A szilícium-dioxid szintetizálja a kalcit mikrofibrillákat • Elena Naimark • Tudományos hírek az "elemekről" • Mikrobiológia

A szilícium-dioxid-diatomok kalcit mikrofibrillákat szintetizálnak

Didymosphenia geminata"border = 0>

Egysejtű algák Didymosphenia geminata – a gyülekezeteket alkotó diatómák néhány képviselője közül az egyik: a szárak hossza 5-10-szerese a magnak, és egy sziliciumhéjba van zárva. Képek a quebecpeche.com-ról

kovamoszatok Didymoszfénia geminál a tiszta folyókban és folyókban a szilárd aljzatok aljzatainak szilárd kilométeres bozótjait képezik, ami komoly környezeti problémát okoz. A környezetvédők foglalkoztak azzal a kérdéssel, hogy ezek az algák gyorsan rögzítik a köveken a gyorsan folyó vízben, és megkezdik a kolónia kezdetét. E diatómák száraiban az amorf szilícium-dioxid mellett a kalcit mikroszálak is jelen vannak. Méretteti jellemzőik szerint megfelelnek a szilikát héj pórusainak. Ezért logikus feltételezni, hogy a kalcit mikrofibrillumok ezekből a pórusokból származnak. A tudósok a komplex szén-dioxid-anhidráz, az enzimek osztályának a szén-dioxid vízben való feloldódását szabályozó reakciója miatt valószínűsíthető mechanizmust hoznak létre.

A Freiberg Bányászati ​​Akadémia Kísérleti Fizikai Intézetének Hermann Ehrlich (Hermann Ehrlich) vezetésével német, lengyel és orosz tudósok csapata a modern környezeti misztériumok egyikének – egykamrásdiatom algák Didymosphenia geminata a kövek felszínén rögzített folyóban találja magát. Ez az alga sok szempontból szokatlan: először is, hogy egysejtű, képes coloszális aggregációk létrehozására, amelyekben a sejtek elágazó kolóniákat alkotnak; másodsorban nagyon hosszú szárral rendelkezik, amelynek segítségével viszonylag magasan emelkedik az aljzat felett, de ennek ellenére megmaradt; harmadszor, túlél, és még az oligotróf vizekben is rendkívül alacsony szervesanyagtartalmú és rendelkezésre álló foszforral gyarapszik. Mindezek a tulajdonságok erőteljes dominanciát biztosítanak – kilométeres szőnyegeket képeznek a köves és az algákon, jelentősen csökkentve a halak és gerinctelenek hasznosítható területeit.

Miután a közelmúltban érkezett Új-Zélandba, Ausztráliába, Chilebe – és eredetileg Didimo, amint környezetvédők hívják, lakott csak az északi féltekén, és Észak-Kanadában és Lengyelországban folyók és patakok bőségesen megszaporodtak, valóságos környezeti katasztrófává vált. Így a környezetvédők komolyan foglalkoznak tanulmányaival, különösen a telepek növekedésének megkezdésével.Végül is, ha egy cella fix, akkor hamarosan új telepet hoz létre a gyors megosztottság miatt.

Max Boswell környezetvédelmi tudós (Max Bothwell) bemutatja a közelmúltbeli Didimo bokrokat a tó egyik patakján. Top (Kanada). Fotó: duluthnewstribune.com

Hogyan tud egy cella rögzíteni egy kővel? Meg kell jegyezni, hogy a szőnyegek fő biomasszáját pontosan az extracelluláris poliszacharid burkolat szárai és környező szárai hozták létre. Ezzel a biomassza sokkal inkább olyan, mint a nedves pamut, mint a hagyományos algatömeg. Meglepő módon, ez az érzés határozott okból áll, és ez tisztázta számos ásványi és elem elemzését a szár Didimo.

Ismeretes, hogy a diatum sejtes csontváza szilícium-dioxid bázissal rendelkezik. Sok amorf szilíciumvegyületet találtak a száron, és ez nem meglepő egy jól megalapozott szilikát sejtgazdaság szempontjából. Meglepő, hogy a szilíciumon kívül a száron mikrofibrilla kalcitból készült váz található. Ezek a 170-200 nm átmérőjű mikroszálak nyúlnak ki a szárny pórusaiból a száron a szubsztrátum felületére.A pórusok átmérője megfelel a mikrofibrillák átmérőjének.

