Informatie

Evolueren we net zo snel als de zuurstof opraakt?


Hoeveel zuurstofverzadiging hebben we de afgelopen 100 jaar verloren? Naarmate het zuurstofgehalte afneemt en de industrie, ontbossing en bevolking toenemen, in welk jaar en bij welke verzadiging zullen de lage zuurstofniveaus een probleem worden in de menselijke ontwikkeling? Zou leven of slapen met een hoger zuurstofgehalte het cognitieve of fysieke vermogen vergroten?


Goede schattingen van ijskernmonsters schatten de afname van de zuurstofconcentratie op 0,7% in de afgelopen 800.000 jaar. Op zeeniveau is momenteel de geïnspireerde $P_{O2}$ (760 mm Hg - 47) * 0,21, ongeveer 150 mm Hg. De menselijke fysiologie past zich gemakkelijk aan lagere $P_{O2}$ niveaus aan, met ongeveer 140 miljoen mensen die op hoogtes van meer dan 2500 m leven, met een geïnspireerde $P_{O2}$ bij 108 mm Hg, en veel permanente menselijke nederzettingen hoger dan 5000 m, met geïnspireerde $P_{O2}$ ongeveer de helft van wat het is op zeeniveau (zie West Respiratory Physiology, hoofdstuk 9). Een daling van 0,7% over 800.000 jaar zal niet zo'n grote uitdaging zijn.


'Dode zones' in de oceaan met bijna geen zuurstof om het leven in stand te houden, breiden zich mogelijk veel sneller uit dan gedacht

Dode zones in de oceanen van de wereld - waar bijna geen zuurstof is om het leven in stand te houden - zouden veel sneller kunnen uitbreiden dan momenteel wordt gedacht, suggereert een nieuwe studie.

De regio's ontstaan ​​wanneer grote hoeveelheden organisch materiaal geproduceerd door algen naar de zeebodem zinken, waarbij de zuurstof in het diepe water wordt verbruikt.

Computermodellen kunnen de verspreiding van deze zones voorspellen, met als doel inzicht te geven in de impact die ze kunnen hebben op het bredere mariene milieu.

Echter, een studie gepubliceerd in Wereldwijde biogeochemische cycli suggereert dat fixatie van donkere koolstof - veroorzaakt door de aanwezigheid van anaërobe bacteriën in de diepere waterkolom - in deze modellen moet worden opgenomen.

Dit is een multicorer die wordt gebruikt om sedimentmonsters van de zeebodem te nemen. Krediet: Sabine Lengger, Universiteit van Plymouth

Het onderzoek werd geleid door Dr. Sabine Lengger, een wetenschapper aan de Universiteit van Plymouth, en er waren onderzoekers van universiteiten in het VK en Nederland bij betrokken.

Ze maten de stabiele isotopen van organische koolstof in sedimentkernen die uit de bodem van de Arabische Zee zijn gehaald, een van 's werelds grootste natuurlijke dode zones, om een ​​duidelijk beeld te krijgen van wat bijdraagt ​​aan de organische stof die erin zit.

Deze waarde is een mengsel van alle verschillende kenmerken van alle organismen die deze koolstof hebben geproduceerd - waarvan wordt gedacht dat het voornamelijk algen en bacteriën zijn die leven in de zuurstofrijke, lichte oceaan aan de oppervlakte waar het vandaan komt.

Met behulp van een duidelijke biomarker die wordt geproduceerd door anaërobe bacteriën, suggereren ze echter dat ongeveer een vijfde van de organische stof op de zeebodem in feite afkomstig zou kunnen zijn van bacteriën die in of rond deze dode zones leven.

Dit is een van de sedimentmonsters die zijn verzameld op de bodem van de Arabische Zee. Krediet: Sabine Lengger, Universiteit van Plymouth

In de krant zeggen de wetenschappers dat dit twijfel doet rijzen over de huidige voorspellingen over de impact van toenemende kooldioxideconcentraties in de atmosfeer en de daaruit voortvloeiende stijgende temperaturen.

Ze geloven zelfs dat de dode zones veel sneller zouden kunnen uitbreiden dan eerder werd gedacht, en dat toekomstige berekeningen rekening moeten houden met de bacteriën om de volledige impact van klimaatverandering en menselijke activiteit op het mariene milieu nauwkeurig te voorspellen.

De nieuwe studie vormt een aanvulling op de waarschuwingen die tijdens COP25 zijn afgegeven door de International Union for the Conservation of Nature (IUCN), waar werd gemeld dat het aantal bekende hypoxische dode zones omhooggeschoten is van 45 naar 700 locaties.

Dr. Lengger, een biologische en isotoopbiogeochemicus in Plymouth, zei: "Met de opwarming van de aarde en de toename van voedingsstoffen uit rivieren, zullen de oceanische dode zones naar verwachting uitbreiden. Ze kunnen koolstof naar beneden halen en opslaan in de diepe oceaan, maar naarmate ze groter worden, kan dit verwoestende gevolgen hebben voor het leven in zee, evenals voor mensen die economisch afhankelijk zijn van visserij. Ons onderzoek toont aan dat organisch materiaal dat naar de zeebodem zinkt niet alleen afkomstig is van het zeeoppervlak, maar ook een belangrijke bijdrage levert van bacteriën die in de donkere oceaan leven en ook koolstof kunnen vastleggen. Bestaande modellen kunnen een belangrijke bijdrage mislopen waardoor mensen de omvang van de zuurstofdepletie die we in een toekomstige, opwarmende wereld verwachten, hebben onderschat.

