Informatie

Wat is dit groene micro-organisme dat in water leeft?


Ik studeer biologie in Frankrijk en experimenteer met waterfiltratie met planten. Ik ontdekte dat sommige chlorofyl-bevattende micro-organismen (ongeveer 10 micrometer lang) in mijn bassin waren opgegroeid.

Ik kan niet beslissen of dit een eukaryoot is (het lijkt alsof er celcompartimenten zijn) of een prokaryoot (hij is erg klein!). Ik dacht dat het ook een cyanobacterie zou kunnen zijn, die eigenschappen van zowel prokaryoten als eukaryoten combineert. Enig idee wat dit is?


Ik kan niet beslissen of het een eukaryoot of een prokaryoot is.

Nou, dat is zeker een eukaryoot. We kunnen duidelijk de kernen zien in de cellen van je eerste foto, evenals in de cellen van je tweede (hoewel niet zo duidelijk):

In de afbeelding hierboven begint de pijl precies op een van de kernen van die groep van (blijkbaar) drie cellen.

Daarnaast is 10 µm, ondanks dat sommige cyanobacteriën erg lang zijn, veel voor een prokaryoot. De gemiddelde grootte van cyanobacteriën is veel kleiner dan dat.

Trouwens, dit:

… een prokaryoot of een cyanobacteriën (die beide eigenschappen kan combineren)

Heeft niet veel zin, omdat cyanobacteriën zijn prokaryoten. Om precies te zijn, het zijn Eubacteria-prokaryoten.

Tot slot, welke eukaryoot is dit? Ik kan het niet vertellen. Het is hoogstwaarschijnlijk een soort Chlorophyta, maar ik kan niet naar het Klasse-niveau gaan. Als je het wilt identificeren, kun je een taxonomische sleutel proberen. Deze is voor de Britse zoetwateralgenflora, ik weet niet in hoeverre de Franse algen verschillen van de Britse: De zoetwateralgenflora van de Britse eilanden: een identificatiegids voor zoetwater- en terrestrische algen.

Als ik zou raden (en dit is een wilde gok), zou ik zeggen dat dit een Chlorellales is, zoals de beroemde Chlorella:

Houd ook in gedachten dat gezegde "dat is een alg" helpt niet zo goed: erger dan parafyletisch, algen is een polyfyletische groep en in de biologie betekenen polyfyletische groepen bijna niets.


Heb je er al aan gedacht dat het misschien algen zijn? (Ik denk dat het.)

Er zijn veel soorten algen. Ik zou je niet kunnen zeggen welke de jouwe is.

Algen onder Microscoop


Microben in de oceaan

De oceanen wemelen van micro-organismen zoals bacteriën, virussen en protisten. Veel van deze microben hebben een fundamentele invloed op het vermogen van de oceaan om het leven op aarde in stand te houden. Sommige microben die in oceaanwater leven en worden vervoerd, vormen echter een bedreiging voor de menselijke gezondheid.


Historische achtergrond

Microbiologie begon in wezen met de ontwikkeling van de microscoop. Hoewel anderen misschien vóór hem microben hebben gezien, was het Antonie van Leeuwenhoek, een Nederlandse lakenhandelaar wiens hobby het slijpen van lenzen en het maken van microscopen was, die als eerste goede documentatie van zijn waarnemingen leverde. Zijn beschrijvingen en tekeningen omvatten protozoën uit de ingewanden van dieren en bacteriën uit tandafkrabsels. Zijn records waren uitstekend omdat hij vergrootglazen van uitzonderlijke kwaliteit produceerde. Halverwege de jaren 1670 bracht Leeuwenhoek zijn bevindingen in een reeks brieven over aan de Britse Royal Society. Hoewel zijn observaties veel belangstelling wekten, deed niemand een serieuze poging om ze te herhalen of uit te breiden. De 'dieren' van Leeuwenhoek, zoals hij ze noemde, bleven dus voor de wetenschappers van zijn tijd louter eigenaardigheden van de natuur, en het enthousiasme voor de studie van microben groeide langzaam. Pas later, tijdens de 18e-eeuwse heropleving van een al lang bestaande controverse over de vraag of leven zich zou kunnen ontwikkelen uit niet-levend materiaal, werd het belang van micro-organismen in het schema van de natuur en in de gezondheid en het welzijn van de mens duidelijk.


Voorbeelden van autotrofen

Planten

Planten, op enkele uitzonderingen na (zoals de venusvliegenval die insecten kan eten) zijn foto-autotrofen. Ze produceren suikers en andere essentiële ingrediënten voor het leven door hun pigmenten, zoals chlorofyl, te gebruiken om fotonen te vangen en hun energie te benutten. Wanneer planten door dieren worden geconsumeerd, kunnen dieren die energie en die organische materialen voor zichzelf gebruiken.

