Rock Snot: Kust See Pärit On Ja Kuidas See On Tehtud

{h1}

Teaduse ülikooli teadlased kasutavad laialdaste järjestuste määramist ja tacc-i rangeri superarvuti, et avastada tavaliste vetikate päritolu.

See stseenide pealkiri esitati WordsSideKick.com'ile koos riikliku teadusfondiga.

Võibolla oled kuulnud vana nali: mis on kõige halvem, mida saate paadiga teha?

Pange see vette.

Kui paat siseneb veele, hakkavad mikroorganismid oma pindadele kogunema, tekitades märkimisväärse koguse lohistuse ja suure segaduse. See ei pruugi tähtsust väikese kalapaadi jaoks, kuid hiiglaslike konteinerlaevade puhul on tegemist mikroorganismide poolt tekitatud tõmbega, eriti üheetalliliste ränidioksiidiga varustatud organismidega diatomeedid - põhjustab igal aastal märkimisväärset kütusekulu.

Diatomeerid on üks enim levinud fütoplanktoni ja suurema vetikate rühma liikidest. Need moodustavad suure osa kogu elusolendist ookeanides, jõgedes ja järvedes. Üks liik, Didymosphenia geminata, vastutab paksude õitsengute tekitamise eest mägijõgedes ja tiikides. See on räägitavalt tuntud kui didymo või kukkumine. Liigid ohustavad ka haiglaid, kus see võib katta niiskeid pindu ja soodustab baktereid, eraldades seeläbi igasugust kasvu toetavat liimi.

Austinis Texase Ülikoolis asuva Edward Theriot'i laboris asuvate teadlaste jaoks on diatomeedid (ja nende rätikud) rikkad bioloogiliste uuringute objektid.

"Seal on sadu tuhandeid liike seal igas veekogus, mida võite maailmas mõelda," ütles laboratooriumi teadur Matt Ashworth. "Nad on väga edukas grupp, suhteliselt noor rühm ja me oleme huvitatud sellest, kuidas nad on muutnud ja koloniseerinud erinevaid ökosüsteeme."

Kerge mikrograafika elus Cyclophora tenuis rakud. Need mere diatomeid moodustavad kolooniad, mida hoitakse koos iga rakkude otstes toodetud limaskestaplokkidega. Kolooniad kinnitatakse tavaliselt ka kivimite või makrovetikatega.

Krediit: Matt Ashworth, Texas Ülikool Austinis

Aastakümneid vastasid diatomeedid uuringule. Nende genoomi on tuntud raske analüüsida. Morfoloogilised uuringud, mis põhinevad liikide kestuse või muude tunnuste kujul, on sageli vastuolus molekulaarsete katsete tulemustega. Järgmise põlvkonna sekveneerimismeetodid koos arvutusmeetoditega ja võimsate superarvutitega aitavad teadlastel paremini mõista diatomeedi bioloogiat, evolutsiooni ja dispersiooni.

Nende uute tööriistade abil üritavad teadlased vastata mitmesugustele diatomeetilise evolutsiooniga seotud põhiküsimustele. Millised olid kõige varem diatomeid? Kuidas on organism liigunud ühest kohast maailma igasse veekogusse? Ja kuidas mõned liigid arendada suutlikkust toota tohutu hulga räbu?

Kerge mikrograafika elust Striatella unipunctata rakk. See mere diatomeed kasutab limaskestliku varre (paremal allpool pildi), et ankurdada substraate, nagu kivid, tõusud või paadikestad.

Krediit: Matt Ashworth, Texas Ülikool Austinis

Ur-diomati otsimine

Teadlased on püüdnud mõista, mis diatomi algse esivanema oleks võinud tunduda. Kuigi Theriot ja tema meeskond on veel oma analüüsi varases staadiumis, on mõned neist tulemustest piisavalt järjekindlad, et nad saaksid hakata värvima pildi, kuidas nn ur-diatomeid võis olla ilmunud.

"See on idee, et varajased diatomeedid olid väikesed lipellaadid, kuid mida me leiame diatomeedipuu alusest, on need asjad, mis on pikad ja torukujulised, sarnaselt paberrätikurulliga," ütles Edward Theriot, Austinis asuva Texase Ülikooli molekulaarse evolutsiooni professor ja tema Texase loodusteaduskeskuse direktor. "Diatomeemilises maailmas on see radikaalne vaade, kuid see on täpselt see, mida puu meile ütleb."

Kolonni kerge mikrograafika Parlibellus sp. diatomeedid. Need mere diatomeed elavad ja jagunevad limaskestade torudest, mida nad eritavad. Need torud võivad olla hästi organiseeritud ja piisavalt suured, et neid eksitada pruunvetikate eest.

Krediit: Matt Ashworth, Texas Ülikool Austinis

Selle järelduseni jõudmiseks analüüsisid teadlased enam kui 200 diatomi ja ribosoomi ja kloroplasti geene Bolidomonas (lähedalt seotud perekond). Nad soovisid testida valitsevat arusaama sellest, kus teatud diatomeedid langevad evolutsioonilisele puule, sealhulgas liike, mida genoomsetes uuringutes ja diatomeidina kasutatakse mudelitena, mille paigutamine diatomefülogeensesse on olnud problemaatiline või vastuoluline.

Pärast massiivsete andmete kogumist, kasutades järgmise põlvkonna geenide järjestusi, kasutasid nad Ranger Texas Advanced Computing Center superarvutiga, et viia DNA-d kooskõlastada, korraldada ja analüüsida ning kasutada diatomeemide kui terviku arengus visandatud filoloogeplaate.