“Onze bevindingen verklaren enkele van de mismatches in koolstofbudgetten wanneer experimentele en modelmatige schattingen worden vergeleken - en het zou daarom moeten worden opgenomen in biogeochemische modellen die feedback op een opwarmende wereld voorspellen. Het is absoluut noodzakelijk om voorspellingen in biogeochemische modellen te verfijnen alsof dode zones meer zullen intensiveren dan verwacht (iets wat al is waargenomen), dit zal ernstige ecologische, economische en klimatologische gevolgen hebben.


Belangrijkste bronnen

De atmosfeer van de aarde bestaat uit verschillende lagen. De onderste laag, de troposfeer troposfeerHet gebied van de atmosfeer dat zich het dichtst bij de aarde bevindt. De troposfeer strekt zich uit van het oppervlak tot ongeveer 10 km hoogte, hoewel deze hoogte varieert met de breedtegraad. Bijna alle weersomstandigheden vinden plaats in de troposfeer. De Mount Everest, de hoogste berg op aarde, is slechts 8,8 km hoog. In de troposfeer neemt de temperatuur af met de hoogte. Als warme lucht stijgt, koelt deze af en valt terug naar de aarde. Dit proces, bekend als convectie, betekent dat er enorme luchtbewegingen zijn die de troposfeer zeer efficiënt mengen. , strekt zich uit van het aardoppervlak tot ongeveer 6 mijl of 10 kilometer (km) in hoogte. Vrijwel alle menselijke activiteiten vinden plaats in de troposfeer. De Mount Everest, de hoogste berg ter wereld, is slechts ongeveer 9 km hoog. De volgende laag, de stratosfeer stratosfeerHet gebied van de atmosfeer boven de troposfeer. De stratosfeer strekt zich uit van ongeveer 10 km tot ongeveer 50 km hoogte. Commerciële luchtvaartmaatschappijen vliegen in de lagere stratosfeer. Op grotere hoogte wordt de stratosfeer warmer. In feite wordt deze opwarming veroorzaakt door ozonabsorberende ultraviolette straling. Warme lucht blijft in de bovenste stratosfeer en koele lucht blijft lager, dus er is veel minder verticale menging in deze regio dan in de troposfeer. , loopt van 6 mijl (10 km) tot ongeveer 31 mijl (50 km). De meeste commerciële vliegtuigen vliegen in het onderste deel van de stratosfeer.


Zuurstof

Zuurstof Productie tijdens fotosynthese
Disclaimer: Dit proefschrift is ingediend door een student. Dit is geen voorbeeld van het werk dat is geschreven door onze professionele dissertatieschrijvers. Bekijk hier voorbeelden van ons professionele werk.

Zuurstof wordt ook verondersteld een therapeutische rol te spelen, met name bij de behandeling of het beheer van ischemische weefsels.
Oorsprong van het woord: F. Zuurstofe, van Gr. Scherpe, zure wortel van geboren worden genoemd door Lavoisier omdat hij veronderstelde dat het een bestanddeel was van alle 1000 l zuren
Gerelateerde formulieren: zuurstofic (bijvoeglijk naamwoord)
Symbool: O .

zuurstof N. (Symbool O) Een niet-metalen element dat 21 procent van de . Zuurstof is chemisch extreem actief en vormt verbindingen met bijna alle .
Volledig artikel.

gegeten bloed
Bekijk dit filmpje in Quicktime
Gerelateerde termen .

? Geen probleem. Een nieuwe studie onthult hoe sherpa's hun bovenmenselijke bergbeklimmingsvaardigheden kregen, een ontdekking die patiënten op intensive care-afdelingen zou kunnen helpen (Credit: MaciejBledowski/Depositphotos)
Bekijk galerij - 2 afbeeldingen.

molecuul veel zijn vrije radicalen (zie ook vrije radicalen). Risicofactor Lichamelijke conditie of levensstijl die in epidemiologische studies de vatbaarheid voor een bepaalde ziekte lijkt te vergroten.
Bron: Biotechnologie Woordenlijst
.

is ontoereikend voor de vraag ATP wordt anaëroob geproduceerd door glycolyse en het resulterende pyrodruivenzuur wordt omgezet in melkzuur, .

, die waterorganismen nodig hebben voor cellulaire ademhaling.

