Informatie

Zien dieren met hele kleine ogen microscopisch kleine voorwerpen?


Ik begrijp dat veel kleine wezens zeer elementaire ogen hebben: het zijn geen verkleinde versies van het menselijk oog, maar zoals ik het begrijp zijn het vaak gewoon lichtgevoelige organen voor het detecteren van beweging.

Ik vermoed echter dat een muis een oog heeft dat lijkt op het menselijk oog, maar waarschijnlijk minder dan 1% van de grootte. Betekent dit dat een muis details ziet die mensen niet kunnen zien?

Er is recent bewijs dat mieren hun eigen reflecties zouden kunnen herkennen. Nu weet ik dat de structuur van insectenogen heel anders is dan die van zoogdieren, maar als ze zichzelf inderdaad in een spiegel kunnen herkennen, betekent dat dat hun ogen zeer kleine details kunnen waarnemen.

Ik kan me ook voorstellen dat dingen als golflengte betekenen dat details van hele kleine objecten gewoon niet kunnen worden waargenomen door zichtbaar licht erop te laten weerkaatsen -- daarom zijn het elektronenmicroscopen en dus zou ik kunnen geloven dat muizen, enz. bacteriën kunnen zien , enz. beter dan wij kunnen.


De feiten, functies, structuur en problemen van het menselijk oog

Wat weet je over de biologie van de oogdefinitie? Leer gewoon over feiten over het menselijk oog en u krijgt er waardevolle informatie over. Je kunt het oog definiëren als een gezichtsorgaan waarmee je de wereld om je heen visualiseert. De ogen zijn twee in aantal en elk is in gespecialiseerde compartimenten in de schedel geplaatst.

Het menselijk oog is het orgaan waarmee je kunt zien. Het menselijk oog laat je niet alleen de scènes en fenomenen in je omgeving zien, maar stelt je ook in staat om onderscheid te maken tussen kleuren. Soms is er een klein defect in de oogfunctie en kan het individu geen verschil maken tussen de rode en groene kleur. Wat is de naam voor zo'n aandoening? Nou, je noemt het 'kleurenblindheid'.


Ogen gemaakt van steen kunnen echt zien, zegt studie

De minerale lenzen van weekdieren kunnen vormen onderscheiden, niet alleen licht.

Als het gaat om harde blikken en stenige blikken, kan geen enkel dier de chiton evenaren, een klein weekdier met ogen van bergkristal. Nu laat een nieuwe studie zien waartoe deze vreemde ogen in staat zijn.

Wetenschappers wisten al lang dat chitons honderden kraalachtige structuren hebben die op ogen lijken op de achterkant van hun schelp. De lenzen "zijn als grote, heldere stukken steen", zei onderzoeksleider Dan Speiser, een zeebioloog aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara. (Verwante: "Koraalalgen hebben 'ogen', zegt de studie.")

Wat echter onduidelijk is, is of de wezens daadwerkelijk konden zien met behulp van deze organen of dat de ogen alleen goed waren voor het waarnemen van veranderingen in lichtintensiteit.

"Het is al meer dan honderd jaar bekend dat deze ogen bestaan, maar niemand heeft echt getest wat voor soort zicht ze bieden," zei Speiser.

Zijn laatste onderzoek, uitgevoerd tijdens zijn afstuderen aan de Duke University in North Carolina, onthulde dat de ogen van zeedieren de eerste zijn waarvan bekend is dat ze zijn gemaakt van het mineraal aragoniet, hetzelfde materiaal dat chitons gebruiken om hun schelpen te maken.

Bovendien hebben deze steenachtige ogen waarschijnlijk unieke voordelen ten opzichte van de zachte oogbollen van andere dieren.

Om de visie van de chiton te testen, verzamelden Speiser en zijn team Indiase pluizige chitons (Acanthopleura-granulaat) uit het Caribisch gebied.

Als hij alleen wordt gelaten, zal een chiton een deel van zijn ovaalvormige lichaam optillen om te ademen. Maar als het wordt bedreigd, klemt het dier zich stevig vast op de zeebodem om zijn zachte onderbuik te beschermen.

In het laboratorium plaatsten de wetenschappers individuele dieren op een stenen plaat onder een wit scherm, dat van kleur kon veranderen. Toen de chitons eenmaal ontspannen leken, plaatste het team ofwel een zwarte schijf direct boven de weekdieren of veranderde de kleur van het achtergrondscherm van wit in grijs.

De zwarte schijf is ontworpen om een ​​plotseling verschijnend roofdier te simuleren, terwijl het dimscherm subtiele veranderingen in natuurlijk licht nabootst die chitons in het wild kunnen ervaren, bijvoorbeeld wanneer een wolk voor de zon passeert.

In het experiment gingen de chitons in lockdown-modus toen ze de zwarte schijf te zien kregen, maar de dieren bleven op hun gemak als het scherm dimde. Dit suggereert dat de ogen van de chiton vormen kunnen onderscheiden, een voorwaarde voor echt zicht.

"De ogen stellen de chitons in staat om objecten te zien - niet met veel detail - maar ze kunnen onderscheid maken tussen naderende objecten en gewoon afnemen in licht," zei Speiser.

Speiser schat dat het zicht van chiton ongeveer duizend keer grover is dan het menselijk zicht, en het is waarschijnlijk dat ze alleen in zwart-wit zien. (Zie ook: "Haaien zijn kleurenblind, suggereert onderzoek van het netvlies.")