Groene algen

Groene algen, die u misschien bekend staan ​​als vijverresten, zijn ook foto-autotrofen. Groene algen kunnen in feite een grote gelijkenis vertonen met de eerste algemene levensvorm op aarde - cyanobacteriën, een groene bacterie die in matten groeide en het proces begon om de aarde in een wereld met een zuurstofatmosfeer te veranderen.

”IJzerbacteriën” – Acidithiobacillus ferrooxidans

de bacterie Acidithiobacillus ferrooxidans haalt energie uit ijzer. Daarbij zet het de ijzeratomen om van een moleculaire vorm waar ze niet kunnen worden opgelost in water naar een moleculaire vorm waar ze dat wel kunnen.

Als resultaat, Acidithiobacillus ferrooxidans is gebruikt om ijzer te winnen uit ertsen die niet met conventionele middelen konden worden gewonnen.

Het gebied van biohydrometallurgie is de studie van het gebruik van levende organismen om metalen te verkrijgen door ze op te lossen in water, waar ze verder kunnen worden verwerkt.


Classificatie

cyanobacteriën

Deze worden ook wel blauwalgen genoemd. Hoewel ze in staat zijn tot het uitvoeren van zuurstofproducerende fotosynthese en in veel van dezelfde omgevingen leven als eukaryote algen, zijn cyanobacteriën gramnegatieve bacteriën en daarom prokaryoten. Ze zijn ook in staat om onafhankelijk stikstoffixatie uit te voeren, het proces waarbij stikstof uit de lucht wordt omgezet in bruikbare vormen van het element zoals ammoniak.

Het voorvoegsel "cyano" betekent blauw. Deze bacteriën hebben pigmenten die specifieke golflengten van licht absorberen en hun karakteristieke kleuren geven. Veel cyanobacteriën hebben het blauwe pigment phycocyanine, een lichtoogstend pigment (het absorbeert rode golflengten van licht). Cyanobacteriën hebben allemaal een vorm van het groene pigment chlorofyl, dat verantwoordelijk is voor het oogsten van lichtenergie tijdens het fotosyntheseproces (Current Biology, 2014). Sommige anderen hebben ook het rode pigment phycoerythrin, dat licht absorbeert met het groene gebied en de bacteriën een roze of rode kleur geeft.

Eukaryote algen

De eukaryote algen zijn polyfyletisch, wat betekent dat ze niet zijn geëvolueerd uit een enkele gemeenschappelijke voorouder. Dit wordt duidelijk aangetoond in ons huidige begrip van de levensboom en een stamboom van alle levende organismen georganiseerd door hun verschillende evolutionaire relaties. Eukaryotische algen worden gevonden verdeeld over veel verschillende groepen of hoofdtakken van de boom.

In een overzichtsartikel uit 2014, gepubliceerd in het tijdschrift Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, onderscheidt auteur Fabien Burkilist vijf supergroepen van eukaryote organismen: Ophiskontha, Amoebozoa, Excavata, Archaeplastida en SAR (die uit drie groepen bestaat, Stramenopiles, Alveolata en Rhizaria).

Archaeplastida omvat planten en een verscheidenheid aan fotosynthetische algensoorten zoals de chlorofyten (een subset van groene algen), charophyten (voornamelijk groene zoetwateralgen) en glaucocystophyten (eencellige zoetwateralgen). Chlorofyten zijn de groene algen die vaak korstmossen vormen met schimmels.

Dinoflagellaten worden gevonden in Alveolata. Dit zijn voornamelijk eencellige zee- en zoetwaterorganismen. Veel dinoflagellaten hebben in de loop van de evolutie hun plastiden en de plaats van fotosynthese verloren en zijn fagotroop of leven als parasieten. Nog andere algensoorten worden gevonden verspreid over Alveolata, Excavata, Rhizaria en Chromista (Current Biology, 2014).


Feiten over groene algen

Groene algen is een soort algen die wordt beschouwd als zeer nauw verwant aan planten. Deze groep algen omvat ongeveer 7.000 soorten van zowel eencellige als meercellige organismen.

Groene algen is een soort algen die wordt beschouwd als zeer nauw verwant aan planten. Deze groep algen omvat ongeveer 7.000 soorten van zowel eencellige als meercellige organismen.