(O) /AWKS-ə-jehn/ Een gasvormig chemisch element geurloos, smaakloos, kleurloos atoomgewicht 15.9994, atoomnummer 8, valentie 2 ". Het op één na meest voorkomende van de biologisch belangrijke elementen. Maakt 75% uit van het gewicht van een dier , en 80% van een plant.

vervoer
Basis hemoglobineverzadigingscurve. Het wordt naar rechts verplaatst in hogere zuurgraad (meer opgeloste koolstofdioxide) en naar links in lagere zuurgraad (minder opgeloste koolstofdioxide).

en kan niet overleven als het langer dan tien minuten wordt onthouden.

uit het water, hetzij via hun kieuwen of hun huid.

komt uit het milieu en uiteindelijk keert koolstofdioxide terug naar het milieu. Hoe lossen kleine dieren het probleem op dat deze moleculen hun cellen binnenkomen en verlaten? Waarom is die oplossing niet mogelijk voor grotere dieren?
.

beweegt direct door het celmembraan en in elke cel. Welk proces is hiervoor verantwoordelijk?
A. Gefaciliteerde diffusie
B. Osmose
C. Eenvoudige diffusie.

draagkracht en levering.

. Dit worden facultatieve anaëroben genoemd.

uit de atmosfeer die in de bodemporiën aanwezig is.
Temperatuur: .

toename
Parapatrische soortvorming. De differentiatie in verschillende soorten populaties die enige gene flow ervaren
Parasiet. Een organisme dat op of in een ander organisme leeft en een negatieve invloed heeft.

is niet nodig.
Het Biologie Project
Universiteit van Arizona
zondag 29 september 1996
Neem contact op met het ontwikkelteam.

als een evolutionaire beperking, een nieuwsbrief met discussievragen.
Meer informatie over evolutionaire compromissen in context:
Evolutie vanuit het oogpunt van een virus, een nieuwsbrief met discussievragen.

, koolstofdioxide en andere kleine moleculen diffunderen vrijelijk in en uit mitochondriën. Maar grotere moleculen, zoals het 3-koolstofpyruvaat, kunnen er alleen door als ze worden gedragen door transporteiwitten.
De verbazingwekkende lever.

bindt met waterstofionen en vormt water.

-vereist metabolisme van suikers en vetzuren tot CO2 en H2O gekoppeld aan de synthese van ATP.
allel
Een van twee of meer alternatieve vormen van een gen gelokaliseerd op de overeenkomstige plaats (locus) op homologe chromosomen.

atomen kunnen een molecuul vormen door twee paar valentie-elektronen te delen.
Deze atomen hebben een dubbele covalente binding gevormd.

gaat door barrières om bij het bloed te komen
Problemen met vloeistof in longblaasjes
Het is belangrijk dat slechts een zeer dunne laag water de longblaasjes bedekt. Als de longblaasjes vollopen met water, treden er drie problemen op.

dat, in de atmosfeer, levende wezens beschermt tegen ultraviolette stralen.

.
P
Palissadewand een type cel dat net onder de bovenste epidermis van een blad wordt gevonden.

om te ademen (voor gebruik bij aerobe ademhaling.
Geneesmiddelen (om de eigen immuunafweer van het lichaam te versterken)
Voedsel (waar wij als heterotrofe consumenten in de voedselpiramide behoefte aan hebben).
Drinkbaar water (gezuiverd door microbiële activiteit).

uiteinde van het watermolecuul trekt de positieve gebieden van andere moleculen aan.

bloed naar de longen
Om ademhaling in de longen mogelijk te maken / voor de geboorte geventileerd te worden
Bij de geboorte wordt de placenta vervangen door de longen als het orgaan van de gasuitwisseling.

(O2) en waterstofionen (H+). En ook, net als vandaag, was het belangrijkste onderdeel de vorming van waterstofionen die werden gebruikt om koolstofdioxide te verminderen tot organische moleculen (de bouwstenen van planten en dieren).

en koolstofdioxide over de membranen gebeurt door diffusie, maar ook de oplosbaarheid van deze gassen in het materiaal van het membraan speelt een rol. De invloed van oplosbaarheid op diffusie in gemodelleerd in de wet van Graham.
Ademhalingssysteem
Inhoudsopgave .

-afhankelijke vorm van ademhaling.
aestivatie De toestand van rust of verdoving tijdens de hete zomermaanden.

wordt ingeademd, komt het via de longen in de bloedsomloop terecht door middel van diffusie.

geconsumeerd (in mg/L) gedurende vijf dagen bij 20 ºC.

Een micro-organisme dat groeit in aanwezigheid van

. Zie Anaëroob. Agarosegelelektroforese. Een matrix bestaande uit een sterk gezuiverde vorm van agar die wordt gebruikt om grotere DNA- en RNA-moleculen van 20.000 nucleotiden te scheiden. (Zie Elektroforese.) Allelen.

anafase fase van mitose waarin de chromosomen scheiden en naar de tegenovergestelde uiteinden van de cel gaan anaërobe ademhaling ademhaling zonder

een soort ademhaling die plaatsvindt in afwezigheid van

Voedselveiligheid
het vermogen van menselijke populaties om toegang te krijgen tot voedsel van voldoende kwaliteit en kwantiteit
Fragmentatie.