"Zelfs in vergelijking met andere dieren met kleine ogen, zien chitons niet bijzonder goed," zei Speiser.

Rock Eyes beter voor getijdenwezens

De rotsogen van Chitons lijken een aantal specifieke voordelen te hebben. Om te beginnen is de harde aragoniet extreem veerkrachtig, een belangrijke eigenschap voor chitons, die constant worden geteisterd door golven in hun natuurlijke habitat, ondiepe getijdenpoelen.

"Als hun ogen van eiwitten waren gemaakt" - wat het geval is voor mensen en de meeste andere dieren - "zou ze meteen versleten raken", zei Speiser. (Zie "Hammerhead Sharks hebben 'menselijke' visie.")

Bovendien suggereren de experimenten dat aragoniet de chitons in staat stelt om even goed in de lucht als onder water te zien, iets dat waarschijnlijk nuttig is als de getijden rond de weekdieren wegebben.

"Gedrag reageren de chitons hetzelfde" in beide media, zei Speiser.

Dat komt waarschijnlijk omdat aragoniet twee brekingsindices heeft, de mate waarin een bepaald materiaal inkomend licht bundelt. Met een aragonietoog creëert de ene index een beeld op het oog in water, terwijl de andere in de lucht werkt.

Ondertussen blijven er een paar mysteries over over chiton-ogen. Het is bijvoorbeeld nog steeds niet bekend waarom slechts sommige chitonsoorten ogen hebben, of hoe de wezens hetzelfde materiaal kunnen gebruiken om zowel hun ogen als hun schelpen te maken.

"Het wordt interessant om te zien hoe ze deze lenzen vormgeven", zei Speiser. "Hoe krijgen ze de juiste maat en vorm en blijven ze doorschijnend? Ze oefenen een zeer fijne controle uit."

Het chiton-ogen-onderzoek zal worden beschreven in het nummer van 26 april van het tijdschrift Current Biology.


Wat zijn enkele veelvoorkomende microscopische dieren? (met foto's)

Microscopische dieren zijn dieren die te klein zijn om met het blote oog te zien. Micro-organismen zoals bacteriën zijn bijna allemaal te klein om zonder hulp te worden gezien, hoewel ze niet als dieren worden gekwalificeerd. Eukaryote (complexcellige) eencellige organismen met dierachtige kenmerken worden protisten genoemd, maar ook deze worden niet beschouwd als onderdeel van Kingdom Animalia (ook bekend als metazoa). Echte dieren zijn meercellig en hebben gedifferentieerde weefsels.

Dieren die te klein zijn om zonder microscoop te zien, zijn het talrijkst van alle dieren. Als buitenaardse wezens de opdracht zouden krijgen om een ​​willekeurig dier van de aarde te halen, zouden ze waarschijnlijk een soort microscopisch dier pakken. Veelvoorkomende zijn planarians (platwormen), vele soorten mijten, waaronder huisstofmijten en spintmijten en aquatische schaaldieren, zoals roeipootkreeftjes en cladocerans (watervlooien). De meest voorkomende zijn nematoden (rondwormen), raderdiertjes (waterfilter-feeders) en tardigrades (waterberen). Nematoden, in het bijzonder, zijn waarschijnlijk de meest talrijke dieren op aarde, die ten minste 90% van al het leven op de zeebodem vertegenwoordigen, en ze zijn alomtegenwoordig in alle bewoonbare omgevingen op land en zee.

Microscopische dieren maken deel uit van een groottecontinuüm dat zich helemaal uitstrekt van virussen tot de grootste levende organismen. Ze werden voor het eerst ontdekt door de Nederlandse wetenschapper Antonie van Leeuwenhoek, de 'vader van de microbiologie', in 1675, met behulp van microscopen van zijn eigen ontwerp, waarvan sommige tot 500 keer konden vergroten. Het kleinste object dat met het blote menselijk oog kan worden gezien, varieert van ongeveer 1/40 tot 1 mm, maar "microscopisch" verwijst vaak naar elk dier dat kleiner is dan 1 mm breed, vooral kleiner dan 1/10 mm.

Deze kleine dieren zijn uiterst belangrijk voor het wereldwijde ecosysteem, vormen een aanzienlijk deel van de biomassa en vormen de basis van sommige voedselwebben. De kleinste, zoals raderdiertjes, leven meestal van bacteriën, terwijl grotere exemplaren kleinere dieren consumeren of vloeistoffen uit bomen zuigen. Mijten zijn speciaal aan dit laatste aangepast en komen in grote aantallen voor onder de bladeren van veel planten. Huisstofmijten, de meest voorkomende oorzaak van allergieën, worden in bijna elk menselijk huis op de planeet aangetroffen, waar ze overleven op dode huidcellen die van menselijke bewoners vallen. Een veelgebruikte strategie om deze kleine beesten te doden, is het verminderen van het vocht in de omgeving.

Omdat microscopisch kleine dieren zo talrijk en verspreid zijn, is slechts een deel ervan door de wetenschap beschreven. Andere zullen zeker in de toekomst worden ontdekt, wat bijdraagt ​​aan de kennis van wetenschappers over de biodiversiteit van de planeet.