Algen zijn een grote groep eenvoudige en primitieve organismen, die eencellig of meercellig kunnen zijn. De meeste zijn autotroof en omdat ze zo'n soort organisme zijn, kunnen algen fotosynthese uitvoeren, net als de terrestrische planten. Ze bevatten chlorofyl, maar hebben geen echte stengel, wortels en bladeren - de structuren die landplanten kenmerken. Bepaalde algen blijken ook mixotroof te zijn, d.w.z. ze ontlenen energie aan zowel fotosynthese als andere bronnen. Sommige algen voeren bijvoorbeeld fotosynthese uit en nemen ook opgelost organisch materiaal op door osmose om energie te verkrijgen, terwijl enkele soorten volledig afhankelijk zijn van externe energiebronnen. Er zijn verschillende soorten algen zoals blauwalgen, rode algen, groene algen en bruine algen. Ze worden nu beschouwd als meer verwant aan bacteriën dan algen. Van al deze soorten vormen groene algen een grote groep die zowel eencellige als meercellige organismen bevat.

Wat zijn groene algen?

Wil je voor ons schrijven? Nou, we zijn op zoek naar goede schrijvers die het woord willen verspreiden. Neem contact met ons op, dan praten we verder.

Het is een grote groep algen, waarvan de meeste leden chloroplast bevatten. Chloroplasten van deze algen bevatten de pigmenten chlorofyl '8216a'8217 en '8216b'8217, waardoor ze een felgroene kleur krijgen. Sommige zijn eencellig en leven als een enkele cel, terwijl andere een kolonie of een lange draad vormen. Veel soorten groene algen zijn beweeglijk en ze bezitten flagella, een zweepachtig aanhangsel dat wordt gebruikt voor voortbeweging. Over het algemeen bezit elke cel van een kolonie twee flagellen, die de hele kolonie helpen zich te verplaatsen. Aan de andere kant zijn enkele soorten groene algen onbeweeglijk, omdat ze geen flagella bevatten. Er is echter waargenomen dat veel van de immobiele algen een fase met flagellaten in hun levenscyclus doorlopen.

Interessante feiten

✦ Het is een diverse groep algen die over de hele wereld te vinden is. Ze worden vaak chlorofyten genoemd. Maar chlorofyt is eigenlijk een afdeling van groene algen, die zowel zoetwater- als mariene soorten omvat. Er zijn verschillende interessante feiten over de leden van groene algen, waarvan er hieronder een paar worden genoemd:

✦ Er zijn zo'n 7000 soorten groene algen, die zowel in zoet- als zoutwater en ook op vochtige plaatsen voorkomen.

✦ Ze worden beschouwd als de groep waaruit de hogere planten zijn geëvolueerd op basis van bepaalde kenmerken en de verbindingen die worden aangetroffen in de pigmenten die worden gebruikt voor fotosynthese.

✦ Van alle groene algen, de leden van de orde Charales worden beschouwd als de naaste verwanten van hogere planten.

✦ Ze bevatten bijna allemaal chloroplast, waarin de pigmenten chlorofyl ‘a’ en ‘b’ zitten. Deze pigmenten zijn verantwoordelijk voor het geven van een rijke groene kleur aan deze algen.

✦ Een van de meest bekende soorten groene algen is volvox. Volvox vormt een bolvormige kolonie en elke cel van de kolonie heeft twee flagellen en een kleine oogvlek.

✦ Chlorella is een andere bekende groene alg, die meestal wordt aangetroffen in hydra, ciliaten en sommige andere dieren, als een endosymbiont. Een endosymbiont is het organisme dat in het lichaam of de cel van een ander organisme leeft en een symbiotische relatie of 'endosymbiose'8217 aangaat.

Wil je voor ons schrijven? Nou, we zijn op zoek naar goede schrijvers die het woord willen verspreiden. Neem contact met ons op, dan praten we verder.

✦ Groene algen van de genera Trebouxia en Pseudotrebouxia blijken vaak een symbiotische relatie met schimmels tot stand te brengen. Korstmos is het samengestelde organisme dat het resultaat is van deze symbiotische associatie.

Spirogyra , Zygnema en Mougeotia zijn enkele andere veel voorkomende groene algen die vaak worden aangetroffen op het oppervlak van zoetwatervijvers en sloten. Ze vermenigvuldigen zich snel en vormen een dichte matachtige structuur op het oppervlak van vijvers, die we meestal identificeren als vijveruitschot.

✦ Ze kunnen zich zowel ongeslachtelijk als seksueel voortplanten en de wijze van voortplanting is behoorlijk divers.

✦ Bij ongeslachtelijke voortplanting bij algen kan de oudercel zich splitsen in twee gelijke delen, waaruit twee identieke organismen ontstaan, of de oudercel kan zich delen in een of meer fragmenten, die uiteindelijk als aparte organismen groeien. Er is echter gevonden dat sommige algen beweeglijke of niet-beweeglijke sporen ontwikkelen voor ongeslachtelijke voortplanting.