1771 - Joseph Priestley ontdekt dat planten koolstofdioxide omzetten in

.
1798 - Thomas Malthus bespreekt de groei van de menselijke bevolking en voedselproductie in An Essay on the Principle of Population.
1801 -- Jean-Baptiste Lamarck begint de gedetailleerde studie van de taxonomie van ongewervelde dieren.

p HIF is ingesteld op de mutatiesnelheid van VHL waarvan de verhoogde remming van HIF leidt tot de ontkoppeling tussen glycolyse en de TCA-cyclus, zelfs in de aanwezigheid van

. Evenzo wordt pAMPK ingesteld op de cumulatieve snelheid van mutatie en deleties van LKB1, die AMPK activeert als reactie op ATP-depletie ten opzichte van AMP en ADP.

anoxisch: een omgeving waarin geen vrije

het aanbod overtreft, bijvoorbeeld in sedimenten of wanneer een terrein organisch verontreinigd is. apicaal: met betrekking tot de apex, de voorste pool.

Nu heeft de mutatie niet echt invloed op het vermogen van bètaglobine om deel te nemen met alfaglobine en hemoglobine te maken, en het heeft geen invloed op het vermogen om

. Analoge vindplaatsenPlaatsen op aarde die biologische, ecologische of geologische omstandigheden hebben of hebben gehad die vergelijkbaar zijn met die van een lichaam in de ruimte. Deze locaties vormen de focus van intensief onderzoek - informatie gevend over hoe astrobiologen leven elders in het universum zoeken en identificeren.

van de ademhalingsorganen (longen of kieuwen) naar de rest van het lichaam (d.w.z.

Fermentatie- proces van onvolledige oxidatie dat optreedt in microben en andere cellen in afwezigheid van

, wat leidt tot de voor natie van ethylalcohol.
Genetica- Studie van variatie en overdracht van karakters van ouders op hun jongen.

De rol van het cardiovasculaire systeem is het transporteren

en voedingsstoffen naar de cellen, en om kooldioxide en metabolische afvalproducten uit het lichaam te verwijderen. Het hart bestaat uit twee atria en twee ventrikels.

De verhouding van fosfaat opgenomen in ATP tot

atomen gereduceerd tot water een maat voor de efficiëntie van de koppeling van fosforylering aan oxidatie.

Hoewel tumorcellen niet langer afhankelijk zijn van de controlemechanismen die normale cellen besturen, hebben ze nog steeds voedingsstoffen en

Om hun activiteiten uit te voeren, gebruiken peroxisomen aanzienlijke hoeveelheden

ic (of H2O) fotosynthese, met behulp van PSI en PSII, vindt plaats in cyanobacteriën.

De aorta is de hoofdstam van een reeks vaten die de

bloed naar de weefsels van het lichaam voor hun voeding. Het begint in het bovenste deel van de linker hartkamer, waar het ongeveer 3 cm is.

Hier worden de microben op verschillende manieren aangevallen, onder meer door de cel die, via hun eigen metabolische activiteit, een plotselinge toename van de concentratie (een uitbarsting) van zeer reactieve vormen van

radicalen vallen microbiële cellen aan en vernietigen ze.

Dit staat bekend als melkzuurfermentatie en het is een anaëroob proces waarvoor geen

. In dit proces wordt extra ATP direct geproduceerd uit de producten van glycolyse. Deze extra ATP heeft echter een prijs die melkzuur kan opbouwen op de spierlocaties waar dit proces plaatsvindt.

metabolisch proces dat niet vereist

.
Aristoteles. Griekse filosoof. Als leerling van Plato, de leermeester van Alexander de Grote, en de auteur van werken over logica, metafysica, ethiek, natuurwetenschappen, politiek en poëtica, heeft hij het westerse denken diepgaand beïnvloed.

Oxidatieve Burst De snelle afgifte van reactieve

soorten omvatten waterstofperoxide (H2O2) en superoxide-anion. Zie Nitroblue Tetrazolium (hierboven).

Wat betreft
onderscheidingen
Privacybeleid
Rechten
Videomateriaal
Contact .

.
Affiniteit
De sterkte van een interactie tussen twee moleculen, zoals de binding van een antigeen aan een antilichaam.

Een organisme dat alleen kan overleven in een atmosfeer van

. Andere stoffen, zoals sulfaat of nitraat, zijn de terminale elektronenacceptoren in de elektronentransportketens die hun ATP genereren.

Anaëroob: verwijzend naar een omgeving waarin:

, zoals sommige gisten of bacteriën.
Meer biologietermen.

In de Vestfold Hills van Antarctica werd deze microbe gevonden op de bodem van Ace Lake, waar geen

of zonlicht en de temperatuur is ongeveer O C (33 F). Het organisme leeft ook in diepzeetroggen en produceert methaan.

Moleculen die koolstof in hun structuren bevatten, worden organische verbindingen genoemd, bijvoorbeeld het koolstofdioxide, dat wordt gevormd door één atoom koolstof en twee atomen van

peroxisomen - klein membraangebonden organel dat gebruik maakt van moleculaire

om organische moleculen te oxideren.
fosfolipide - de belangrijkste categorie lipidemoleculen die worden gebruikt om biologische membranen te construeren. Over het algemeen samengesteld uit twee vetzuren die via glycerolfosfaat zijn verbonden met een van een verscheidenheid aan polaire groepen.

Oxycline
(Ecologie) Zone van een waterkolom met een scherpe

verloop.
paralogen
Homologe genen of eiwitten in een organisme geproduceerd door genduplicatie. Paralogen hebben meestal verschillende, hoewel verwante, functies ontwikkeld. Zie Homologen en Orthologen.

Het cardiovasculaire (of bloedsomloop) systeem transporteert bloed,

en voedingsstoffen door het hele lichaam. Het spijsverteringsstelsel neemt voedsel op en verwerkt het. Het endocriene systeem produceert hormonen die de stofwisseling, groei en ontwikkeling, weefselfunctie, seksuele voortplanting, slaap en stemming reguleren.

- Xanthofylen zijn de typische gele pigmenten van bladeren. Dit zijn

carotenoïden die in de plastiden worden gesynthetiseerd. Xanthofylen hebben geen licht nodig voor de synthese, zodat xanthofylen zowel in alle jonge bladeren als in geëtioleerde bladeren aanwezig zijn.

Na infectie kunnen factoren zoals koorts (virale replicatie wordt sterk beïnvloed door temperatuur) en ontstekingsprocessen waaronder oedeem, leukocytenophoping, lokale hyperthermie, verminderde

spanning en veranderd celmetabolisme kunnen allemaal de virale replicatie verminderen.

Aërobe ademhaling: het proces van het afbreken van glucose in aanwezigheid van

Het proces waarbij glucose wordt omgezet in CO2 en H2O in aanwezigheid van

, waardoor grote hoeveelheden ATP vrijkomen. Dit proces omvat de krebs-cyclus, elektronentransportketen en oxidatieve fosforylering.

Term die de celtoxische effecten beschrijft die worden veroorzaakt door licht en fluorescerende eiwitten, waarvan wordt aangenomen dat ze te wijten zijn aan de vorming van

radicalen van de niet-stralingsenergieoverdracht. Lab - Confocale Microscopie
plasma membraan .

(ATMDS) Ook hemoglobine H-ziekte. Overproductie van bètaglobineketens veroorzaakt door defecte alfaketenproductie. Symptomen zijn lichte bloedarmoede en een gezwollen milt. Hemoglobine H heeft een zeer hoge affiniteit voor

, maar is geen stabiele drager.
Kom meer te weten
Angelman-syndroom.

a-helix: Gemeenschappelijke secundaire 3-dimensionale structuur van eiwitten waarin de lineaire volgorde van aminozuren is gevouwen tot een spiraal die wordt gestabiliseerd door waterstofbruggen tussen de carboxyl

placenta - embryonaal/moederlijk orgaan dat de voedings- en ademhalingsfuncties van de zoogdierfoetus dient. Het is samengesteld uit het embryonale chorion en het baarmoederslijmvlies van de moeder, waardoor

en voedingsstoffen voor de foetus en verwijdering van kooldioxide en andere afvalproducten.

mitochondrion -- Complexe organel gevonden in de meeste eukaryoten waarvan wordt aangenomen dat ze afstammen van vrijlevende bacteriën die een symbiotische relatie aangingen met een primitieve eukaryoot. Mitochondriën zijn de plaats van de meeste energieproductie in de meeste eukaryoten die ze nodig hebben

Sikkelcelanemie -- een erfelijke, chronische vorm van hemolytische anemie die wordt gekenmerkt door afbraak van de rode bloedcellen rode bloedcellen ondergaan een omkeerbare vormverandering wanneer de


Toegangsopties

Krijg volledige toegang tot tijdschriften voor 1 jaar

Alle prijzen zijn NET prijzen.
De btw wordt later bij het afrekenen toegevoegd.
De belastingberekening wordt definitief tijdens het afrekenen.

Krijg beperkte of volledige toegang tot artikelen op ReadCube.

Alle prijzen zijn NET prijzen.


Door zuurstof te bestuderen, ontdekken wetenschappers aanwijzingen voor herstel van massale uitsterving

Ongeveer 252 miljoen jaar geleden stierf meer dan 90 procent van al het dierenleven op aarde uit. Deze gebeurtenis, de "Perm-Trias massa-extinctie" genoemd, vertegenwoordigt de grootste catastrofe in de geschiedenis van het leven op aarde. Ecosystemen hebben bijna vijf miljoen jaar nodig gehad om te herstellen en veel aspecten van het evenement blijven een mysterie.

Een onderzoeksteam, geleid door wetenschappers van de Arizona State University en gefinancierd door NASA en de National Science Foundation, helpt te begrijpen waarom deze uitsterving plaatsvond en waarom het zo lang duurde om te herstellen. De studie, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang, werd geleid door ASU School of Earth and Space Exploration afgestudeerde student Feifei Zhang, onder leiding van schoolfaculteitslid Ariel Anbar.

Massale uitsterving van mariene ecosystemen

Voor deze studie richtte het onderzoeksteam zich op mariene ecosystemen, die werden gedecimeerd tijdens het Perm-Trias massa-extinctie. Eerdere studies hebben aangetoond dat het verlies van opgeloste zuurstof in de oceanen van de aarde, een effect dat 'mariene anoxie' wordt genoemd, een belangrijke rol speelde bij het massale uitsterven. Het team wilde weten wanneer de anoxie plaatsvond, hoe wijdverbreid het was en hoe lang het aanhield na het uitsterven.