A mikrofibrillák algatartalmának ábrázolása Didymoszfénia geminál. Balra – a fotót egy pásztázó mikroszkóppal készítették, a mikrofibrillák jól láthatók a szárban (hossz méretarányos szegmens 10 mikron). Ezeknek a mikrofibrilláknak konjugált elemi összetétele bizonyítja a kalcium-karbonát jelenlétét. Jobbra – a mikrofibrillák elhelyezkedése (látható vénákként) a diatum szárában (festett szín szerint), amely az aljzaton van rögzítve; látható, hogy a szár mélyen a hordozóba kerül. A cikkben tárgyalt cikk rajzai Fejlett funkcionális anyagok

Kiderült, hogy Didimo egyszerre képes mindkét típusú szervetlen anyagot, a szilícium-dioxidot és a kalcitot. És ha az első segítségével a sejt tényleges héja épül fel, akkor a második felelős a külső interakciókért. Erősíti a szárat, felemeli a sejtet az aljzat felszíne felett, és még mikrokapillárisokat is képez, amelyekben az aljzatból származó megoldások a sejtburkolathoz nőnek. A kalcit, amely behatol a hordozó mikrokavasávjába, a sejteket is gyorsan rögzíti, még a gyorsan folyó vízben is.

A tudósok azt sugallják, hogy a kalcit mikrofibril sejtek sejtes légzés során keletkeznek a különböző szénanhidrázok hatására.A külső és belső szén-dioxid-anhidráz sejtek szabályozzák a széndioxid vízben való feloldódásának reverzibilis reakcióját. A reakció során a protonok, karbonátionok és bikarbonát-ionok különböző arányban fordulnak elő az oldatokban. Mindez jelentősen megváltoztatja a táptalaj savasságát a sejt körül, míg néhány karbon anhidrázis a táptalaj savasságát a lúgos oldagra változtatja, csökkentve a protonok számát, és mások ellenkezőleg savasnak, növelve a bikarbonátionok mennyiségét. A szén-dioxid-anhidrázok hatására – első pillantásra a mikroszkópos sejtek környezeti körülményeinek elhanyagolható kis ingadozása miatt – például lenyűgöző cianobakteriális stromatolit szerkezetek jönnek létre (lásd E. V. Kupriyanova, N. A. Pronin, 2011. "Carboanhydrase – enzim, a bioszféra átalakítása ", a cikk angol változata Carbon anhydrase: Enzim, amely átalakította a bioszféra).

A didymo esetében nyilvánvalóan a szén-dioxid-anhidrázok koncentrálódnak, koncentrálódnak a sejt alatti apikális oldalra. Összegyűjtötték a mitokondriumok maximális számát, amelyek a sejtek légzésében és energiatermelésében szerepet játszottak. Ebből a célból a szár egyre nő.A pórusokon keresztülmenő szén-dioxid-anhidrázok hozzájárulnak a táptalaj savasságának növekedéséhez, így az aljzat feloldódik az apikális pórusmező körül lévő mikrotérben. Ennek eredményeképpen mikrocsatornák jönnek létre a szubsztrátban, és emellett több Ca ion keletkezik. Ez a kalcium azonnal részt vesz a kalcit nanokristályok képződésében, amelyek a sejtek növekedésévei mikrofibrillákba kerülnek. A kristályosítás valószínűleg egy másik szénanhidráz-osztályból származik, ami növeli a bikarbonátok koncentrációját a pórusok közvetlen közelében.

Így egyszerre két kérdés tisztázódott – egyszerû és összetett: miért olyan, mint a pamut és a sejtek rögzítése a gyors áramlásban? Egy nyílt mechanizmus a szárak rögzítésére Didimo segíthet a növekedés elleni küzdelem stratégiájának kidolgozásában. De a környezeti problémák mellett ez a mechanizmus is érdekes az összetett anyagok előállítása szempontjából. Ha egy alga-sejt egyidejűleg képes megbirkózni a szilícium-dioxiddal és a kalcitával, akkor a fehérneműs intelligens utánzók képesek lesznek létrehozni valamit.

Forrás: Hermann Ehrlich, Mykhailo Motylenko, Pallaoor V. Sundareshwar, Alexander Ereskovsky, Izabela Zgłobicka, Teresa Noga, Tomasz Płocinski, Mikhail V. Tsurkan, Elzbieta Wyroba, Szymon Suski, Henryk Bilski, Marcin Wysokowski, Hartmut Stöcker, Anna Makarova, Denis Vyalikh, Juliane Walter, Serguei L. Molodtsov, Vasilii V. Bazhenov, Iaroslav Petrenko, Enrico Langer, Andreas Richter, Elke Niederschlag, Marcin Pisarek, Armin Springer, Michael Gelinsky, David Rafaja, Andrzej Witkowski, Dirk C. Meyer, Teofil Jesionowski, és Krzysztof J . Kurzydłowski. A többfázisú Biomineralization: Enigmatic invazív Szilikátsziklás Diatoms Kristályos kalcit // Fejlett funkcionális anyagok. 2016 DOI: 10.1002 / adfm.201504891.

Mintegy összetett biológiai anyagokat is cm .:
Ásványi szem tunikák rákfélék képesek megkülönböztetni a tárgy alakja, „Elements” 2015/11/23.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: