.

  • Het originele artikel is hier te vinden: Borgonie et al. (2011)

    • Ik moet er rekening mee houden dat het papier definitief werd gevonden Halicephalobus mephisto op 1,3 km diepte, maar vond rRNA-gensequentie behorend bij een exemplaar van Monhysteridae op de diepe 3,6 km diepte.

Veranderen deze microbe-abundanties en diversiteit met de diepte?

Volgens Inagaki et al (2015) is de dichtheid van microben: heel laag op lage diepte:

Door de cellen van deze microben te tellen, concluderen ze ook dat het een kleine gemeenschap is, met slechts één cel in een kubieke centimeter sediment in sommige delen van het sediment


Het is een interessante vraag en ik hoop dat dit antwoord niet luchthartig lijkt, want dat is niet mijn bedoeling. De kans op het vinden van een micro-organisme dat nog nooit mensen (of zoogdieren) is tegengekomen, maar het vermogen heeft ontwikkeld om ze te infecteren, lijkt naar mijn mening vrij klein. Wil een organisme pathogeen zijn, dan moet het de middelen hebben om het immuunsysteem van de gastheer te omzeilen. Dit is een adaptieve eigenschap die co-evolutie met de gastheer vereist. Een leerboekbespreking van pathogenen vindt u in Molecular Biology of the Cell. Belangrijk is dat er een sectie is met de titel Ziekteverwekkers hebben specifieke mechanismen ontwikkeld voor interactie met hun gastheren die je vraag redelijk goed beantwoordt:

In tegenstelling tot [de normale microbiële flora], vereisen specifieke pathogenen niet dat de gastheer immuungecompromitteerd of gewond is [om een ​​infectie te veroorzaken]. Ze hebben zeer gespecialiseerde mechanismen ontwikkeld voor het overschrijden van cellulaire en biochemische barrières en voor het uitlokken van specifieke reacties van het gastheerorganisme die bijdragen aan de overleving en vermenigvuldiging van de ziekteverwekker.

Om te overleven en zich in een gastheer te vermenigvuldigen, moet een succesvol pathogeen in staat zijn om: (1) de gastheer te koloniseren; (2) vind een qua voedingswaarde compatibele niche in het gastlichaam; (3) de aangeboren en adaptieve immuunresponsen van de gastheer vermijden, ondermijnen of omzeilen; (4) repliceren, gebruikmakend van hostbronnen; en (5) exit en verspreid naar een nieuwe host. Onder zware selectieve druk om alleen de juiste gastheercelreacties te induceren om deze complexe reeks taken uit te voeren, hebben pathogenen mechanismen ontwikkeld die de biologie van hun gastheerorganismen maximaal benutten.

Houd er ook rekening mee dat het verschijnen van superbacteriën te wijten is aan intense selectiedruk door het gebruik van antibiotica. Een dergelijk scenario is niet van toepassing op organismen die we nog nooit eerder zijn tegengekomen.


Humus

Onze redacteuren zullen beoordelen wat je hebt ingediend en bepalen of het artikel moet worden herzien.

Humus, niet-levende, fijnverdeelde organische stof in de bodem, afgeleid van microbiële afbraak van plantaardige en dierlijke stoffen. Humus, die in kleur varieert van bruin tot zwart, bestaat uit ongeveer 60 procent koolstof, 6 procent stikstof en kleinere hoeveelheden fosfor en zwavel. Terwijl humus uiteenvalt, worden de componenten ervan veranderd in vormen die door planten kunnen worden gebruikt.

Humus wordt ingedeeld in mor-, mull- of moder-formaties volgens de mate van opname in de minerale bodem, de soorten organismen die betrokken zijn bij de ontbinding ervan en de vegetatie waaruit het is afgeleid.

Een mor-humusvorming, of ruwe humustoestand, komt voor in grond met weinig micro-organismen of dieren, zoals regenwormen, om de organische stof die op het bodemoppervlak ligt af te breken. Onder deze strooisellaag bevindt zich een duidelijke, sterk verdichte humuslaag, onder de humus ligt een laag minerale grond. Schimmels en kleine geleedpotigen zijn de meest voorkomende organismen. Mor-bodems zijn meestal zuur (lage pH) en zijn kenmerkend voor naaldbossen, vooral in koude streken en op grote hoogte.

Een mull-humusvorming is kenmerkend voor hardhoutbossen, loofbossen of graslanden in warme, vochtige klimaten. De poreuze, kruimelige humus ontleedt snel en wordt goed vermengd met de minerale grond, zodat duidelijke lagen niet zichtbaar zijn. Bacteriën, regenwormen en grotere insecten zijn er in overvloed en de pH is hoog (alkalisch).

Een moder-humusformatie bevindt zich tussen de extremen van mor en mull. Moder is soms bekend als insectenmull omdat het onderscheidende kenmerk de aanwezigheid is van veel geleedpotige fecale pellets. Ketens van deze korrels binden plantenresten en minerale deeltjes samen tot een netachtige structuur. Een moder formatie bevat meer organisch materiaal dan een mull formatie, maar dit materiaal is minder goed vermengd met minerale componenten.

Humus wordt gewaardeerd door boeren en tuinders omdat het voedingsstoffen levert die essentieel zijn voor plantengroei, de opname van bodemwater verhoogt en de verwerkbaarheid van de bodem verbetert.


Anaërobe bodems – Wat u moet weten

Anaërobe bodems zijn te vinden op natuurlijke wetlands, uiterwaarden, moerassen, veengebieden en verstoorde landbouwgronden of zelfs in onze achtertuinen. Aërobe bodems hebben een deeltjesrangschikking die een vrije beweging van lucht in de poriën mogelijk maakt (open ruimtes tussen bodemdeeltjes). Integendeel, anaërobe bodems hebben een beperkte luchtstroom in de bodemporiën, vanwege een hoog vocht- of grondwaterpeil. Bodems kunnen tijdelijk anaëroob zijn, zoals waterrijke bodems op landbouwgrond of permanent anaëroob, zoals de natuurlijke waterrijke bodems. Onder anaërobe omstandigheden is de hoeveelheid zuurstof die wordt gebruikt door biologische bodemorganismen groter dan de hoeveelheid zuurstof die in het bodemprofiel wordt gediffundeerd (1). Anaërobe bodems hebben positieve en negatieve effecten op de omgeving. Dit artikel zal enkele interessante feiten (zowel goede als slechte) opsommen en kort bespreken over bodems in deze toestand.

Anaërobe bodems dragen bij aan de uitstoot van broeikasgassen

Anaërobe bodems stoten methaangas uit, een belangrijk broeikasgas. Productie, distributie en gebruik van fossiele brandstoffen worden gezien als de belangrijkste oorzaken van de wereldwijde methaanemissie. Wetlands spelen echter ook een rol, aangezien ongeveer 25% van het methaan dat vrijkomt in de atmosfeer afkomstig is van waterrijke bodems (1). In sterk verzadigde bodems komt methaan vrij wanneer organisch materiaal wordt afgebroken door anaërobe bodemmicro-organismen, Archaea genaamd. Behalve het effect van water wordt de methaanemissie in wetlands sterk beïnvloed door de temperatuur en de aanwezigheid van organische stof (2, 7). De methaanemissie van wetlands kan worden beheerst door de bodem af te voeren, maar dit moet met de nodige voorzichtigheid gebeuren, aangezien de drainage van wetlands leidt tot de uitstoot van kooldioxide, een ander krachtig broeikasgas.