Het team wilde met name zien of afzonderlijke perioden van uitsterven die plaatsvonden tijdens de lange herstelperiode werden veroorzaakt door perioden van oceaananoxie en andere veranderingen in het milieu.

Een nieuwe techniek pionieren

Doorgaans bepalen wetenschappers het zuurstofgehalte in de oceaan door te kijken naar de overvloed aan pyriet, algemeen bekend als 'fool's gold', en andere elementen en mineralen in oude modderrotsen. Maar modderstenen geven alleen aanwijzingen voor wat er op een enkele locatie is gebeurd. Wetenschappers moeten tientallen locaties over de hele wereld bemonsteren om het grote geheel uit modderrotsen af ​​te leiden.

Om dit te verhelpen, heeft het team een ​​nieuwe en efficiëntere aanpak ontwikkeld. Door de variaties van uraniumisotopen die zijn vastgelegd in carbonaten te bestuderen, was het team in staat om wereldwijde anoxie af te leiden die in de oceaan voorkomt met behulp van monsters van een enkele ontsluiting. Deze sedimenten, verzameld in het hedendaagse Iran, werden 252-246 miljoen jaar geleden afgezet in een relatief ondiepe tropische oceaan nabij de evenaar.

De resulterende variaties van uraniumisotopen gaven het team de antwoorden waarnaar ze op zoek waren. Ze konden aantonen dat episodes van uitsterven samenvielen met pulsen van oceaananoxie, aangedreven door veranderingen in de oceaancirculatie en nutriëntenniveaus.

"Deze bevinding", zegt Zhang, "biedt belangrijke inzichten in patronen van oceanische milieuveranderingen en hun onderliggende oorzaken, die uiteindelijk verband hielden met intense klimaatopwarming tijdens het vroege Trias."

Klimaatverandering -- toen en nu

De ontdekking van dit team vestigt ook de aandacht op de mogelijke effecten van moderne klimaatverandering, omdat de opwarming van de aarde de ultieme oorzaak was van anoxie in de vroege Trias.

"Een van de meest interessante en zorgwekkende dingen over het uitsterven van het Perm-Trias is hoe vergelijkbaar die gebeurtenissen zijn met wat er vandaag gebeurt", zegt co-auteur Stephen Romaniello. "Net als wat er gebeurde tijdens de Perm-periode, worden de moderne oceanen van de aarde geconfronteerd met snelle klimaatopwarming en verbeterde nutriëntenstromen."

Feit is dat wetenschappers meer dan 400 dode zones op zee hebben ontdekt in de moderne oceanen. Deze houden meestal verband met verhoogde nutriëntenstromen in kustgebieden, en door de opwarming van de aarde zullen deze zones in de toekomst waarschijnlijk drastisch uitbreiden.

"Ons werk laat zien dat als we doorgaan op onze huidige koers, de kans groot is dat zuurstoftekort de uitdagingen waarmee mariene organismen al worden geconfronteerd, zal verergeren", voegde co-auteur Thomas Algeo eraan toe.


Vis vangen zonder te hoeven vissen.

Denning, S. Amazon-branden zijn destructief, maar ze putten de zuurstofvoorziening van de aarde niet uit. Het gesprek. 26 augustus 2019. https://theconversation.com/amazon-fires-are-destructive-but-they-arent-depleting-earths-oxygen-supply-122369

Mann, DG Diatomeeën. Levensboom webproject. http://tolweb.org/Diatoms/21810. Geraadpleegd op 1 december 2020.

Morsink, K. Dank de oceaan bij elke ademhaling. Smithsonisch. https://ocean.si.edu/ocean-life/plankton/every-breath-you-take-thank-ocean Betreden op 30 november 2020.

NASA Aardobservatorium. Zuurstoffabrieken in de Zuidelijke Oceaan. https://earthobservatory.nasa.gov/images/87465/oxygen-factories-in-the-southern-ocean. Geraadpleegd op 30 november 2020.

NOAA. Hoe heeft de oceaan leven op het land mogelijk gemaakt? https://oceanexplorer.noaa.gov/facts/oceanproduction.html. Geraadpleegd op 30 november 2020.

NOAA. Hoeveel zuurstof komt er uit de oceaan? https://oceanservice.noaa.gov/facts/ocean-oxygen.html. Betreden op 23 november 2020.

Partensky, F., W.R. Hess en D. Vaulot. Prochlorococcus, een mariene fotosynthetische prokaryoot van wereldwijde betekenis. Microbiologie en moleculaire biologie beoordelingen. Vol. 63. Maart 1999. https://mmbr.asm.org/content/63/1/106

Pennisi, E. Maak kennis met de obscure microbe die het klimaat, oceaanecosystemen en misschien zelfs evolutie beïnvloedt. Wetenschap. 9 maart 2017. https://www.sciencemag.org/news/2017/03/meet-obscure-microbe-influences-climate-ocean-ecosystems-and-perhaps-even-evolution

Riser, SC & K.S. Johnson. Netto productie van zuurstof in de subtropische oceaan. Natuur, vol. 451. 17 januari 2008. doi: 10.1038/nature06441.