✦ Seksuele reproductie vindt plaats door de vereniging van gameten, die identiek of verschillend van vorm of grootte kunnen zijn. Sommige algen zoals spirogyra planten zich voort via de conjugatiemethode, terwijl bepaalde hogere vormen van algen een voortplantingscyclus volgen, die de 'alternatie van generaties' wordt genoemd.

Tegenwoordig omvatten algen bepaalde soorten groene algen, die niet alleen veel worden gebruikt als een bron van voedzaam voedsel, maar ook voor het produceren van verschillende soorten voedingssupplementen. Ze worden tegenwoordig gebruikt bij de behandeling van afvalwater en voor het beheersen van vervuiling. Ze komen ook in aanmerking voor de productie van brandstof of biobrandstof.

Gerelateerde berichten

Groene algen zijn meestal eencellige of eenvoudige filamenten en worden aangetroffen in zoetwater-, tropische zee- en terrestrische habitats. Laten we meer te weten komen over deze organismen.

Rode zeealgen, een soort zeealgen, worden gebruikt voor de behandeling van vele ziekten en worden verondersteld het immuunsysteem te kunnen versterken. Meer weten over deze alg.

Algen behoren tot het koninkrijk Protista en zijn eenvoudige fotosynthetische organismen. Op basis van het voorkomen van pigmenten en voedselreserves worden algen ingedeeld in verschillende soorten, namelijk blauwgroene algen&hellip


Korstmossen

Een korstmos ontstaat wanneer schimmels en fotosynthetische organismen, zoals groene algen of cyanobacteriën, een symbiotische relatie aangaan. Een symbiotische relatie is elke relatie tussen verschillende individuen van verschillende soorten. In het geval van korstmossen is het een relatie tussen een schimmel en veel eencellige, fotosynthetische organismen.

In korstmossen worden fotosynthetische cellen gevangen in een dicht netwerk van schimmeldraden. De schimmels geven de fotosynthetische cellen een geschikte leefomgeving. De schimmels profiteren van overtollige suikers en voedingsstoffen die worden geproduceerd door de groene algen of cyanobacterie.

Er zijn tot nu toe meer dan 16.000 verschillende soorten korstmossen geïdentificeerd.


Wat is hydrologie?

"Hydro" komt van het Griekse woord voor. water. Hydrologie is de studie van water en hydrologen zijn wetenschappers die water bestuderen. Lees verder voor meer informatie.

Wat is hydrologie?

Water is een van onze meest kostbare natuurlijke hulpbronnen. Zonder dat zou er geen leven op aarde zijn. Hydrologie is geëvolueerd als een wetenschap als antwoord op de behoefte om het complexe watersysteem van de aarde te begrijpen en waterproblemen te helpen oplossen. Deze hydrologische inleiding geeft u informatie over water op aarde en de betrokkenheid en het gebruik van water door mensen.

►► Luister! Luister naar een podcast-geluidsbestand dat beschrijft wat een hydroloog doet.

Invoering

Hydrologie is de studie van water

Onderzoek Hydroloog Martin Briggs (USGS) verzamelt gegevens van grondpenetrerende radar (GPR). Hij draagt ​​speciale ijsschoenen op zijn schoenen om een ​​betere grip te hebben bij het lopen op het ijs. (april 2017)

Water is een van onze belangrijkste natuurlijke hulpbronnen. Zonder dat zou er geen leven op aarde zijn. De toevoer van water voor ons gebruik is van nature beperkt. Hoewel er veel water op aarde is, is het niet altijd op de juiste plaats, op het juiste moment en van het goede kwaliteit. Bijkomend aan het probleem is het toenemende bewijs dat chemisch afval dat gisteren onjuist werd weggegooid vandaag de dag in onze watervoorraden verschijnt. Hydrologie is geëvolueerd als een wetenschap als antwoord op de behoefte om de complexe watersystemen van de aarde te begrijpen en waterproblemen te helpen oplossen. Hydrologen spelen een cruciale rol bij het vinden van oplossingen voor waterproblemen, en interessante en uitdagende carrières zijn beschikbaar voor degenen die ervoor kiezen om hydrologie te studeren.

Water en mensen

schattingen van waterverbruik in de Verenigde Staten geven aan dat er in 2010 ongeveer 355 miljard gallons per dag (duizend miljoen gallons per dag, afgekort Bgal/d) werd onttrokken voor alle vormen van gebruik. Dit totaal is sinds 1980 met ongeveer 17 procent gedaald. Onttrekkingen van zoet grondwater (76,0 Bgal/ d) in 2010 waren 8 procent minder dan in 1980. Zoet oppervlaktewater de opnames voor 2010 waren 230 Bgal/d, 18 procent minder dan in 1980.