Anaërobe bodems zijn natuurlijke watervoorraden en filters

Wetlandbodems verzamelen, slaan water op en geven het langzaam af. Dit zorgt voor grondwateraanvulling (verplaatsing van water langs het bodemprofiel naar het grondwaterpeil) en een gelijkmatige afvoer van water naar aangrenzende waterlichamen (3). Dit vermindert overstromingshoogten, afvloeiing van voedingsstoffen en bodemverlies veroorzaakt door erosieve stoffen. De opslag en langzame beweging van water in de bodem zorgt voor de opname van voedingsstoffen. Evenals het oplossen van verontreinigingen uit chemicaliën, rioolslib of septic tanks die voorkomen dat ze naar naburige beken en meren stromen.

Anaërobe bodems zijn nuttig in de landbouw

Sommige gewassen worden geteeld op anaërobe bodems. Rijst, een van 's werelds meest geconsumeerde graangewassen, wordt bijvoorbeeld verbouwd op padiegronden (padie) of overstroomde gebieden (diepwaterrijst) in veel Aziatische landen. Wetlands worden ook goed gebruikt voor viskweek. Statistieken tonen aan dat tweederde van de vis die wereldwijd wordt geconsumeerd, afhankelijk is van wetlands aan de kust (4). Andere eetbare of medicinaal heilzame gewassen die op wetlands worden geteeld, zijn onder meer wilde eetbare bessen (blauwe bessen, zwarte bes, zwarte frambozen, veenbessen) en de Chinese waterkastanje.

Anaërobe bodems bieden bewoning en voedsel voor unieke/diverse organismen

Wetlandbodems herbergen verschillende waterplanten en micro-organismen die unieke eigenschappen hebben om te overleven in omstandigheden met weinig zuurstof. In anaërobe bodems worden bijvoorbeeld aërobe bacteriën (bacteriën die zuurstof nodig hebben om te overleven) inactief of sterven ze af, waardoor er ruimte ontstaat voor bacteriën die gedijen in zuurstofarme omstandigheden. Anaërobe bodems zijn ook een habitat voor microalgen en hydrofyten (watervegetatie), waarvan sommige worden gebruikt om tuinen te verfraaien. Waterplanten hebben aanpassingen ontwikkeld in hun morfologie (waterwortels, adventiefwortels), hun anatomie (intercellulaire luchtruimten) en hun fysiologie (vermogen om te ademen in anaërobe omstandigheden) (1).

Figuur 1. Waterlelie-een prachtige waterplant ondersteund door anaërobe bodems. Foto door A.Efretuei

Bibliografie en verder lezen

1. Inglett et al (2005) Anaërobe bodems. In Encyclopedia of Bodems in the Environment. https://soils.ifas.ufl.edu.

3. Osmond et al (1997) Watershedss: Een beslissingsondersteunend systeem voor waterkwaliteitsproblemen op stroomgebiedschaal. Tijdschrift van de American Water Resources Association 33: 327-341.

4. Barbier et al (1997) Economische waardering van wetlands: een gids voor beleidsmakers en planners. Opgehaald van: https://www.ramsar.org/.

5. Functies en waarden van wetlands- https://www3.epa.gov/.

6. Parashar et al (1993) Effect van bodemtemperatuur op methaanemissie uit rijstvelden. Chemosfeer 26: 247-250.

7. Bringham et al (2013) Methaanemissies van wetlands: biogeochemische, microbiële en modelleringsperspectieven van lokale tot mondiale schaal. 19: 1325-1346.


Gebruik van bodeminoculanten

Hoewel er voorbeelden zijn van bodeminoculanten die de plantengroei en gewasopbrengsten met succes verbeteren, staat het gebruik ervan nog in de kinderschoenen. Het succes van een bepaald inoculant hangt af van de plantensoort en cultivar. Bodemtype, bodemvocht en temperatuuromstandigheden, evenals het aantal pathogenen dat aanwezig is in de grond rond de plant, zullen ook van invloed zijn op het succes van de inoculanten. Ten slotte, omdat inoculanten levende organismen bevatten, kan de manier waarop de inoculanten werden bereid en aangebracht de uitkomst beïnvloeden.

Microbiologen denken dat het succes van een geïntroduceerd micro-organisme meer verband houdt met zijn vermogen om zich voort te planten en populaties te vestigen in een bepaalde niche rond de wortelzone van de plant dan met de aantallen van de toegepaste inoculante micro-organismen. Geïntroduceerde micro-organismen moeten concurreren met de micro-organismen die al in de bodem aanwezig zijn en predatie door inheemse protozoa en nematoden overleven. Ze moeten de juiste voedselbron en omgevingscondities vinden om te overleven. Geïntroduceerde micro-organismen kunnen worden belast door fluctuerende bodemwateromstandigheden, gebruik van meststoffen of landbouwchemicaliën (zowel biologisch als conventioneel) en bodemverstoring zoals teelt. Vanwege al deze effecten is het mogelijk dat geïntroduceerde micro-organismen niet erg lang in de bodem blijven bestaan, dus de gunstige effecten van een inoculant die in het veld worden waargenomen, zijn vaak minder dan die welke worden waargenomen onder laboratorium- of kasomstandigheden. Er zijn ook gevallen waarin een toepassing van één type bacterie of schimmel gunstige effecten zal hebben, terwijl gelijktijdige toepassing van meerdere geen vergelijkbare effecten vertoont.

In het algemeen hebben veldproeven met inoculanten die beweren plantengroeibevorderaars of plantenresistentiestimulerende middelen te zijn, gemengde resultaten. Gegevens over katoen- en sorghumproeven over meerdere jaren in Texas toonden bijvoorbeeld geen verschil in opbrengst met twee verschillende "bodemactivator"-producten. Een andere studie zag geen verschil in ruwvoer, pinda's, rijst, sojabonen en tomaten. Andere studies in Alabama hebben verschillende stammen van Bacil spp. verminderde schimmelziekten bij komkommers en tomaten, maar de resultaten waren niet consistent voor elk jaar veldproeven (zie aanvullende bronnen hieronder).

Inoculanten worden geformuleerd en verkocht als poeders, korrels of vloeistoffen. Inerte materialen zoals veenmos worden vaak gebruikt als drager om de organismen in leven te houden en te helpen bij de toepassing.

Er zijn verschillende methoden voor het aanbrengen van grondinoculanten. Deze omvatten het coaten van zaden of zaailingen of rechtstreeks op de grond aanbrengen. Directe bodemtoepassingen worden gedaan aan de plantbasis nabij de plantenwortels. Verschillende formuleringen vereisen verschillende applicatiemethoden. De aanbevelingen van de fabrikant moeten worden opgevolgd om de meeste kans op succes te hebben. U mag voor het aanbrengen geen extra producten aan de inoculanten toevoegen, vooral niet producten die eigenschappen kunnen hebben die bacteriën of schimmels kunnen doden.

Houdbaarheid kan ook een probleem zijn. Omdat de formuleringen levende organismen bevatten, moeten ze op een koele plaats (bij voorkeur de koelkast) worden bewaard en, eenmaal gemengd, zo snel mogelijk worden gebruikt. Inoculanten achterlaten in de auto, op het dashboard van een pick-up of buiten blootgesteld aan de zon, hitte of zeer koude temperaturen kunnen sommige organismen doden en hun effectiviteit verminderen.

In de Verenigde Staten zijn bodeminoculanten geregistreerd voor gebruik door USEPA. In Georgië moeten ze ook worden goedgekeurd door het Georgia Department of Agriculture. Het ministerie van Landbouw vereist testen om aan te tonen dat inoculanten waarschijnlijk geen schade toebrengen aan planten en bewijs dat de beweringen op het etiket waar zijn. Gebruikers moeten echter weten dat dit geen garantie is dat de inoculanten zullen presteren zoals wordt beweerd.

Alvorens te kopen, moeten boeren zich afvragen wat productclaims zijn. Het oude gezegde: "Als het te mooi klinkt om waar te zijn, is het dat waarschijnlijk ook", is nog steeds van toepassing. Stel jezelf een aantal vragen:

  1. Beweert het product alles te repareren? Werken in alle situaties? Werken in alle bodems?
  2. Zijn er geloofwaardige wetenschappelijke gegevens gepresenteerd of zijn de resultaten allemaal gebaseerd op getuigenissen?
  3. Wordt er een geloofwaardige reden gegeven waarom het product werkt?

Zoals bij elk landbouwproduct, moet de gebruiker aandacht besteden aan elementaire veiligheidsmaatregelen en de instructies op het etiket volgen. Hoewel de inoculanten geen menselijke pathogenen zijn en fabrikanten verplicht zijn voorzorgsmaatregelen te nemen om besmetting met andere micro-organismen te voorkomen, moeten gebruikers voorzorgsmaatregelen nemen met gezond verstand. Deze omvatten het niet inademen van sprays, het niet blootstellen van de huid aan het inoculantmengsel en het wassen van de handen na gebruik. Sommige bacteriën die gunstige effecten in de bodem hebben, kunnen mensen met een aangetast immuunsysteem besmetten.


Schade veroorzaakt door snijwormen

Cutworms zijn algemene feeders die een breed scala aan planten kunnen aanvallen. Veel voorkomende groenten waar ze zich graag mee voeden zijn asperges, bonen, kool en andere kruisbloemigen, wortelen, selderij, maïs, sla, erwten, paprika's, aardappelen en tomaten. Een paar soorten voeden zich met turfgrass.

Cutworms krullen hun lichaam rond de stengel en voeden zich ermee. Door deze voeding wordt de plant net boven het grondoppervlak afgesneden. Het aantal gevonden snijwormen kan per jaar sterk variëren. Wanneer hun aantal hoog is, kan er ernstige schade aan een tuin ontstaan.


Plasmiden met een breed gastheerbereik kunnen een onverwacht diverse fractie van een bodembacteriële gemeenschap binnendringen

Echtelijke plasmiden kunnen microben voorzien van volledige complementen van nieuwe genen en vormen krachtige vehikels voor horizontale genoverdracht. Conjugale plasmideoverdracht wordt verantwoordelijk geacht voor de snelle verspreiding van antibioticaresistentie onder microben. Hoewel bekend is dat plasmiden met een breed gastheerbereik worden overgedragen naar verschillende gastheren in pure cultuur, is de mate van hun vermogen om over te dragen in de complexe bacteriële gemeenschappen die in de meeste habitats aanwezig zijn, niet uitgebreid bestudeerd. Hier hebben we transconjuganten geïsoleerd en gekarakteriseerd met een mate van gevoeligheid die niet eerder was gerealiseerd om het overdrachtsbereik van IncP- en IncPromA-type brede gastheerbereikplasmiden van drie proteobacteriële donoren naar een bodembacteriële gemeenschap te onderzoeken. We identificeerden overdracht naar veel verschillende ontvangers die tot 11 verschillende bacteriële phyla behoren. De prevalentie van transconjuganten die behoren tot diverse Gram-positieve Firmicutes en Actinobacteria suggereert dat inter-Gram-plasmideoverdracht van IncP-1- en IncPromA-type plasmiden een veel voorkomend fenomeen is. Hoewel de plasmide-ontvangende fracties van de gemeenschap zowel plasmide- als donorafhankelijk waren, identificeerden we een superpermissieve kernfractie die verschillende plasmiden van verschillende donorstammen kon opnemen. Deze fractie, die 80% van de geïdentificeerde transconjuganten omvat, heeft dus het potentieel om de overdracht van het IncP- en IncPromA-type plasmide in grond te domineren. Onze resultaten tonen aan dat deze plasmiden met een breed gastheerbereik een tot nu toe niet erkend potentieel hebben om gemakkelijk over te dragen naar zeer diverse bacteriën en daarom grote delen van de bacteriële genenpool in de bodem rechtstreeks kunnen verbinden. Deze bevinding versterkt de evolutionaire en medische betekenis van deze plasmiden.

Figuren

Typische transconjugale microkolonies voor plasmide ...

Typische transconjugale microkolonies voor plasmide pKJK5:: gfp geïntroduceerd via E coli MG1655:: lacI…

FACS-sortering van transconjugale cellen...

FACS-sortering van transconjugale cellen uit een paringsmengsel geïnitieerd met bodembacteriën...

Hoofdcoördinaatanalyse (PCoA) van…

Hoofdcoördinaatanalyse (PCoA) van individuele transconjugale pools, evenals van de…

Fylogenetische boom met alle geïdentificeerde…

Fylogenetische boom met alle geïdentificeerde transconjugante OTU's voor drie verschillende plasmiden (pKJK5, RP4 ...

Fylogenetische boom met alle geïdentificeerde…

Fylogenetische boom met alle geïdentificeerde transconjugante OTU's voor hetzelfde plasmide (pKJK5) geïntroduceerd ...

Venn-diagram van transconjugale pools ...

Venn-diagram van transconjugale pools voor plasmide pKJK5 overgedragen van drie verschillende donoren...


De odds worden meestal weergegeven als een verhouding. Bijvoorbeeld, de kans dat uw favoriete voetbalteam een ​​wedstrijd verliest, kan 1 tot 5 zijn. De kans dat u een loterij wint, kan 1 tot 10.000 zijn. Aan de andere kant kunnen de kansen van het paard dat u inzet op het winnen van de race gelijk zijn aan 4 tot 3.

Wat betekenen deze cijfers? Er zijn twee soorten odds ratio's: "quoto's van winnen" en "quoten van verliezen". Voor kansen om te winnen, is het eerste getal de kansen op succes, en het tweede is de kansen tegen succes (van verliezen). Voor "odds of verliezen", wordt de volgorde van deze nummers omgedraaid.