Michael is een oude InfoBloom-bijdrager die gespecialiseerd is in onderwerpen met betrekking tot paleontologie, natuurkunde, biologie, astronomie, scheikunde en futurisme. Naast een fervent blogger is Michael vooral gepassioneerd door stamcelonderzoek, regeneratieve geneeskunde en levensverlengende therapieën. Hij heeft ook gewerkt voor de Methuselah Foundation, het Singularity Institute for Artificial Intelligence en de Lifeboat Foundation.

Michael is een oude InfoBloom-bijdrager die gespecialiseerd is in onderwerpen met betrekking tot paleontologie, natuurkunde, biologie, astronomie, scheikunde en futurisme. Naast een fervent blogger is Michael vooral gepassioneerd door stamcelonderzoek, regeneratieve geneeskunde en levensverlengende therapieën. Hij heeft ook gewerkt voor de Methuselah Foundation, het Singularity Institute for Artificial Intelligence en de Lifeboat Foundation.


Welke dieren hebben 's nachts GELE ogen?

Laten we nu even de focus verleggen naar dieren met gele gloeiende ogen. Dit is een veel voorkomend kenmerk bij dieren en we vinden 's nachts nogal wat soorten met gloeiende gele ogen.

Beren

Beren zijn daar een voorbeeld van. Overdag hebben ze normaal gesproken donkerbruine ogen. Maar wanneer het licht 's nachts weerkaatst, zien ze er meestal helder geelachtig uit.

Bekijk deze beren die naar de bestuurder staren.

Ze zouden waarschijnlijk de meeste mensen bang kunnen maken als je ze 's nachts zou zien!

Zoals we hierboven vermeldden, kunnen katten allerlei oogkleuren hebben. Deze kat staart naar de fotograaf met felgele ogen die je zouden kunnen doorboren.

De oogkleur wordt bepaald door twee pigmentkleuren, melanine en lipochroom genaamd. De mix van pigment (of het ontbreken daarvan) bepaalt welke kleur de ogen van de kat zullen hebben. Maar 's nachts kan het licht de oogkleur veranderen door slechts delen van het lichtspectrum te reflecteren.

Deze twee sets gele kattenogen zien er behoorlijk eng uit in het donker!

Herten

Een ander dier dat je meestal 's nachts kunt tegenkomen, zijn de herten. Ze staren je vaak recht aan als je langs een bos rijdt of loopt.

De ogen van de herten lichten 's nachts vaak op met een gele tint, simpelweg omdat het licht wordt teruggekaatst.

Wasberen

Een ander dier dat je misschien voor je hebt als je een gele set oogbollen ziet, is de wasbeer.

Wasberen zijn ook nachtdieren en hebben daarom ook de reflecterende laag achter de ogen. Ze reflecteren meestal geel licht van je af.

Chinchilla's

Chinchilla's zijn behoorlijk populair als exotische huisdieren.

Hier is een leuke kleine kerel die een appel in een boom eet. De gele ogen lichten echt op in het donker en lijken erg gefocust op de fotograaf.

Panters

De laatste dieren die we met gele ogen in het donker gaan bekijken zijn de Panters. Het zijn grote katten die 's nachts jagen en hun gele ogen zijn erg intens.

De meeste katten (groot en klein) hebben gele ogen in het donker. Maar de meeste katten hebben geen gele ogen als het gezicht verlicht is. Maar de Panters kunnen heel mooie gele ogen hebben. Hoewel ze soms groener kunnen lijken.


Hoeveel plankton?

Plankton is erg belangrijk, dus wetenschappers wilden weten hoeveel verschillende soorten micro-organismen er zijn. Wetenschappers hebben microscopisch plankton van over de hele wereld gevangen om de biodiversiteit van de kleine oceaanbeestjes vast te leggen. Daarna creëerden ze een enorme database van al het plankton, inclusief informatie over lichaamsgrootte, genetica en vele andere kenmerken van elke soort. De enorme wereldwijde database is beschikbaar voor andere wetenschappers over de hele wereld, zodat ze toegang kunnen krijgen tot bestaande informatie of nieuwe informatie kunnen toevoegen.

Grote dieren zoals haaien en dolfijnen zijn misschien het gemakkelijkst te herkennen, maar die grote dieren zouden niet kunnen bestaan ​​zonder piepkleine wezens zoals plankton. Misschien is dat de reden waarom het personage van Spongebob Squarepants Bikinibroek probeert over te nemen. Plankton weet hoe belangrijk hij is voor het ecosysteem van de oceaan.


Turkije Biologie

Kalkoenen hebben een aantal merkwaardige kenmerken die op het eerste gezicht opvallen. Een van de eerste dingen die mensen opvallen aan kalkoenen zijn de rode, vlezige stukken huid en bolvormige gezwellen rond het hoofd-halsgebied. Deze structuren zijn de:

  • Karunkels: Dit zijn vlezige bultjes op het hoofd en de nek van zowel mannelijke als vrouwelijke kalkoenen. Seksueel volwassen mannetjes kunnen grote karbonkels hebben met felle kleuren die aantrekkelijk zijn voor vrouwtjes.
  • snood: Over de snavel van een kalkoen hangt een lange flap van vlees die de snood wordt genoemd. Tijdens de verkering wordt de snood groter en wordt rood als deze zich vult met bloed in het mannetje.
  • lel: Dit zijn rode huidflappen die aan de kin hangen. Mannetjes met grote lellen zijn aantrekkelijker voor vrouwtjes.

Een ander opvallend en opvallend kenmerk van de kalkoen is zijn gevederte. Volumineuze veren bedekken de borst, vleugels, rug, lichaam en staart van de vogel. Wilde kalkoenen kunnen meer dan 5.000 veren hebben. Tijdens de verkering zullen mannetjes hun veren opblazen in een display om vrouwtjes aan te trekken. Kalkoenen hebben ook wat wordt genoemd a baard gelegen in het borstgebied. Op het oog lijkt de baard haar te zijn, maar is eigenlijk een massa dunne veren. Baarden worden het meest gezien bij mannen, maar kunnen veel minder vaak voorkomen bij vrouwen. Mannelijke kalkoenen hebben ook scherpe, aarachtige uitsteeksels op hun poten, genaamd sporen. Sporen worden gebruikt voor de bescherming en verdediging van het territorium van andere mannetjes. Wilde kalkoenen kunnen rennen met een snelheid van 25 mijl per uur en vliegen met snelheden tot 55 mijl per uur.

Turkije Zintuigen

Visie: De ogen van een kalkoen bevinden zich aan weerszijden van zijn kop. De positie van de ogen stelt het dier in staat om twee objecten tegelijk te zien, maar beperkt zijn dieptewaarneming. Kalkoenen hebben een breed gezichtsveld en door hun nek te bewegen, kunnen ze een gezichtsveld van 360 graden krijgen.

gehoor: Kalkoenen hebben geen uitwendige oorstructuren zoals weefselflappen of kanalen om te helpen bij het horen. Ze hebben kleine gaatjes in hun hoofd achter de ogen. Kalkoenen hebben een scherp gehoor en kunnen geluiden tot op een mijl afstand lokaliseren.

Aanraken: Kalkoenen zijn zeer gevoelig voor aanraking in gebieden zoals de snavel en voeten. Deze gevoeligheid is handig voor het verkrijgen en manoeuvreren van voedsel.

Geur en smaak: Kalkoenen hebben geen sterk ontwikkeld reukvermogen. Het gebied van de hersenen dat de reukzin regelt, is relatief klein. Er wordt aangenomen dat hun smaakzintuig ook onderontwikkeld is. Ze hebben minder smaakpapillen dan zoogdieren en kunnen zout, zoete, zure en bittere smaken detecteren.


4.2 Voorbereide dia's bekijken

  1. Pak een witte diadoos.
  2. Reinig alle blootgestelde lenzen met speciaal lenspapier. Gebruik geen keukenpapier, Kimwipes® of doekjes, omdat dit krassen op de lenzen maakt. Als het zicht door de microscoop wazig wordt, kan extra reiniging met lenspapier nodig zijn. Gebruik eventueel alcoholdoekjes.
  3. Zorg ervoor dat het low power objectief op zijn plaats is geklikt.
  4. Beweeg de oculairs zo ver mogelijk uit elkaar en kijk er dan met beide ogen open doorheen. Je ziet twee niet-overlappende lichtgebieden. Duw de oculairs langzaam naar elkaar toe totdat je één lichtcirkel ziet.
  5. Gebruik altijd beide ogen als u naar dia's kijkt. Dit voorkomt vermoeide ogen en hoofdpijn.
  6. Haal de dia met het label "Letter e" (Figuur 4.6) uit de doos met dia's.
  7. Plaats de dia (dekglaasje omhoog) op het podium en centreer het monster over de opening in het podium.
  8. Begin altijd met het laagvermogen (4×) objectief op zijn plaats.
  9. Terwijl u door het oculair kijkt, gebruikt u de grove instelknop om het platform langzaam omhoog te bewegen totdat het preparaat in beeld komt. Als dit niet het geval is, controleer dan of het materiaal gecentreerd is op het podium, laat het podium zakken en probeer het opnieuw.
  10. Gebruik de fijnafstellingsknop om een ​​scherpe focus te verkrijgen.
  11. Om de vergroting te vergroten, moet u ervoor zorgen dat het gebied dat u specifiek wilt onderzoeken zich in het midden van het veld bevindt en vanaf de zijkant kijken om er zeker van te zijn dat het objectief de dia vrijmaakt, het neusstuk draaien totdat het volgende krachtiger objectief in klikt positie. Het materiaal zou nu in zicht moeten zijn en zou slechts een lichte focus moeten vereisen met de fijnafstelling. Stel nooit scherp met de grove instelling onder hoog vermogen.
  12. Wat gebeurt er als je de vergroting vergroot?
  13. Voordat u het objectglaasje verwijdert, moet u de microscoop altijd op laag vermogen terugzetten en aan de grove instelknop draaien totdat het podium helemaal naar beneden is bewogen.
  14. Bekijk de computerchipdia (Figuur 4.7).
  15. Bekijk de dia met gekleurde draden (Figuur 4.8).
  16. Welke draad zit onderaan, in het midden, bovenaan?
  17. Diepteperceptie vereist dat een iets andere hoek van een object wordt gezien door het linker- en rechteroog. Dit gebeurt vanwege de horizontale scheidingsparallax van de ogen. Als een object ver weg is, zal de ongelijkheid van dat beeld dat op beide netvliezen valt klein zijn. Als het object dichtbij of dichtbij is, zal het verschil groot zijn. De microscoop geeft hetzelfde beeld aan beide ogen. Daarom is de enige manier om de bovenstaande vraag te beantwoorden, de focus van het beeld te veranderen en te kijken wat er gebeurt: wanneer je het podium naar boven beweegt, om de dia dichter bij het doel te brengen, zal de draad die bovenaan ligt als eerste in beeld komen , de middelste seconde en de onderste laatste. Probeer het en schrijf je antwoord op!
    • Onderdraad: __________
    • Middelste draad: __________
    • Bovendraad: __________
  18. Bekijk het podium micrometer dia (Figuur 4.9).
  19. Wat is de eenheid van deze schaal?
  20. Wat is de afstand tussen 1,0 en 1,5 in meter?
  21. Hoeveel onderverdelingen kun je onderscheiden tussen 0 en 0,1?
  22. Wat is de afstand in meters tussen de kleinste onderverdeling?
  23. Bekijk het bloeduitstrijkje (Figuur 4.10).
  24. Welke cellen zijn rode bloedcellen? Markeer met een pijl en noem het "RBC".
  25. Welke cellen zijn witte bloedcellen? Markeer met een pijl en noem het "WBC".
  26. Breng de dia's terug naar de diadozen en de diadozen naar de bank waar je het hebt opgepakt.

Figuur 4.6: Een gedrukte brief.

Figuur 4.7: Close-up van een elektronische chip.

Figuur 4.8: Welke draad zit boven, in het midden, onder?

Figuur 4.9: Een microscopische schaal.

Figuur 4.10: Een uitstrijkje van menselijk bloed.


Wetenschappers identificeren plankton vanuit de ruimte

Dit organisme is een soort plankton genaamd Mesodinium rubrum. Elk is erg klein. Maar wanneer ze zich snel vermenigvuldigen, kan plankton grote bloemen vormen die het oceaanoppervlak groen, rood of bruin kleuren. Sommige bloemen zijn zo groot dat satellieten ze vanuit de ruimte kunnen bespioneren.

Deel dit:

1 december 2015 om 7:00 uur

Plankton - kleine organismen die in de zee drijven - zijn vaak te klein om te zien zonder een microscoop. Maar met behulp van wat wiskunde en een zeer krachtig beeldapparaat hebben wetenschappers voor het eerst een soort plankton vanuit de ruimte geïdentificeerd. Door erachter te komen welk plankton zich verspreidt, kunnen onderzoekers meer te weten komen over giftige bedreigingen in de oceaan. Het kan bijvoorbeeld helpen bepalen of uw dichtstbijzijnde strand moet worden gesloten vanwege het gif dat door die microben wordt afgegeven.

Plankton vaak in de oceaan bloeien — korte perioden van snelle reproductie ondergaan. De kleine organismen kunnen zo snel groeien dat ze een massa vormen die groot genoeg is om de kleur van het water te veranderen. Aangetast water kan rood, bruin of zelfs groen worden. Ongeacht de kleur, al deze bloemen heten nog steeds "rode vloed.”

Opvoeders en ouders, meld je aan voor de spiekbrief

Wekelijkse updates om u te helpen bij het gebruik Wetenschapsnieuws voor studenten in de leeromgeving

Sommige bloemen kunnen schadelijk zijn voor het milieu. Ze kunnen de hoeveelheid zonlicht die andere organismen bereikt, verminderen. En ze kunnen het water uitputten van de zuurstof die vissen en andere soorten nodig hebben om te overleven. Maar sommige bloemen zijn bijzonder gevaarlijk voor mensen. Dat komt omdat dit plankton een toxine of vergif maakt. Gifstoffen kunnen vissen doden, het voor sommige mensen moeilijk maken om te ademen en de schelpdieren die voor eettafels bestemd zijn aantasten. Wanneer gezondheidsfunctionarissen niet zeker weten welke soort plankton achter een bloei zit, spelen velen op safe en sluiten stranden.

Deze afbeelding is afkomstig van de Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean, die aan boord van het internationale ruimtestation ISS vloog. Het beeldt Long Island Sound uit, het water dat New York en Connecticut scheidt. De bruine vlekken in het water zijn enorme bloemen van plankton - een 'rode' vloed. H. Dierssen et al/PNAS Vanwege de potentiële risico's van rode vloed proberen wetenschappers de planktonbloei bij te houden. Meestal vindt deze zoektocht plaats op zee. “We gaan op een schip en nemen emmers water mee”, legt Heidi Dierssen uit. Ze werkt aan de Universiteit van Connecticut in Storrs. Daar studeert ze oceaan optiek - het licht dat van het wateroppervlak komt - om te peilen wat erin leeft.

Dierssen en haar collega's verzamelen watermonsters van Long Island Sound, het water dat New York en Connecticut scheidt. Het is een estuarium, waar zoet en zout water zich vermengen. Terug in het lab gebruikt haar team microscopen om plankton te zoeken. Maar omdat de onderzoekers maar één keer per maand op pad gaan, missen ze meestal plotselinge bloemen, zelfs enorme.

Een gelukkige aanval vanuit de ruimte

Maar op 24 september 2012 "was een van onze collega's op zee geweest en had ze deze grote bloei gezien", herinnert Dierssen zich. "[Ze] verzamelde wat water voor ons en bracht het terug."