Het natuurkunde-factbook. Diameter van een mensenhaar. https://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml. Betreden op 1 december 2020.


Aanvullende oplossingen voor wetenschappelijke leerboeken

Biologie (MindTap-cursuslijst)

General Chemistry - Standalone boek (MindTap Course List)

Grondbeginselen van de fysieke geografie

Inleidende chemie: een basis

Voeding begrijpen (MindTap-cursuslijst)

Chemie: een eerste benadering van atomen

Voeding: concepten en controverses - op zichzelf staand boek (MindTap-cursuslijst)

Chemie en chemische reactiviteit

Een inleiding tot de natuurwetenschap

Menselijke erfelijkheid: principes en problemen (MindTap-cursuslijst)

Menselijke biologie (MindTap-cursuslijst)

Biologie: de dynamische wetenschap (MindTap-cursuslijst)

Voeding door de levenscyclus

Scheikunde voor technische studenten

Horizons: het heelal verkennen (MindTap-cursuslijst)

Inleiding tot algemene, organische en biochemie

Cardiopulmonale anatomie en fysiologie

Scheikunde voor technische studenten

Chemie: principes en reacties

Chemie voor vandaag: algemeen, organisch en biochemie

Voeding door de levenscyclus (MindTap-cursuslijst)

Natuurkunde voor wetenschappers en ingenieurs

Milieuwetenschappen (MindTap-cursuslijst)

Algemene, organische en biologische chemie

Milieuwetenschappen (MindTap-cursuslijst)

Organische en biologische chemie

Biologie: de eenheid en diversiteit van het leven (MindTap-cursuslijst)

Natuurkunde voor wetenschappers en ingenieurs, technologie-update (geen toegangscodes inbegrepen)


Evolueren we net zo snel als de zuurstof opraakt? - Biologie

a Department of Chemistry, Kemiskt Biologiskt Centrum, Ume'229 University, Linnaeus v'228g 6, 901 87 Ume'229, Zweden
E-mailadres: [email protected], [email protected]

b Physical Biosciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, One Cyclotron Road, MS 66-327, Berkeley, CA 94720, VS

c Graduate School of Natural Science and Technology, Department of Biology, Faculty of Science, Okayama University, 1-1, Naka 3-chome, Tsushima, Okayama 700-8530, Japan

Abstract

De hydratatie van het zuurstof-evoluerende complex (OEC) werd gekarakteriseerd in de donkere stabiele S1 staat van fotosysteem II met water R1(ω) NMR-dispersie (NMRD) profielen. De R1(ω) NMRD-profielen werden geregistreerd over een frequentiebereik van 0,01 MHz tot 40 MHz voor zowel intacte als Mn-verarmde fotosysteem II-kerncomplexen van Thermosynechococcus vulcanus (T. vulcanus). De intacte-minus-(Mn)-verarmd verschil NMRD-profielen vertonen een karakteristieke spreiding van ongeveer 0,03 MHz tot 1 MHz, die op basis van de Solomon-Bloembergen-Morgan (SBM) en de slow motion-theorieën wordt geïnterpreteerd als te wijten aan een paramagnetische verbeterde relaxatie (PRE) van waterprotonen. Beide theorieën zijn kwalitatief consistent met de St = 1, G = 4.9 paramagnetische toestand eerder beschreven voor de S1 staat van de OEC kan echter een alternatieve verklaring voor het verlies van een aparte klasse van langlevende binnenwateren als gevolg van de Mn-depletieprocedure op dit moment niet worden uitgesloten. Met behulp van een punt-dipoolbenadering kan het PRE-NMRD-effect worden beschreven als veroorzaakt door 1-2 watermoleculen die zich op ongeveer 10 van het spincentrum van de Mn bevinden.4CaO5 cluster in de OEC. De toepassing van de SBM-theorie op de dispersie waargenomen voor PSII in de S1 staat is twijfelachtig, omdat de geëxtraheerde parameters niet voldoen aan het veronderstelde verstoringscriterium. Daarentegen geeft de slow motion-theorie een consistent beeld dat aangeeft dat de watermoleculen in snelle chemische uitwisseling zijn met de bulk (τmet wie < 1 µs). De modulatie van de nulveldsplitsing (ZFS) interactie suggereert een (beperkte) heroriëntatie/structureel evenwicht van de Mn4CaO5 cluster met een karakteristieke tijdconstante van τZFS = 0,6–0,9 s.


Studie schat zuurstofverlies in oude mondiale oceaan

Het toevoegen van voedingsstoffen aan de oceaan zorgt voor een verhoogde productie van organisch materiaal zoals fytoplankton. Wanneer deze afsterven, zinken ze naar de bodem als "zeesneeuw" en ontbinden ze, waarbij ze zuurstof verbruiken. Men denkt dat dit in de eerste plaats verantwoordelijk is voor grootschalig zuurstofverlies in oude oceanen, wat leidt tot massale uitstervingen in het mariene milieu. De moderne oceaan vertoont vergelijkbare symptomen. Krediet: Natalie Renier, Oceanografische instelling Woods Hole

Een verlies van zuurstof in het wereldwijde oceaanzeewater 94 miljoen jaar geleden leidde tot een massale uitsterving van het zeeleven die ongeveer een half miljoen jaar duurde.