Veel van ons watergebruik is verborgen. Denk na over wat je had voor de lunch. Een hamburger heeft bijvoorbeeld water nodig om tarwe te kweken voor het broodje, om hooi en maïs te verbouwen om het vee te voeren en om het brood en rundvlees te verwerken. Samen met frites en frisdrank verbruikt deze volledig Amerikaanse maaltijd ongeveer 1.500 liter water - genoeg om een ​​klein zwembad te vullen. Hoe zit het met je kleding? Het verbouwen van katoen voor een spijkerbroek kost ongeveer 400 gallons. Een overhemd vereist ongeveer 400 gallons. Hoe kom je naar school of naar de winkel? Om de hoeveelheid afgewerkt staal in een auto te produceren, was in het verleden ongeveer 32.000 gallons water nodig. Evenzo vereiste het staal in een fiets van 30 pond 480 gallons. Dit toont aan dat de industrie moet blijven streven naar vermindering van het watergebruik door middel van productieprocessen die minder water verbruiken, en door: hergebruik van water.

Wat is hydrologie?

Hydrologie is de wetenschap die het voorkomen, de verspreiding, de beweging en de eigenschappen van de wateren van de aarde en hun relatie met de omgeving binnen elke fase van de hydrologische cyclus omvat. De Water cyclus, of hydrologische cyclus, is een continu proces waarbij water wordt gezuiverd door verdamping en vanaf het aardoppervlak getransporteerd (inclusief de oceanen) naar de atmosfeer en terug naar het land en de oceanen. Alle fysische, chemische en biologische processen waarbij water betrokken is terwijl het zijn verschillende paden in de atmosfeer, over en onder het aardoppervlak en door groeiende planten aflegt, zijn van belang voor degenen die de hydrologische cyclus bestuderen.

Er zijn veel paden die het water kan nemen in zijn continue cyclus van vallen als regen of sneeuw en terugkeren naar de atmosfeer. Het kan miljoenen jaren worden vastgelegd in poolijskappen. Het kan naar rivieren stromen en uiteindelijk naar de zee. Het kan in de grond trekken om direct van het grondoppervlak te worden verdampt als het droogt of wordt bleek door het kweken van planten. Het kan door de grond sijpelen naar grondwaterreservoirs (watervoerende lagen) om te worden opgeslagen of het kan stromen naar putten of bronnen of terug naar beekjes door kwel. De cyclus voor water kan kort zijn, of het kan miljoenen jaren duren.

Mensen tappen de waterkringloop af voor eigen gebruik. Water wordt tijdelijk afgeleid van een deel van de cyclus door het uit de grond te pompen of uit een rivier of meer te halen. Het wordt gebruikt voor een verscheidenheid aan activiteiten, zoals: huishoudens, bedrijven en industrieën voor irrigatie van boerderijen en parken en voor de productie van elektrische energie. Na gebruik wordt het water teruggevoerd naar een ander deel van de kringloop: misschien stroomafwaarts geloosd of in de grond laten zakken. Gebruikt water is normaal gesproken van mindere kwaliteit, zelfs daarna behandeling, wat vaak een probleem vormt voor downstreamgebruikers.

De hydroloog bestudeert de fundamentele transportprocessen om de kwantiteit en kwaliteit van water te kunnen beschrijven terwijl het door de cyclus beweegt (verdamping, neerslag, stroomstroom, infiltratie, grondwater stroming, en andere componenten). De technische hydroloog, of ingenieur waterbronnen, is betrokken bij de planning, analyse, ontwerp, constructie en exploitatie van projecten voor de controle, het gebruik en het beheer van watervoorraden. Problemen met watervoorraden zijn ook de zorg van meteorologen, oceanografen, geologen, scheikundigen, natuurkundigen, biologen, economen, politicologen, specialisten in toegepaste wiskunde en informatica, en ingenieurs op verschillende gebieden.

Wat doen hydrologen?

Hydrologen passen wetenschappelijke kennis en wiskundige principes toe om watergerelateerde problemen in de samenleving op te lossen: problemen van hoeveelheid, kwaliteit en beschikbaarheid. Ze kunnen zich bezighouden met het vinden van watervoorzieningen voor steden of geïrrigeerde boerderijen, of het beheersen van rivieren overstroming of aarde erosie. Of ze kunnen werken in milieubescherming: het voorkomen of opruimen van vervuiling of het lokaliseren van locaties voor veilige verwijdering van gevaarlijk afval.

Personen die zijn opgeleid in hydrologie kunnen een grote verscheidenheid aan functietitels hebben. Wetenschappers en ingenieurs in de hydrologie kunnen betrokken zijn bij zowel veldonderzoek als kantoorwerk. In het veld kunnen ze basisgegevens verzamelen, toezicht houden op het testen van de waterkwaliteit, veldploegen aansturen en met apparatuur werken. Veel banen vereisen reizen, sommige naar het buitenland. Een hydroloog kan veel tijd besteden aan veldwerk in afgelegen en ruig terrein. Op kantoor doen hydrologen veel dingen zoals het interpreteren van hydrologische gegevens en het uitvoeren van analyses voor het bepalen van mogelijke watervoorraden. Veel van hun werk is afhankelijk van computers voor het organiseren, samenvatten en analyseren van massa's gegevens, en voor modelleringsstudies zoals het voorspellen van overstromingen en de gevolgen van het vrijkomen van reservoirs of het effect van lekkende ondergrondse olieopslagtanks.

Het werk van hydrologen is net zo gevarieerd als het gebruik van water en kan variëren van het plannen van multimiljoen dollar interstate waterprojecten tot het adviseren van huiseigenaren over drainageproblemen in de achtertuin.

Oppervlaktewater

De meeste steden voorzien in hun waterbehoefte door: terugtrekken het van de dichtstbijzijnde rivier, meer of stuwmeer. Hydrologen helpen steden door de gegevens te verzamelen en te analyseren die nodig zijn om te voorspellen hoeveel water beschikbaar is uit lokale voorraden en of het voldoende zal zijn om aan de verwachte toekomstige behoeften van de stad te voldoen. Om dit te doen, bestuderen hydrologen records van regenval, besneeuwde diepten en rivierstromen die worden verzameld en samengesteld door hydrologen in verschillende overheidsinstanties. Ze inventariseren in hoeverre de rivierstroom al door anderen wordt gebruikt.

Beheren reservoirs kunnen behoorlijk complex zijn, omdat ze over het algemeen vele doelen dienen. Reservoirs vergroten de betrouwbaarheid van de lokale watervoorziening. Hydrologen gebruiken topografische kaarten en luchtfoto's om te bepalen waar de oevers van het reservoir zullen zijn en om reservoirdiepten en opslagcapaciteit te berekenen. Dit werk zorgt ervoor dat, zelfs bij maximale capaciteit, geen snelwegen, spoorwegen of huizen onder water komen te staan.

Beslissen hoeveel water moet worden vrijgegeven en hoeveel water moet worden opgeslagen, hangt af van de tijd van het jaar, de stroomvoorspellingen voor de komende maanden en de behoeften van irrigators en steden, evenals stroomafwaartse watergebruikers die afhankelijk zijn van het reservoir. Als het reservoir ook wordt gebruikt voor recreatie of voor de opwekking van waterkracht, moet met die vereisten rekening worden gehouden. Beslissingen moeten worden afgestemd met andere reservoirbeheerders langs de rivier. Hydrologen verzamelen de benodigde informatie, voeren deze in een computer in en voeren computermodellen uit om de resultaten te voorspellen onder verschillende bedrijfsstrategieën. Op basis van deze onderzoeken kunnen reservoirbeheerders de beste beslissing nemen voor de betrokkenen.

De beschikbaarheid van oppervlaktewater voor zwemmen, drinken, industrieel of ander gebruik wordt soms beperkt door vervuiling. Vervuiling kan slechts een lelijke en onaangename hinder zijn, of het kan een onzichtbare, maar dodelijke bedreiging vormen voor de gezondheid van mensen, planten en dieren.

Hydrologen helpen volksgezondheidsfunctionarissen bij het toezicht op de openbare watervoorziening om ervoor te zorgen dat aan de gezondheidsnormen wordt voldaan. Wanneer vervuiling wordt ontdekt, werken milieutechnici samen met hydrologen om het noodzakelijke bemonsteringsprogramma op te stellen. De waterkwaliteit in estuaria, beken, rivieren en meren moet worden gecontroleerd en de gezondheid van vissen, planten en dieren in het wild langs hun trajecten moet worden onderzocht. Aanverwant werk betreft zure regen en de effecten ervan op het waterleven, en het gedrag van giftige metalen en organische chemicaliën in aquatische milieus. Hydrologische en waterkwaliteit wiskundige modellen worden ontwikkeld en gebruikt door hydrologen voor planning en beheer en het voorspellen van de effecten op de waterkwaliteit van veranderde omstandigheden. Eenvoudige analyses zoals: pH, troebelheid, en zuurstofgehalte kan worden gedaan door hydrologen in het veld. Andere chemische analyses vereisen meer geavanceerde laboratoriumapparatuur. In het verleden, gemeentelijk en industrieel riolering was een belangrijke bron van vervuiling voor beken en meren. Dergelijk afval kreeg vaak slechts een minimale behandeling, of ruw afval werd in rivieren gedumpt. Tegenwoordig zijn we ons meer bewust van de gevolgen van dergelijke acties, en miljarden dollars moeten worden geïnvesteerd in apparatuur voor de bestrijding van vervuiling om de wateren van de aarde te beschermen. Andere bronnen van vervuiling zijn moeilijker te identificeren en te beheersen. Deze omvatten strooizout voor wegen, regenwater van stedelijke gebieden en landbouwgrond en erosie van bouwplaatsen.

Grondwater

grondwater, dat van onder het aardoppervlak wordt opgepompt, is vaak goedkoper, handiger en minder kwetsbaar voor vervuiling dan oppervlaktewater. Daarom wordt het vaak gebruikt voor: openbare watervoorziening. Grondwater is de grootste bron van bruikbaar water opslag in de Verenigde Staten. Ondergrondse reservoirs bevatten veel meer water dan de capaciteit van alle oppervlaktereservoirs en meren, inclusief de Grote Meren. In sommige gebieden kan grondwater de enige optie zijn. Sommige gemeenten overleven uitsluitend op grondwater.

Hydrologen schatten de hoeveelheid water die ondergronds is opgeslagen door de waterstanden in lokale putten te meten en door geologische gegevens van putboringen te onderzoeken om de omvang, diepte en dikte van watervoerende sedimenten en rotsen te bepalen. Voordat een investering wordt gedaan in full-sized putten, mogen hydrologen toezicht houden op het boren van proefputten. Ze noteren de diepten waarop water wordt aangetroffen en verzamelen monsters van bodem, gesteente en water voor laboratoriumanalyses. Ze kunnen verschillende geofysische tests uitvoeren op het voltooide gat, waarbij ze hun waarnemingen en testresultaten nauwkeurig bijhouden. Hydrologen bepalen de meest efficiënte pompsnelheid door te monitoren in hoeverre het waterpeil in de pompput en in de naaste buren daalt. Als de put te snel wordt gepompt, kan dit leiden tot: droog gaan of kan interfereren met naburige putten. Langs de kust kan overpompen leiden tot binnendringen van zout water. Door deze gegevens in kaart te brengen en te analyseren, kunnen hydrologen de maximale en optimale opbrengsten van de put inschatten.

Vervuild grondwater is minder zichtbaar, maar verraderlijker en moeilijker op te ruimen dan vervuiling in rivieren en meren. Grondwaterverontreiniging is meestal het gevolg van onjuiste verwijdering van afval op het land. Belangrijke bronnen zijn onder meer industriële en huishoudelijke chemicaliën en vuilstortplaatsen, lagunes voor industrieel afval, residuen en procesafvalwater van mijnen, pekelputten voor olievelden, lekkende ondergrondse olieopslagtanks en pijpleidingen, rioolslib en septische systemen. Hydrologen geven advies bij de locatie van peilbuizen rond afvalstortplaatsen en nemen regelmatig monsters om te bepalen of ongewenst percolaat - verontreinigd water dat giftige of gevaarlijke chemicaliën bevat - het grondwater bereikt.

In vervuilde gebieden kunnen hydrologen bodem- en watermonsters verzamelen om het type en de omvang van de verontreiniging te identificeren. De chemische gegevens worden vervolgens op een kaart uitgezet om de grootte en richting van de afvalbeweging weer te geven. In complexe situaties biedt computermodellering van waterstroom en afvalmigratie houvast voor een opruimprogramma. In extreme gevallen kan het nodig zijn om bij sanering de verontreinigde grond af te graven. Tegenwoordig realiseren de meeste mensen en industrieën zich dat de hoeveelheid geld die wordt geïnvesteerd in preventie veel minder is dan die van opruimen. Hydrologen worden vaak geraadpleegd voor de selectie van de juiste locaties voor nieuwe afvalverwerkingsfaciliteiten. Het gevaar van vervuiling wordt geminimaliseerd door putten te plaatsen in gebieden met diep grondwater en ondoordringbare bodems. Andere praktijken zijn onder meer het bekleden van de bodem van een stortplaats met waterdichte materialen, het opvangen van percolaat met afvoeren en het zo veel mogelijk bedekt houden van het oppervlak van de stortplaats. Zorgvuldige monitoring is altijd noodzakelijk.

Carrières in de hydrologie

Studenten die hydroloog willen worden, hebben een sterke nadruk nodig op wiskunde, statistiek, geologie, natuurkunde, informatica, scheikunde en biologie. Daarnaast is voldoende achtergrond in andere vakken - economie, overheidsfinanciën, milieurecht, overheidsbeleid - nodig om met deskundigen op deze gebieden te kunnen communiceren en de implicaties van hun werk op hydrologie te begrijpen. Duidelijk communiceren in schrift en spraak is een basisvereiste die essentieel is voor elke professionele persoon. Hydrologen moeten goed met mensen kunnen samenwerken, niet alleen als onderdeel van een team met andere wetenschappers en ingenieurs, maar ook in public relations, of het nu gaat om het adviseren van regeringsleiders of het informeren van het grote publiek over waterkwesties. Hydrologie biedt een verscheidenheid aan interessante en uitdagende carrièrekeuzes voor vandaag en morgen. Het is een gebied dat het overwegen waard is.

Bron: Hydrology: The Study of Water and Water Problems A Challenge for Today and Tomorrow, een publicatie van de Universities Council on Water Resources


Charales

Algen in de volgorde Charales leven in zoet water en worden vaak beschouwd als de naaste verwanten van embryofyten.

Leerdoelen

Identificeer de belangrijkste kenmerken van charofytenalgen

Belangrijkste leerpunten

Belangrijkste punten

  • De structuur van charophyte-algen bestaat uit een thallus, de hoofdstam, en takken die voortkomen uit knopen die zowel mannelijke als vrouwelijke reproductieve structuren dragen.
  • Hoewel charophyte-algen geen generatieverandering vertonen, delen ze een aantal aanpassingen aan het leven op het land met embryofyten, waaronder het insluiten van eieren in beschermende omhuizingen.
  • Naarmate nieuwe technieken voor DNA-sequentieanalyse zich ontwikkelen, moeten mogelijk herzieningen worden aangebracht in ons begrip van de evolutie van planten, zoals aanwijzingen dat groene algen in de orde van Zygnematales mogelijk nauwer verwant zijn aan embryofyten dan Charales.

Sleutelbegrippen

  • Charales: groene algen in de divisie Charophyta, groene planten waarvan wordt aangenomen dat ze de naaste verwanten zijn van de groene landplanten
  • sporopollenine: een combinatie van biopolymeren waargenomen in de taaie buitenlaag van de sporen en de pollenwand

Charales

Groene algen in de volgorde Charales, en de coleochaeten, microscopisch kleine groene algen die hun sporen in sporopollenine omsluiten, worden beschouwd als de naaste verwanten van embryofyten. De Charales kunnen worden getraceerd tot 420 miljoen jaar terug. Ze leven in verschillende zoetwaterhabitats en variëren in grootte van slechts enkele millimeters tot wel een meter lang. Een representatieve soort van Charales is Chara, die vanwege zijn onaangename geur vaak muskusgras of skunkweed wordt genoemd.

Charofyt algen: Een representatieve charophyte-alg, Chara, is een schadelijk onkruid in Florida, waar het waterwegen verstopt.

In Charales vormen grote cellen de thallus: de hoofdstam van de alg. Takken die uit de knopen komen, zijn gemaakt van kleinere cellen. Mannelijke en vrouwelijke voortplantingsstructuren zijn te vinden op de knopen waar het sperma flagella heeft. In tegenstelling tot landplanten ondergaan Charales geen afwisseling van generaties in hun levenscyclus. Net als embryofyten vertonen Charales een aantal eigenschappen die belangrijk zijn bij hun aanpassing aan het landleven. Ze produceren de verbindingen lignine en sporopollenine. Ze vormen plasmodesmata, dit zijn microscopisch kleine kanalen die het cytoplasma van aangrenzende cellen verbinden. Het ei en later de zygote vormen zich in een beschermde kamer op de ouderplant.

Nieuwe informatie uit recente, uitgebreide DNA-sequentieanalyse van groene algen geeft aan dat de Zygnematales nauwer verwant zijn aan de embryofyten dan de Charales. De Zygnematales omvatten het bekende geslacht Spirogyra. Naarmate technieken in DNA-analyse verbeteren en nieuwe informatie over vergelijkende genomica ontstaat, zullen de fylogenetische verbindingen tussen soorten waarschijnlijk blijven veranderen. Het is duidelijk dat plantenbiologen het mysterie van de oorsprong van landplanten nog moeten oplossen.


Groene fluorescerende proteïne (GFP)

U kunt de chromofoor van GFP van dichtbij bekijken in de PDB-invoer 1ema. De ruggengraat van het gehele eiwit is hier links weergegeven. The protein chain forms a cylindrical can (shown in blue), with one portion of the strand threading straight through the middle (shown in green). The chromophore is found right in the middle of the can, totally shielded from the surrounding environment. This shielding is essential for the fluorescence. The jostling water molecules would normally rob the chromophore of its energy once it absorbs a photon. But inside the protein, it is protected, releasing the energy instead as a slightly less energetic photon of light. The chromophore (shown in the close-up on the right) forms spontaneously from three amino acids in the protein chain: a glycine, a tyrosine and a threonine (or serine). Notice how the glycine and the threonine have formed a new bond, creating an unusual five-membered ring. To explore this structure in more detail, click on the image for an interactive JSmol.