Tegelijkertijd keek Dierssen door vanuit de ruimte gemaakte beelden van de oceaan. Een camera aan boord van het International Space Station had op dezelfde dag foto's gemaakt van hetzelfde gebied van Long Island Sound.

Die camera wordt de Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean of HICO genoemd. Dit spectrometer analyseert golflengten (kleuren) van licht. HICO is speciaal ontworpen om licht uit kustgebieden te bestuderen.

De meeste imagers in de ruimte 'zien' slechts ongeveer één vierkante kilometer per pixel. Pixels zijn de kleinste lichtpuntjes op een computerscherm. Foto's komen voort uit het bekijken van duizenden pixels of meer. Hoe kleiner het gebied dat door elke pixel wordt weergegeven, hoe gedetailleerder een afbeelding wordt.

Dit is Long Island-geluid, gefotografeerd met licht dat werd opgevangen door de camera aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Geel markeert massa's van bepaalde cellen die fotosynthese uitvoeren. Hun tint hielp wetenschappers te identificeren welke soorten waren uitgebloeid. H. Dierssen et al./PNAS Imagers waarbij elke pixel één vierkante kilometer per pixel vertegenwoordigt, zouden Long Island Sound weergeven als een reeks grote gekleurde vlekken. Het geluid is slechts 177 kilometer lang. De maximale breedte is slechts 34 kilometer (21 mijl). Maar HICO was bijna 10 keer beter dan die imagers. Het kan veranderingen detecteren in gebieden zo klein als 0,00011 vierkante kilometer per pixel. In deze veel gedetailleerdere afbeelding waren tekenen van een rode oceaan te zien. De imager kan ook een breder scala aan kleuren detecteren dan de meeste vergelijkbare instrumenten in de ruimte.

Dus toen Dierssen het beeld vanuit het ruimtestation bestudeerde, kon ze hetzelfde rode tij onderscheiden dat haar collega zojuist had bemonsterd. "We hadden geluk", voegt ze eraan toe, omdat HICO "niet langer operationeel is." Het werkte nog maar kort als onderdeel van een test. Een andere imager legde het beeld ook vast, maar in veel minder detail.

Geel zien, rood vinden

Groene algen en planten bezitten chloroplasten (KLOR-oh-plasten). Deze kleine structuren zetten zonlicht om in energie. Omdat ze fluorescerend zijn, absorberen chloroplasten wat licht en zenden ze een deel ervan terug de ruimte in. De meeste zenden licht uit dat door de imager als roodachtig zou worden gelezen.

Maar één type niet. Deze chloroplasten bevatten: fyco-erythrine (FY-ko-eh-RITH-rin). Dit pigment straalt licht uit dat de imager als geel ziet. HICO ontdekte dat die kleur van Long Island Sound kwam.

Op basis van die gele "vlag" konden Diersson en haar collega's zien welke soort plankton het had gemaakt: Mesodinium rubrum (MEZ-oh-DIN-ee-uhm RU-brum). M. rubrum is een zoöplankton (ZO-plank-tun), een klein diertje dat algen eet. En als dat zo is, houdt dit dier zijn chloroplasten en gebruikt ze om extra energie van de zon te krijgen. Het waren de chloroplasten van algen die dit plankton had gegeten en die de geelachtige gloed hadden uitgestraald die vanuit de ruimte werd gezien.

Het team van Diersson bevestigde de identiteit van het dier met zijn microscopen. M. rubrum maakt geen gifstoffen. Dus deze rode vloed vormde geen gevaar voor zwemmers, schelpdieren of menselijke diners.

De onderzoekers analyseerden ook de genen - DNA-segmenten die uniek zijn voor elke soort - van het bloeiende plankton. Deze bevestigden dat de soort M. rubrum. De wetenschappers publiceerden hun bevindingen op 16 november in de Proceedings van de National Academy of Sciences.

"We konden het [rode tij] vanuit de ruimte zien", zegt Dierrsen. "Het is de eerste keer dat iemand dat ooit heeft gedaan." Hoewel HICO niet langer werkt, hoopt Dierrsen dat toekomstige satellietsensoren wetenschappers in staat zullen stellen op dezelfde manier een oogje te houden op planktonbloei.

Beperkingen op de technologie

De nieuwe studie "is een solide document dat een actueel en actueel probleem behandelt", zeggen Leslie Brown en Gary Borstad. Beiden werken bij ASL Environmental Sciences in Victoria, British Columbia, Canada. Ze zoeken naar veranderingen in de omgeving die kunnen worden gedetecteerd vanaf zeer lange afstanden, ook vanuit de ruimte.

Brown en Borstad denken dat het misschien te riskant is om rode getijden alleen vanuit de ruimte te identificeren. Er moet microscopische identificatie zijn van wat een bloei veroorzaakt, leggen ze uit, "vooral als het om de menselijke gezondheid gaat." Maar beiden zijn het erover eens dat satellieten en andere ruimtesensoren een waardevolle vroege waarschuwing kunnen bieden over wat nader onderzoek verdient.

“Schepen missen deze grote evenementen”, zegt Deirssen. Met spionageogen in de ruimte: "We kunnen veel te weten komen over wat er in de oceaan groeit. Het kan ons helpen erachter te komen waarom [plankton] bloeit als ze bloeien.”