Laten we een van deze opties nader analyseren. Als de kans dat een voetbalteam verliest bijvoorbeeld 1 tot 5 is, betekent dit dat er vijf kansen zijn dat ze winnen en dat er maar één verliest. Dat betekent dat als ze zes keer zouden spelen, ze vijf keer zouden winnen en één keer zouden verliezen.


Zouden we buitenaards leven kennen als we het zagen?

Op dit moment zwerven of cirkelen zeven robotruimtevaartuigen rond Mars, nemen foto's, verzamelen gegevens en doen in het algemeen de bevelen van wetenschappers terug op aarde. Na 15 jaar van deze continue aanwezigheid van robots, kennen we de Rode Planeet beter dan welke wereld dan ook, behalve de onze. En planetaire wetenschappers hebben eindelijk een antwoord op een van hun oudste en meest fundamentele vragen: kan Mars leven ondersteunen?

Het antwoord is ja: zeker in het verleden, en zeer waarschijnlijk vandaag. In 2013, minder dan een jaar nadat Curiosity landde in de oude Gale Crater, kondigde John Grotzinger, de hoofdonderzoeker van het project, vol vertrouwen aan: “We hebben een bewoonbare omgeving gevonden,” water bestond miljarden jaren geleden. Bovendien is het wetenschappelijke team van Curiosity ervan overtuigd dat de meren en beken lange perioden hebben geduurd, misschien wel miljoenen jaren.

Een andere aankondiging, net zo gedenkwaardig, volgde afgelopen september: er stroomt nog steeds water op Mars op of heel dicht bij het oppervlak. Al meer dan een decennium is de strategie van NASA bij het verkennen van Mars geweest om 'het water te volgen', de reden waarom we overal waar water is, leven zou kunnen vinden. Nu, nadat ze zich hebben uitgesproken voor water, bereiden ruimteagentschappen zich voor om Mars-missies te lanceren waarvan het primaire doel is om te zoeken naar bewijs van biologie. En, in tegenstelling tot eerdere zoekopdrachten, hebben deze missies een reële kans op succes.

In de jaren zestig probeerde de eerste generatie planetaire wetenschappers een enkele reeks instrumenten te bedenken (voor wat de Viking-landers van 1976 werden) die definitief konden bepalen of er leven op Mars bestaat. Uiteindelijk faalden ze. Wetenschappers vermoeden nu dat eerdere experimenten in de biologie van Mars vragen stelden die te beperkt of zelfs verkeerd waren.

'Het definiëren van het leven is een probleem', legt Carol Cleland uit, een filosoof van de University of Colorado die meer dan tien jaar heeft besteed aan het bestuderen van de wetenschappelijke en filosofische literatuur over de aard van het leven. 'Als je definitie verkeerd is, zoek je het verkeerde' en loop je de kans allerlei vreemde vormen van leven te missen. Zelfs vandaag zijn we nog niet weggekomen van een Aristotelische definitie.'

Meer dan 2000 jaar geleden definieerde Aristoteles levende wezens als degenen die metaboliseren (voedingsstoffen consumeren en afval elimineren) en zich seksueel voortplanten. Die definitie werkte goed genoeg tot het midden van de 20e eeuw, toen wetenschappers over DNA leerden en gingen begrijpen dat de overheersende levensvorm op aarde het eencellige organisme is. (Inderdaad, complex meercellig leven verschijnt pas minder dan een miljard jaar geleden in het fossielenbestand.)

Abonneer je nu op Air & Space Magazine

Dit verhaal is een selectie uit het april-meinummer van het tijdschrift Air & Space

Veel eencellige wezens tarten Aristotelische ideeën over metabolisme en voortplanting. Sommigen consumeren helemaal geen organische voedingsstoffen. Een bizarre mariene microbe genaamd Shewanella, bijvoorbeeld, krijgt zijn metabolische energie door gebruik te maken van '8220nanodraden'8221 die elektronen rechtstreeks uit gesteenten halen. Sommige organismen hebben geen seks nodig om zich voort te planten: ze 'fragmenteren' rechtstreeks van de ouder. Weer anderen doen alsof ze de ene keer leven, de andere keer dood. Virussen kunnen bijvoorbeeld eeuwenlang in kristallijne toestand sluimeren.

In de afgelopen decennia hebben wetenschappers veel 'extremofielen' gevonden die vrij goed overleven in omgevingen die ooit als dodelijk werden beschouwd: in oververhitte geisers, op de bodem van Antarctische gletsjers, in de verpletterende duisternis van de diepe oceaan.

Als het aardse leven veel vreemder en flexibeler is gebleken dan we ooit dachten, hoeveel vreemder zou het dan kunnen zijn in een buitenaardse biosfeer als Mars?

Toch is er reden om te hopen dat we ook bekende organismen zullen vinden. 'Het argument voor leven op basis van water en koolstof is nooit sterker dan op Mars', zegt David Des Marais, hoofdonderzoeker van ruimtewetenschap en astrobiologie bij het Ames Research Center van NASA in Californië. “Sommige mensen speculeren graag dat andere oplosmiddelen dan water macht ondersteunen ook het leven,’ merkt hij op. “Hoewel men de mogelijkheid van ‘vreemd leven’ op basis van een alternatief oplosmiddel nooit absoluut kan ontkennen, is water bijzonder gunstig voor Mars omdat de omgeving van de aarde meer lijkt op die van Mars dan die van enige andere planeet in onze zonnestelsel.”

Omdat we ergens moeten beginnen, argumenteren Des Marais en anderen dat we eerst moeten zoeken naar bekende vormen van leven, we kunnen ons later zorgen maken over de levensvormen die we niet kennen. 'Kies je beste kans' voor succes, zegt hij.

Hebben we dit niet eerder gedaan?

Op 20 juli 1976, de zevende verjaardag van de Apollo 11 maanlanding, zette de Viking 1 van NASA neer nabij de evenaar van Mars, de eerste volledig succesvolle missie naar het oppervlak van de planeet. Zes weken later landde zijn tweelingbroer, Viking'1602, iets verder naar het noorden, aan de andere kant van Mars. Panoramische beelden van de twee stationaire ruimtevaartuigen (er waren geen verrijdbare rovers op deze eerste expeditie) bevestigden een met kiezelstenen bezaaid woestijnlandschap zonder enig duidelijk teken van leven.

Elke Viking was uitgerust met een schep voor het graven van ondiepe geulen in de Marsbodem (eigenlijk zanderige regoliet gebombardeerd door ultraviolette straling, het lijkt weinig op de bovengrond op aarde) om monsters te verkrijgen voor drie experimenten in het ruimtevaartuig die waren ontworpen om te zoeken naar bewijs van biologische activiteit. Een gasuitwisselingsexperiment voerde voedingsstoffen en water aan de bodemmonsters en zocht naar tekenen dat organismen een van de voedingsstoffen consumeerden of vrijgaven. Een pyrolytisch afgifte-experiment stelde de grond bloot aan licht en een synthetische Marsatmosfeer getagd met radioactief koolstof-14, verwijderde vervolgens de atmosfeer en kookte het monster om gassen vrij te maken die werden onderzocht op bewijs van biomassa die koolstof-14 bevat: een proxy voor fotosynthese. Astrobiologen hadden hun hoogste verwachtingen van het geëtiketteerde afgifte-experiment: bodemmonsters kregen organische voedingsstoffen die waren gelabeld met koolstof-14, en de lucht rond het monster werd gecontroleerd op radioactief kooldioxide, dat zou zijn uitgeademd door micro-organismen te metaboliseren.