"On mitmeid programme, mis võrdlevad DNA järjestusi ja hindavad, kuidas need DNA järjestused üksteisest arenesid, ja mõned neist on väga keerulised algoritmid," ütles Ashworth. "Enne kui me jõudsime Rangerile, läks see aega võtma nädala ja kuuni. Ranger teeb analooge tundides. See on olnud väga võimas vahend, mis annab meile kiireid mõtteid selle kohta, kuidas erinevad tüved on üksteisega seotud."

Ajal, mil Ranger päästa teadlasi, ei lase neil lihtsalt kiiremini vastata. Samuti võimaldab see testida paljusid alternatiivseid hüpoteese.

"Mõnikord näib molekulaarandmete parim puu radikaalselt teistsugune, mida morfoloogia ütleb meile, et me ootame," selgitas Theriot. "Rangeriga suudame suunata oma aega ainult andmete kogumiseks parima puu leidmiseks, küsides, kuidas erinevad sellest parimast puust, mida teadlased mõtlesid diatomeedi arengust, näiteks 100 aastat tagasi."

Statistiliselt võrdleva lähenemisviisi kasutamisel jõudsid teadlased diatomeeride evolutsiooni erinevasse puutumata kui traditsiooniliselt loodud ja erinevat päritolukohta. Nad teatasid mõningatest oma varajastest leiudest XXII rahvusvaheline diatofolikvium 2012. aasta augustis ja nad jätkavad järjestuste tulemuste uurimist varasemate uuringute valguses.

Kolonni kerge mikrograafika Parlibellus sp. diatomeedid. Sellel pildil näeme koloonias olevate rakkude poolt sekreteeritavate limaskestade tuubi sees asuvaid diatomeid. Kuigi diatomeedid on mikroskoopilised, on torud nähtavad palja silmaga.

Krediit: Matt Ashworth, Texas Ülikool Austinis

Kolonni kerge mikrograafika Berkeleya rutilans diatomeedid. Need mere diatomeed elavad ja jagunevad limaskestade torudest, mida nad eritavad. Need torud võivad olla hästi organiseeritud ja piisavalt suured, et neid eksitada pruunvetikate eest.

Krediit: Matt Ashworth, Texas Ülikool Austinis

Niisiis, kuidas see on didymo teha kõik see lima?

Mõne labori sihipärasemate uuringute puhul, nagu kivipuu lima tootva võime areng, tegi teadlaste sekveneeritud trans-krometid (kõik messenger RNA molekulid, mis on ekspresseeritud organismi geenidest) pool tosinat liiki, et identifitseerida peamised geenid limaskesta molekulaarne produktsioon.

"Inimesed on püüdnud seda liimainet 20 aastat iseloomustada ja ei ole tulnud palju teavet," ütles Ashworth. "Transkriptomeedi lähenemisviisi abil saan luua väga palju andmeid väga kiiresti ja lahendada probleemi mitte lõpptulemusena - mis on sekreteeritud suhkur -, vaid juba algusest molekulaarses masinas, mis on kokku pandud ja lubatud selle suhkru sekretsiooniks. "

Nende järjestatud taksonid moodustavad naturaalseid lihastikke ja teised kolm taksonit ei ole, vaid on tihedalt seotud liimikasvatajatega. Nad usuvad, et tihedalt seotud diatomeid peaks jagama sarnaseid transkriptomeid, välja arvatud liimiga seotud geenid.

Kolonni kerge mikrograafika Berkeleya rutilans diatomeedid. Sellel pildil näeme koloonias olevate rakkude poolt sekreteeritavate limaskestade tuubi sees asuvaid diatomeid. Kuigi diatomeedid on mikroskoopilised, on torud nähtavad palja silmaga.

Krediit: Matt Ashworth, Texas Ülikool Austinis

Ashworthi sõnul on nende toodete kokkupanek, pakendamine ja sekretsioon sadu geene. Kui ta suudab leida 10 geeni, mis on selles protsessis lõplikult seotud, siis on ta 10 geeni, mis mõistavad seda, kuidas see funktsioon toimib.

"DNA-järjestuste genereerimine iseenesest ei ole eriti põnev, kuid see, kuidas järjestused sobivad kokku või teatud järjestuste olemasolu, annab meile palju teada nende organismide bioloogiast."

Theriot kasutab TACC veebipoe portaali vastuvõtmiseks, mis toetab laboris tehtavaid uuringuid, mida nimetatakse Protist Centraliks. Ta ja tema meeskond kasutavad portaali, et hallata pilte ja teavet kõigi diatomeeride kohta, millega nad töötavad. Nad kasutavad seda ka selleks, et juhtida teavet Guamist pärit teadlaste koostöö kohta Vaikse ookeani piirkonna korallriffide diatomsfääril. Kas soovite uurida kaunist ja mikroskoopilist diatomeede maailma? Vaadake pildigaleriiki, Texase lahe ranniku Diatomsi.

Toimetaja märkus: Stseenide taga kujutatud teadlasi on toetanud Riiklik teadusfond, föderaalagentuur, kelle ülesandeks on fundamentaaluuringute ja -hariduse rahastamine kõigis teaduse ja tehnika valdkondades. Selles materjalis esitatud arvamused, järeldused ja järeldused või soovitused on autorite omadused ja need ei pruugi kajastada Riikliku Teadusfondi seisukohti. Vaata BeatStseenide arhiivi hind.


Video Täiendada: Gummy Food vs. Real Food Challenge! *EATING GIANT GUMMY WORMS* Gross Real Worm Food Candy.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com