Wetenschappers hebben verschillende mogelijke verklaringen gevonden voor hoe het zuurstofverlies plaatsvond. Deze kunnen een verhoogde vulkanische activiteit omvatten, meer voedingsstoffen die de oceaan bereiken, stijgende zeespiegels en opwarmende zee- en oppervlaktetemperaturen. Maar om met een vinger naar een oorzaak (of meerdere ervan) te wijzen, moet je weten hoe snel het zuurstofverlies plaatsvond.

Een nieuwe techniek, ontwikkeld door Chad Ostrander, afgestudeerde student van de Arizona State University, met collega's van Wood Hole Oceanographic Institution (WHOI) en Florida State University (FSU), heeft een tijdschema opgesteld voor het zuurstofverlies dat gepaard gaat met deze grote oceaanuitstervingsgebeurtenis, die bekend is naar de wetenschap als Oceanic Anoxic Event 2.

Hun onderzoek werd op 9 augustus 2017 gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang.

"Het project begon toen ik een student Summer School Fellow was bij Woods Hole", zegt Ostrander, een PhD-student aan ASU's School of Earth and Space Exploration. Zijn co-auteurs op het papier zijn Jeremy Owens van Florida State en Sune Nielsen van Woods Hole.

"We waren in staat om veranderingen in het zuurstofgehalte van oud zeewater te volgen door isotopen van thallium in oude zeebodemsedimenten te meten", legt Ostrander uit. "Omdat de zuurstof in de rotsen die we meten niet echt waardevolle informatie zou opleveren, gebruiken we thallium en andere elementen als stand-ins of proxy's."

Sedimenten behouden de thalliumisotoopsamenstelling van zeewater, die verandert afhankelijk van de hoeveelheid zuurstof in de diepe oceaan op het moment dat ze werden afgezet. De sedimenten stapelen zich in de loop van de tijd op, met diepere niveaus die overeenkomen met tijden verder in het verleden.

Coauteurs Sune Nielsen (links) van Woods Hole Oceanographic Institution en Chad Ostrander van de Arizona State University werken in het laboratorium. Krediet: Matt Barton, WHOI

De sedimenten die het team bestudeerde, waren organisch-rijke zwarte schalies die in 2003 als kernmonsters werden verzameld door diepzeeboringen. De locatie was de Demerara Rise, een onderzeeërplateau in de Atlantische Oceaan voor de kust van Suriname en Frans-Guyana.

"We hebben de rotsen in ons laboratorium opgelost", legt Ostrander uit, "en vervolgens alles chemisch gescheiden, behalve thallium, het element dat we nodig hadden voor analyse."

Vervolgens heeft het team met behulp van massaspectrometrie variaties in thallium in sedimentair gesteente gemeten als een proxy voor veranderingen in zuurstofniveaus gedurende tienduizenden jaren.

Op basis van de analyse vermoeden de onderzoekers dat tot de helft van de diepe oceaan zuurstofarm was geraakt tijdens Oceanic Anoxic Event 2, en dat ongeveer een half miljoen jaar zo bleef voordat het herstelde.

"Het verlies van zuurstof duurde 43.000 jaar, plus of min ongeveer 11.000", zegt Ostrander. "Noem het 50.000 jaar of minder."

De primaire oorzaak van Oceanic Anoxic Event 2 is mogelijk een verhoogde levering van voedingsstoffen aan de oceanen, zeggen de onderzoekers. Een toename van voedingsstoffen voedt de productie van organisch materiaal en de daaropvolgende remineralisatie door bacteriën die zich eraan voeden.

"It's this remineralization that is specifically responsible for the oxygen loss, because these bacteria consume oxygen in order to oxidize the organic, or carbon-bearing, matter," Ostrander says. "We see a similar scenario in the modern ocean, again due to increased nutrient delivery, but largely driven by fertilizers used in farming."

Oceanic Anoxic Event 2 is easily observed in the Furlo section as a black organic-rich shale inbetween white carbonates. Credit: Jeremy Owens

In fact, he says, "the largest 'dead zone' observed in the Gulf of Mexico is occurring right now for this very reason."

The researchers draw a distinct parallel between the rate of deoxygenation back then and modern trends in oceanic oxygen loss.

Says co-author Nielsen, "Our results show that marine deoxygenation rates prior to the ancient event were likely occurring over tens of thousands of years, and are surprisingly similar to the two percent oxygen depletion trend we're seeing induced by human-related activity over the last 50 years."

He adds, "We don't know if the ocean is headed toward another global anoxic event, but the trend is, of course, worrying."

Ostrander says, "At this point, we are only just beginning to understand how oxygen levels in the ocean have changed in the past. But with our new tool, we've already learned that one of the most extreme climate events in the sedimentary record provides an uncomfortably reasonable analog for possible future ocean oxygen loss and subsequent ecological shifts."

He adds, "We hope to use this information to gain a better look into the short-, medium- and long-term future for oxygen content in today's oceans."