De resultaten frustreerden iedereen. Het gasuitwisselingsexperiment was negatief voor microben, maar suggereerde dat de bodem zeer reactieve chemische verbindingen bevat. In het pyrolytische afgifte-experiment was één monster positief, maar dat gold ook voor een controlemonster dat was gesteriliseerd, wat suggereert dat er iets anders dan biologie aan het werk was. Het experiment met gelabelde afgifte op beide ruimtevaartuigen detecteerde eerst koolstofdioxide, maar niet opnieuw toen het een week of twee later opnieuw werd geprobeerd. En de doorslag: een niet-biologisch experiment '8212een gaschromatograaf'8211massaspectrometer (GCMS)'zag geen spoor van organisch materiaal in de Mars-regoliet. Dit was een verrassing, aangezien organische moleculen veel voorkomen in meteorieten, waaronder gesteenten die op aarde zijn gevonden en die op Mars zijn ontstaan. En het schijnbare gebrek aan organisch materiaal leek alle positieve resultaten van de biologie-experimenten uit te sluiten. Gezien al deze resultaten bij elkaar, kwam het Viking-wetenschappelijke team tot zijn teleurstellende oordeel: geen leven op beide landingsplaatsen.

Hebben de Viking-experimenten goed gewerkt? Was het GCMS kapot? Heeft harde ultraviolette zonnestraling (Mars heeft geen beschermende ozonlaag) of een onbekende chemische stof zoals een sterke alkalische oxidator (denk aan bleekmiddel) alle organische moleculen op het oppervlak van Mars vernietigd? Of was het ontwerp van de drie biologische experimenten te veel geworteld in terrestrische aannames, en waren de voedingsstoffen en het water van het aardse type vergiftigd of verdronken Mars-organismen aangepast aan een hyperdroge en anderszins onaardse omgeving?

Gedurende 40 jaar hebben de dubbelzinnige Viking-resultaten het wetenschappelijk debat aangewakkerd. Gilbert Levin, hoofdonderzoeker van het geëtiketteerde-vrijgave-experiment, is er tot op de dag van vandaag van overtuigd dat de Vikingen 1 en 2 bewijs hebben gevonden van leven op Mars. Het Phoenix-ruimtevaartuig van NASA, dat in 2008 in de buurt van de noordpool van de planeet landde, hervatte het argument toen het bevestigde dat de chemie van de bodem van Mars in feite organisch materiaal kan vernietigen, wat op zijn minst enkele van de Viking-bevindingen zou kunnen verklaren .

De belangrijkste boosdoener lijkt perchloraatzouten te zijn, een zeer reactief chlooroxide dat wordt aangetroffen op de landingsplaats van Phoenix. Bij de lage temperaturen die op Mars heersen, zouden perchloraten zelf niet reageren met organisch materiaal, maar de harde straling van de planeet zou ze kunnen splitsen in meer reactieve verbindingen. In 2013 voerde Richard Quinn van het Ames-centrum experimenten uit waarbij met gammastralen bestraalde perchloraten de raadselachtige bevindingen van het experiment met gelabelde afgifte leken te reproduceren.

Hoewel perchloraten organische verbindingen kunnen vernietigen die op het oppervlak van Mars worden blootgesteld aan straling, zou het microbiële leven in rotsen of ondergronds kunnen worden beschermd? Vorig jaar ontdekte Curiosity's Sample Analysis at Mars (SAM)-instrument twee soorten complexe organische moleculen in poedervormige monsters die waren geboord vanuit een moddersteen bij Gale Crater. Eén molecuul leek zelfs op een vetzuur dat in de celwanden van terrestrische organismen wordt aangetroffen. Hoewel de wetenschappers van Curiosity geen beweringen deden over het leven op Mars, hebben we nu bewijs dat organische moleculen onder bepaalde omstandigheden kunnen overleven op de planeet.

Analyse ter plaatse van het gesteente genaamd Cumberland toonde aan dat organische moleculen de eerste positieve detectie op Mars waren. (NASA/JPL-Caltech/MSSS) De rots genaamd John Klein kwam uit een moddersteenformatie in Gale Crater. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Waar te gaan, hoe te kijken

Of het nu gaat om het huidige leven of om fossiel bewijs van vorig leven, 'het water volgen' blijft een bruikbare strategie. Gelukkig hebben wetenschappers in de 40 jaar sinds Viking overvloedig bewijs van water gevonden. Gegevens verzameld vanuit een baan om de aarde en van de rovers Spirit, Opportunity en Curiosity suggereren dat de planeet ooit een oceaan had met een volume dat groter was dan de Noordelijke IJszee van de aarde. En het water is waarschijnlijk in de loop van de tijd verschoven. De axiale kanteling van Mars astronomen gebruiken de term 'obliquity' is enorm variabel, en de grote historische schommelingen in de scheefstand, die optreden op tijdschalen van honderdduizenden of misschien wel een miljoen jaar, 'kunnen ook leiden tot wereldwijde herverdelingen van water', zegt Dirk Schulze-Makuch, hoogleraar astrobiologie aan de Washington State University. Herverdeling kan oppervlaktekenmerken verklaren die lijken te zijn uitgehouwen door stromend water in de afgelopen miljoen jaar, lang nadat de grote oceaan was verdwenen.

Beelden genomen vanuit een baan, teruggaand naar Viking, hebben ochtendmist en nevel getoond die opstijgt uit de bodem van Mars-canyons, waardoor wetenschappers theoretiseren dat vloeibaar water nog steeds onder het oppervlak kan worden vastgehouden. (Schulze-Makuch speculeert zelfs dat Mars-organismen water rechtstreeks uit de atmosfeer zouden kunnen halen.) En afgelopen september onthulden hoge-resolutiebeelden van de Mars Reconnaissance Orbiter dat zelfs vandaag de dag, eigenlijk water, pekel is die bij lage temperaturen vloeibaar kan blijven. steile hellingen af ​​in de lente en zomer van Mars.

De ontdekking dat vloeibaar water gedurende lange perioden op het oppervlak van Mars is blijven bestaan, geeft hoop dat daar leven is ontstaan ​​en dat het een manier heeft gevonden om zich aan te passen aan de barre omstandigheden, die veranderden toen het oppervlaktewater verdween. “Het leven is een soort planetaire plaag,”, zegt Schulze-Makuch. “Een eenmaal begonnen plaag is erg moeilijk om van af te komen.” Met een beroep op de beroemde uitspraak van Carl Sagan dat buitengewone beweringen buitengewoon bewijs vereisen, voegt hij eraan toe: “Ik denk dat de buitengewone bewering is dat Mars altijd onvruchtbaar was. ”

Within five years, NASA and the European Space Agency hope to test that optimistic idea. The next major mission to the surface of the Red Planet is ExoMars 2018, a joint project of the European Space Agency and the Russian space agency Roscosmos, which is supplying the Proton rocket. Currently slated to soft-land on Mars in January 2019 (or two years later if the launch date slips, as has been rumored), ExoMars will deploy a rover equipped with a drill capable of boring down six feet. The goal, explains Mark Sims, a professor of astrobiology and space instrumentation at the University of Leicester in England, is to obtain samples from depths at which they’ve mostly been shielded from intense radiation that would break organic molecules apart.

In choosing a landing site for ExoMars 2018, project scientists used orbital data to scout out places with sedimentary rocks, especially fine-grained clays, that clearly formed in the presence of water, as in an ancient lakebed. The ideal sample rock would be very ancient—four billion years old or so, buried most of that time, and only freshly exposed to Mars’ harsh surface environment by erosion or a relatively recent landslide. The ExoMars project narrowed the potential landing sites to four, the top candidate being Oxia Planum, a smooth, flat plain with only a light dust covering, so more of the surface rock should be exposed. Here, 18 degrees north of the Martian equator, the ExoMars rover will look for evidence of biology.

Finding visible fossils—say, the remains of bacteria like those seen in some ancient Australian rocks—would be wonderful, but for a number of reasons extremely unlikely. For one, such fossils would almost certainly be too small for the ExoMars close-up camera to resolve. So just as Viking did 40 years ago, the ExoMars search focuses on chemistry.

Curiosity’s study of a formation called Whale Rock revealed evidence of flowing water, one of the main clues scientists look for to assess whether a site was once habitable. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)

The rover’s main instrument for life detection is called MOMA, for Mars Organic Molecule Analyser. It will use two kinds of spectrometer to analyze drilled samples for traces of organic molecules, and scientists hope to be able to distinguish compounds associated with biology from those that are non-biological. The instrument will also analyze any organic compounds’ chirality, or “handedness.” Amino acids and other molecules exist in either right-handed or left-handed forms. All plant and animal life on Earth is based on left-handed amino acids (although some microbes can, in a pinch, consume the right-handed versions of nutrients). An ExoMars sample with a 50-50 mixture of both chiralities would imply geologic origin, whereas a predominance of one chirality over another would suggest a biological origin—that is, if Martian life also has a preferred handedness.

NASA plans to launch its fifth rover (a near copy of Curiosity) to Mars in July 2020. It will land seven months later and begin searching for rocks that can be sealed in a container and returned to Earth by a future spacecraft, still to be specified. Scientists have long hankered for a mission that can bring Mars rocks home, so they can analyze them on Earth with more sophisticated instruments than can fit on a lander. Mars 2020 is the first half of that mission, and it will be up to the 2020 rover to identify the precious few rocks that have the best chance of containing bio-signatures, or evidence of life.

The main life detection instrument on the 2020 rover is called SHERLOC, for Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals. Principal investigator Luther Beegle of NASA’s Jet Propulsion Laboratory describes it as “a stand-off instrument” mounted on the rover’s robotic arm. “We don’t want to touch samples and possibly detect life we brought with us to Mars,” he says. Instead, from two inches away, SHERLOC will shine far-ultraviolet lasers on rocks to cause their constituent chemicals to either scatter light or fluoresce (emit light). The resulting spectrum should reveal the chemical fingerprints of any organic molecules in the rocks. Promising samples would be candidates for caching—again while taking steps to avoid contamination—and eventual return to Earth.

The Mars 2020 team has yet to choose its landing site—eight candidates are in the running. Selecting the right location is critical, since the two-part mission is a multibillion-dollar investment. If no biology is found at the 2020 site, or if the answer is muddled, as with Viking, critics might say NASA wasted its money going to the wrong place.

That’s one of many potential pitfalls in the search for life on Mars. Because of budget constraints, not every proposed biology experiment can fly, so some worthy approaches to life detection will go untried. A “Life Marker Chip” originally picked for ExoMars 2018 would have used antibodies to detect organic molecules, similar to tests used in the medical world. But the payload was dropped along with several other instruments to save costs and reduce weight.

First, do no harm

Another constraint on scientists looking for Martian life: the “planetary protection” requirements. By international agreement, spacecraft landing in regions on Mars where water might exist have to be cleaned thoroughly before leaving Earth, for fear of exposing possible Martian organisms to terrestrial contamination or—equally bad from a science standpoint—raising doubts as to whether a “Martian” organism actually came from Earth. Cleaning large, complex spacecraft with dry heat is difficult and expensive. For now, Mars mission planners avoid landing sites that might have liquid water, even though those are the sites most likely to have life.

The team behind a proposed mission called Icebreaker, which would send a small, Phoenix-like lander to high Martian latitudes where liquid water might exist, is trying other approaches to removing microbial contamination, such as chemical cleaning of any equipment that comes in contact with the sample. Icebreaker (at this point an unfunded concept) would carry a drill capable of penetrating three feet into the soil. An onboard Signs of Life Detector (SOLiD) would analyze the drilled samples for bio-signatures: organic molecules, proteins, polysaccharides, and nucleic acids including DNA.

Only by canvassing for a wide range of possible bio-signatures can scientists hope to avoid philosopher Cleland’s terra-centric trap: looking only for the kind of biology we see on Earth. “There’s a difference between searching for life on Mars and searching for verschillend life on Mars,” says Chris McKay, a senior scientist at the Ames center and the principal investigator for Icebreaker. “Martian life could be carbon-based and still be alien. The real hope is to find a second genesis: that is, evidence of life not related to the tree of life as it evolved on Earth.”

Just as rocks blasted off the Martian surface by ancient impacts have found their way to Antarctica, organic material from Earth may have already been transported to Mars, says McKay. If that’s true, any microbes found on Mars might be our long-lost distant cousins. Hence the need to test for Earth-like nucleic acids like DNA. Says McKay: “We need to define alien life not geographically—that is, being from another planet—but biochemically.”

Most biology on Earth is based on roughly 20 amino acids, but in nature there are some 500 such compounds. Discovering Martian life-forms based on different amino acids would point to a second genesis, independent of our own. So would finding Mars life that used the same amino acids as terrestrial organisms, but with right-handed chirality.

Cleland applauds any search that includes possible alien biochemistry. “We need to look for features all life would display, regardless of chemistry,” she says. “Life is a self-organizing system. So look for patterns or unexpected degrees of complexity.” Life, she continues, is “an out-of-equilibrium state. We need to investigate anomalies: stuff that shouldn’t be there.”

She is especially intrigued by repeated detections of methane gas on Mars, starting with Mariner 7 in 1969, again by Mars Express and Earth-based telescopes in the early 2000s, and most recently by Curiosity, which detected mysterious, short-lived burps of methane on the surface at Gale Crater. The methane shouldn’t be there if it originated in the distant past, it would have dissipated in the Martian atmosphere in just a few hundred years. The detections suggest that somehow it’s being replenished.

The jury is still out as to whether the source is geological or biological. In a review article published last year in the Journal of Astrobiology & Outreach, Yuk Yung of Caltech and Pin Chen of the Jet Propulsion Laboratory give two hypotheses: the methane could be due to gas-water-rock chemistry or to microbes that exhale methane. “The former,” they write, “implies the existence of environs offering liquid water and chemical sources of energy—i.e. habitability—while the latter implies the discovery of life on Mars.”

The European Trace Gas Orbiter on an ExoMars mission to be launched this year  (which also will drop off a small descent module to test landing technology for the 2018 mission) will collect data from orbit that should tell scientists more about Martian methane. But this one instrument is unlikely to settle the question of whether the methane comes from a biological source. In fact, write Yung and Chen, solving the puzzle will require a “research effort across many disciplines,” as well as “major technological advancements.”

While the prospect that living Martian organisms are exhaling methane right now is exciting, McKay cautions against being so intent on finding something alive on Mars that we overlook how significant it would be to stumble across evidence that something lived there in the past. “A dead rabbit on Mars would be powerful evidence of life on Mars,” he says. “So would the discovery of a single chlorophyll molecule—because although the molecule is not alive, you can’t get to chlorophyll without life.”

Perhaps the most persuasive evidence of past life would be recognizable fossils—hence the tremendous flurry of excitement in the 1990s when several scientists thought they might have discovered ancient micro-fossils of bacteria in the four-billion-year-old Martian meteorite ALH 84001, retrieved from the icy wastes of Antarctica. Most scientists now believe the claim is unfounded most of the “evidence” can be explained non-biologically.

Even the identification of ancient micro-fossils on Earth is controversial. The “Apex chert,” discovered in Australia in the 1980s, originally was believed to contain the world’s oldest fossils, dating back 3.46 billion years. Almost 30 years later, more sophisticated instruments and reinterpretation of the local geology showed that the “fossils” are inanimate minerals, not the remnants of once-living bacteria.


Gerelateerde inhoud

How does the USGS tell the difference between an earthquake and a sonic boom?

What are earthquake lights?

Can you feel an earthquake if you're in a cave? Is it safer to be in a cave during an earthquake?

Where can I find photographs of earthquake damage?

Why do earthquakes in other countries seem to cause more damage and casualties than earthquakes in the U.S.?

How can an earthquake affect groundwater or changes in wells?

What are those booms I sometimes hear before or during an earthquake?

At what magnitude does damage begin to occur in an earthquake?

What does an earthquake feel like?

Earthquake information products and tools from the Advanced National Seismic System (ANSS)

This Fact Sheet describes post-earthquake products and tools provided by the Advanced National Seismic System (ANSS) through the U.S. Geological Survey Earthquake Hazards Program. The focus is on products that provide situational awareness immediately after significant earthquakes.

The HayWired Earthquake Scenario

ForewordThe 1906 Great San Francisco earthquake (magnitude 7.8) and the 1989 Loma Prieta earthquake (magnitude 6.9) each motivated residents of the San Francisco Bay region to build countermeasures to earthquakes into the fabric of the region. Since Loma Prieta, bay-region communities, governments, and utilities have invested tens of billions of.

Detweiler, Shane T. Wein, Anne M.

An open repository of earthquake-triggered ground-failure inventories

Earthquake-triggered ground failure, such as landsliding and liquefaction, can contribute significantly to losses, but our current ability to accurately include them in earthquake-hazard analyses is limited. The development of robust and widely applicable models requires access to numerous inventories of ground failures triggered by earthquakes.

Schmitt, Robert G. Tanyas, Hakan Nowicki Jessee, M. Anna Zhu, Jing Biegel, Katherine M. Allstadt, Kate E. Jibson, Randall W. Thompson, Eric M. van Westen, Cees J. Sato, Hiroshi P. Wald, David J. Godt, Jonathan W. Gorum, Tolga Xu, Chong Rathje, Ellen M. Knudsen, Keith L.

Understanding earthquake hazards in urban areas - Evansville Area Earthquake Hazards Mapping Project

The region surrounding Evansville, Indiana, has experienced minor damage from earthquakes several times in the past 200 years. Because of this history and the proximity of Evansville to the Wabash Valley and New Madrid seismic zones, there is concern among nearby communities about hazards from earthquakes. Earthquakes currently cannot be predicted.

Liquefaction probability curves for surficial geologic deposits

Liquefaction probability curves that predict the probability of surface manifestations of earthquake-induced liquefaction are developed for 14 different types of surficial geologic units. The units consist of alluvial fan, beach ridge, river delta topset and foreset beds, eolian dune, point bar, flood basin, natural river and alluvial fan levees.

Holzer, Thomas L. Noce, Thomas E. Bennett, Michael J.

Liquefaction hazard for the region of Evansville, Indiana

We calculated liquefaction potential index for a grid of sites in the Evansville, Indiana area for two scenario earthquakes-a magnitude 7.7 in the New Madrid seismic zone and a M6.8 in the Wabash Valley seismic zone. For the latter event, peak ground accelerations range from 0.13 gravity to 0.81 gravity, sufficiently high to be of concern for.

Haase, Jennifer S. Choi, Yoon S. Nowack, Robert L. Cramer, Chris H. Boyd, Oliver S. Bauer, Robert A.

Liquefaction and other ground failures in Imperial County, California, from the April 4, 2010, El Mayor-Cucapah earthquake

The Colorado River Delta region of southern Imperial Valley, California, and Mexicali Valley, Baja California, is a tectonically dynamic area characterized by numerous active faults and frequent large seismic events. Significant earthquakes that have been accompanied by surface fault rupture and/or soil liquefaction occurred in this region in 1892.

McCrink, Timothy P. Pridmore, Cynthia L. Tinsley, John C. Sickler, Robert R. Brandenberg, Scott J. Stewart, Jonathan P.

A Magnitude 7.1 Earthquake in the Tacoma Fault Zone-A Plausible Scenario for the Southern Puget Sound Region, Washington

The U.S. Geological Survey and cooperating scientists have recently assessed the effects of a magnitude 7.1 earthquake on the Tacoma Fault Zone in Pierce County, Washington. A quake of comparable magnitude struck the southern Puget Sound region about 1,100 years ago, and similar earthquakes are almost certain to occur in the future. The region is.

Gomberg, Joan Sherrod, Brian Weaver, Craig Frankel, Art

The MW 7.0 Haiti Earthquake of January 12, 2010: USGS/EERI Advance Reconnaissance Team Report

Executive Summary A field reconnaissance in Haiti by a five-member team with expertise in seismology and earthquake engineering has revealed a number of factors that led to catastrophic losses of life and property during the January 12, 2010, Mw 7.0 earthquake. The field study was conducted from January 26 to February 3, 2010, and included.

Eberhard, Marc O. Baldridge, Steven Marshall, Justin Mooney, Walter Rix, Glenn J.

Liquefaction hazard maps for three earthquake scenarios for the communities of San Jose, Campbell, Cupertino, Los Altos, Los Gatos, Milpitas, Mountain View, Palo Alto, Santa Clara, Saratoga, and Sunnyvale, Northern Santa Clara County, California

Maps showing the probability of surface manifestations of liquefaction in the northern Santa Clara Valley were prepared with liquefaction probability curves. The area includes the communities of San Jose, Campbell, Cupertino, Los Altos, Los Gatos Milpitas, Mountain View, Palo Alto, Santa Clara, Saratoga, and Sunnyvale. The probability curves were.

Holzer, Thomas L. Noce, Thomas E. Bennett, Michael J.

Use of liquefaction-induced features for paleoseismic analysis - An overview of how seismic liquefaction features can be distinguished from other features and how their regional distribution and properties of source sediment can be used to infer the location and strength of Holocene paleo-earthquakes

Liquefaction features can be used in many field settings to estimate the recurrence interval and magnitude of strong earthquakes through much of the Holocene. These features include dikes, craters, vented sand, sills, and laterally spreading landslides. The relatively high seismic shaking level required for their formation makes them particularly.

The Loma Prieta, California, Earthquake of October 17, 1989: Strong ground motion and ground failure

Professional Paper 1551 describes the effects at the land surface caused by the Loma Prieta earthquake. These effects: include the pattern and characteristics of strong ground shaking, liquefaction of both floodplain deposits along the Pajaro and Salinas Rivers in the Monterey Bay region and sandy artificial fills along the margins of San.


Vaatplanten

Vascular plants are known as tracheofyten, which literally means &ldquotube plants.&rdquo The earliest vascular plants quickly came to dominate terrestrial ecosystems. Why were they so successful? It was mainly because of their tube-like vascular tissues.

Vascular Tissues

The vascular tissues for which these plants are named are specialized to transport fluid. Ze bestaan ​​uit lange, smalle cellen die van begin tot eind zijn gerangschikt en buizen vormen. Er zijn twee verschillende soorten vaatweefsel, xyleem en floëem genaamd. Both are shown in Figuur onderstaand.

  • Xylem is vascular tissue that transports water and dissolved minerals from roots to stems and leaves. This type of tissue consists of dead cells that lack end walls between adjacent cells. The side walls are thick and reinforced with lignin, which makes them stiff and water proof.
  • Phloem is vascular tissue that transports food (sugar dissolved in water) from photosynthetic cells to other parts of the plant for growth or storage. This type of tissue consists of living cells that are separated by end walls with tiny perforations, or holes.

Xylem and phloem are the two types of vascular tissues in vascular plants.

Evolution of Vascular Plants

The first vascular plants evolved about 420 million years ago. They probably evolved from moss-like bryophyte ancestors, but they had a life cycle dominated by the diploid sporophyte generation. As they continued to evolve, early vascular plants became more plant-like in other ways as well.

  • Vascular plants evolved true roots made of vascular tissues. Compared with rhizoids, roots can absorb more water and minerals from the soil. They also anchor plants securely in the ground, so plants can grow larger without toppling over.
  • Vascular plants evolved stems made of vascular tissues and lignin. Because of lignin, stems are stiff, so plants can grow high above the ground where they can get more light and air. Because of their vascular tissues, stems keep even tall plants supplied with water so they don&rsquot dry out in the air.
  • Vascular plants evolved bladeren to collect sunlight. At first, leaves were tiny and needle-like, which helped reduce water loss. Later, leaves were much larger and broader, so plants could collect more light.

With their vascular tissues and other adaptations, early vascular plants had the edge over nonvascular plants. The could grow tall and take advantage of sunlight high up in the air. Bryophytes were the photosynthetic pioneers onto land, but early vascular plants were the photosynthetic pioneers into air.

Diversity of Seedless Vascular Plants

Surviving descendants of early vascular plants include clubmosses en varens. There are 1,200 species of clubmoss and more than 20,000 species of fern. Both types of vascular plants are seedless and reproduce with spores. Two examples are pictured in Figuren below and below.

  • Clubmosses look like mosses and grow low to the ground. Unlike mosses, they have roots, stems, and leaves, although the leaves are very small.
  • Ferns look more like &ldquotypical&rdquo plants. They have large leaves and may grow very tall. Some even develop into trees.

Clubmosses like these are often confused with mosses.

There&rsquos no confusing ferns with mosses. Why do these ferns look more plant-like?


Healthy Soil for Life

Soil health, also referred to as soil quality, is defined as the continued capacity of soil to function as a vital living ecosystem that sustains plants, animals, and humans. This definition speaks to the importance of managing soils so they are sustainable for future generations. To do this, we need to remember that soil contains living organisms that when provided the basic necessities of life - food, shelter, and water - perform functions required to produce food and fiber.

Only "living" things can have health, so viewing soil as a living ecosystem reflects a fundamental shift in the way we care for our nation's soils. Soil isn&rsquot an inert growing medium, but rather is teaming with billions of bacteria, fungi, and other microbes that are the foundation of an elegant symbiotic ecosystem. Soil is an ecosystem that can be managed to provide nutrients for plant growth, absorb and hold rainwater for use during dryer periods, filter and buffer potential pollutants from leaving our fields, serve as a firm foundation for agricultural activities, and provide habitat for soil microbes to flourish and diversify to keep the ecosystem running smoothly.

Learn more about how Soil Biology plays a major role in soil health.

What Soil Does

Healthy soil gives us clean air and water, bountiful crops and forests, productive grazing lands, diverse wildlife, and beautiful landscapes. Soil does all this by performing five essential functions:

  • Regulating water - Soil helps control where rain, snowmelt, and irrigation water goes. Water and dissolved solutes flow over the land or into and through the soil.
  • Sustaining plant and animal life - The diversity and productivity of living things depends on soil.
  • Filtering and buffering potential pollutants - The minerals and microbes in soil are responsible for filtering, buffering, degrading, immobilizing, and detoxifying organic and inorganic materials, including industrial and municipal by-products and atmospheric deposits.
  • Cycling nutrients - Carbon, nitrogen, phosphorus, and many other nutrients are stored, transformed, and cycled in the soil.
  • Physical stability and support - Soil structure provides a medium for plant roots. Soils also provide support for human structures and protection for archeological treasures.

Inherent and Dynamic Properties of Soil

Soil has both inherent and dynamic properties, or qualities. Inherent soil quality is a soil&rsquos natural ability to function. For example, sandy soil drains faster than clayey soil. Deep soil has more room for roots than soils with bedrock near the surface. These characteristics do not change easily.

Dynamic soil quality is how soil changes depending on how it is managed. Management choices affect the amount of soil organic matter, soil structure, soil depth, and water and nutrient holding capacity. One goal of soil health research is to learn how to manage soil in a way that improves soil function. Soils respond differently to management depending on the inherent properties of the soil and the surrounding landscape.

Understanding soil health means assessing and managing soil so that it functions optimally now and is not degraded for future use. By monitoring changes in soil health, a land manager can determine if a set of practices is sustainable. Zien Soil Health Assessment en Soil Health Management principles for soil health for more information.


Bekijk de video: Maagklachten - Oorzaak en symptomen (Januari- 2022).