Krachtwoorden

(voor meer over Power Words, klik op hier)

algen Eencellige organismen, ooit als planten beschouwd (dat zijn ze niet). Als waterorganismen groeien ze in water. Net als groene planten zijn ze afhankelijk van zonlicht om hun voedsel te maken.

bloeien (in de microbiologie) De snelle en grotendeels ongecontroleerde groei van een soort, zoals algen in waterwegen verrijkt met voedingsstoffen.

brak Een term voor water dat een mengsel van zout en zoet water bevat.

chloroplast Een kleine structuur in de cellen van groene algen en groene planten die chlorofyl bevatten en door fotosynthese glucose aanmaakt.

omgeving De som van alle dingen die bestaan ​​rond een organisme of het proces en de conditie die die dingen creëren voor dat organisme of dat proces. Omgeving kan verwijzen naar het weer en het ecosysteem waarin sommige dieren leven, of misschien naar de temperatuur, vochtigheid en plaatsing van componenten in een elektronisch systeem of product.

estuarium De monding van een grote rivier, waar deze uitmondt in de oceaan en zoet en zout water vermengt. Dergelijke gebieden zijn vaak kraamkamers voor jonge vissen.

fluorescerend In staat om licht te absorberen en weer uit te stralen. Dat opnieuw uitgestraalde licht staat bekend als een fluorescentie.

gen (bn. genetisch) Een segment van DNA dat codeert, of instructies bevat, voor het produceren van een eiwit. Nakomelingen erven genen van hun ouders. Genen beïnvloeden hoe een organisme eruitziet en zich gedraagt.

Internationaal Ruimtestation Een kunstmatige satelliet die in een baan om de aarde draait. Dit station wordt gerund door de Verenigde Staten en Rusland en biedt een onderzoekslaboratorium van waaruit wetenschappers experimenten in biologie, natuurkunde en astronomie kunnen uitvoeren - en observaties van de aarde kunnen maken.

microbe Kort voor micro-organisme. Een levend wezen dat te klein is om met het blote oog te zien, inclusief bacteriën, sommige schimmels en vele andere organismen zoals amoeben. De meeste bestaan ​​uit een enkele cel.

microscoop Een instrument dat wordt gebruikt om objecten te bekijken, zoals bacteriën, of de afzonderlijke cellen van planten of dieren, die te klein zijn om met het blote oog zichtbaar te zijn.

NASA Zie National Aeronautics and Space Administration

National Aeronautics and Space Administration Dit Amerikaanse bureau, opgericht in 1958, is een leider geworden op het gebied van ruimteonderzoek en het stimuleren van de publieke belangstelling voor verkenning van de ruimte. Via NASA stuurden de Verenigde Staten mensen in een baan om de aarde en uiteindelijk naar de maan. Het heeft ook onderzoeksvaartuigen gestuurd om planeten en andere hemellichamen in ons zonnestelsel te bestuderen.

optiek Heeft te maken met visie of wat te zien is.

organisme Elk levend wezen, van olifanten en planten tot bacteriën en andere vormen van eencellig leven.

zuurstof Een gas dat ongeveer 21 procent van de atmosfeer uitmaakt. Alle dieren en veel micro-organismen hebben zuurstof nodig om hun metabolisme te voeden.

fotosynthese (werkwoord: fotosynthese) Het proces waarbij groene planten en sommige andere organismen zonlicht gebruiken om voedsel te produceren uit kooldioxide en water.

fyco-erythrine Een eiwit dat lichtenergie van de zon kan oogsten. Het wordt gevonden in rode algen.

fytoplankton Soms aangeduid als microalgen, dit zijn microscopisch kleine planten en plantachtige organismen die in de oceaan leven. De meeste drijven en verblijven in gebieden waar zonlicht naar beneden filtert. Net als planten op het land, bevatten deze organismen chlorofyl. Ze hebben ook zonlicht nodig om te leven en te groeien. Fytoplankton dient als basis van het oceanische voedselweb.

pixel Afkorting van beeldelement. Een klein gebied van verlichting op een computerscherm, of een stip op een afgedrukte pagina, meestal in een array geplaatst om een ​​digitaal beeld te vormen. Foto's zijn gemaakt van duizenden pixels, elk met een verschillende helderheid en kleur, en elk te klein om te zien tenzij het beeld wordt vergroot.

plankton Kleine organismen die in zee drijven of drijven. Afhankelijk van de soort varieert plankton van microscopisch kleine tot organismen ter grootte van een vlo. Sommige zijn kleine dieren. Anderen zijn plantachtige organismen. Hoewel individueel plankton erg klein is, vormen ze enorme kolonies, die in de miljarden lopen. Het grootste dier ter wereld, de blauwe vinvis, leeft op plankton.

Proceedings van de National Academy of Sciences Een prestigieus tijdschrift dat origineel wetenschappelijk onderzoek publiceert, begonnen in 1914. De inhoud van het tijdschrift omvat de biologische, fysische en sociale wetenschappen. Elk van de meer dan 3.000 artikelen die elk jaar worden gepubliceerd, wordt nu niet alleen door vakgenoten beoordeeld, maar ook goedgekeurd door een lid van de Amerikaanse National Academy of Sciences.

rode getij Een bevolkingsexplosie van bepaalde soorten plankton. Als er voldoende aanwezig zijn, kunnen ze het water rood of roodbruin kleuren. Sommigen scheiden een gif af dat omringende vissen kan doden en mensen ziek kan maken.

satelliet Een maan die rond een planeet draait of een voertuig of ander vervaardigd object dat om een ​​of ander hemellichaam in de ruimte draait.

soort Een groep vergelijkbare organismen die in staat zijn nakomelingen te produceren die kunnen overleven en zich kunnen voortplanten.

spectrometer Een instrument dat een spectrum meet, zoals licht, energie of atoommassa. Doorgaans gebruiken scheikundigen deze instrumenten om de golflengten van het waargenomen licht te meten en te rapporteren. Het verzamelen van gegevens met behulp van dit instrument, een proces dat bekend staat als spectrometrie, kan helpen bij het identificeren van de elementen of moleculen die aanwezig zijn in een onbekend monster.

toxine Een gif dat wordt geproduceerd door levende organismen, zoals ziektekiemen, bijen, spinnen, gifsumak en slangen.

golflengte De afstand tussen de ene piek en de volgende in een reeks golven, of de afstand tussen het ene dal en het volgende. Zichtbaar licht - dat, net als alle elektromagnetische straling, in golven reist - omvat golflengten tussen ongeveer 380 nanometer (violet) en ongeveer 740 nanometer (rood). Radiation with wavelengths shorter than visible light includes gamma rays, X-rays and ultraviolet light. Longer-wavelength radiation includes infrared light, microwaves and radio waves.

zooplankton Small organisms that drift in the sea. Zooplankton are tiny animals that eat other plankton. They also serve as an important food source for other marine creatures.

Citaten

A. Pearce Stevens. “Tiny plastic, big problem.” Wetenschapsnieuws voor studenten. April 10, 2015.

A. Pearce Stevens. “Corals dine on microplastics.” Wetenschapsnieuws voor studenten. March 18, 2015.

B. Brookshire. “Scientists Say: Plankter.” Eureka! Laboratorium. February 2, 2015.

S. Zielinski. “Will water woes leave Americans thirsty?” Wetenschapsnieuws voor studenten. October 30, 2014.

C. LeBlanc. “Suffocating waters.” Wetenschapsnieuws voor studenten. March 29, 2012.

S. Ornes. “The algae invasion.” Wetenschapsnieuws voor studenten. May 11, 2010.

R. Ehrenberg. “Blooming jellies.” Wetenschapsnieuws voor studenten. April 9, 2008.

E. Sohn. “Deep krill.” Wetenschapsnieuws voor studenten. March 5, 2008.

Oorspronkelijke tijdschriftbron: H. Dierssen et al. Space station image captures a red tide ciliate bloom at high spectral and spatial resolution. Proceedings van de National Academy of Sciences. Published online November 16, 2015. doi: 10.1073/pnas.1512538112.

About Bethany Brookshire

Bethany Brookshire was a longtime staff writer at Wetenschapsnieuws voor studenten. Ze heeft een Ph.D. in physiology and pharmacology and likes to write about neuroscience, biology, climate and more. She thinks Porgs are an invasive species.

Klaslokaalbronnen voor dit artikel Meer informatie

Voor dit artikel zijn gratis bronnen voor docenten beschikbaar. Registreer om toegang te krijgen:


4.1 Elodea Leaf Wet Mount

Elodea canadensis (American or Canadian waterweed or pondweed) is a perennial aquatic plant, or submergent macrophyte, native to most of North America. It grows rapidly in favorable conditions and can choke shallow ponds, canals, and the margins of some slow-flowing rivers. It requires summer water temperatures of 10-25 °C and moderate to bright lighting. Young plants initially start with a seedling stem with roots growing in mud at the bottom of the water further adventitious roots are produced at intervals along the stem, which may hang free in the water or anchor into the bottom. It grows indefinitely at the stem tips, and single specimens may reach lengths of 3 m or more. The leaves are bright green, translucent, oblong, 6-17 mm long and 1-4 mm broad, borne in whorls of three (rarely two or four) round the stem. It lives entirely underwater, the only exception being the small white or pale purple flowers which float at the surface and are attached to the plant by delicate stalks. It is dioecious, with male and female flowers on different plants. The flowers have three small white petals male flowers have 4.5-5 mm petals and nine stamens, female flowers have 2-3 mm petals and three fused carpels. The fruit is an ovoid capsule, about 6 mm long containing several seeds that ripen underwater. The seeds are 4-5 mm long, fusiform, glabrous (round), and narrowly cylindrical. It flowers from May to October.

4.1.1 Experimental procedures

  1. Get a single leaf from the Elodea plant and mount it on a slide, cover it with a drop of water and a cover slip.
  2. Place the slide onto the microscope state and observe at the leaf under the microscope.
  3. These leaves are two cells thick, so you should be able to focus up and down to see that the cells in one layer are larger than those in the other. When one layer is in focus, you may be able to see the shadowy outlines of cell walls in the other layer.
  4. Notice that the cells are clearly delineated by the cell wall.
  5. Inside the cells are large oval-shaped green bodies, the chloroplasts.
  6. As the cells warm, you can see the chloroplasts carried by the moving cytoplasm around the nearly transparent nucleus in the center of the cell.
  7. Make a drawing of what you see at 400× magnification.

Figure 4.6: Elodea leaf wet mount (4× objective).

Now, please watch the following video and see how it compares to what you have just read: