مقاله ای درباره چرخه گوگرد

مقاله ای درباره چرخه گوگرد

این مقاله هم به درد شیمیست ها و هم به درد اکولوژیست ها میخوره

میکرو ارگانیسم ها اولیه که مسئول ساخت H₂S می باشند باکتری های احیاکننده سولفات هستند که Desulfovibrio یک نمونه از آن است.وقتی که ترکیبات احیا شده گوگرد در معرض شرایط هوازی قرار می گیرند

ادامه نوشته

رابطه همزیستی Mutualism

بسم ا... الرحمن الرحیم

  Mutualism

 ارائه دهنده : امیرحسین محسنی

Mutualism رابطه ای است که دو ارگانیسم به یکدیگر سود می رسانند و در عین حال رابطه ای اجباری است به عبارتی دو ارگانیسم از لحاظ متابولیکی یه هم وابسته اند . نمونه هایی از این رابطه به شرح زیر است :

Protozoan-termite relationship

 این ارتباط میا ن پروتزوئرهای فلاژله دار((Trichonympha که در روده موریانه زندگی می کنند و موریانه وجود دارد . موریانه به صورت طبیعی قادر به تجزیه سلولز نیست که این نیاز موریانه توسط این پروتزوئر برطرف می شود به این ترتیب که پروتزوئر ابتدا در روده موریانه چوب را به سلولز تبدیل کرده و سپس سلولز را به استات و دیگر محصولات تبدیل می کند . از سویی موریانه هم استات را اکسید کرده  و از آن به عنوان منبع غذا استفاده می کند.

Tube worm-bacterial relatioanship

در کف آقیانوس ها مناطقی به نام Hydrotermal Vent وجود دارد که دارای ویژگی های زیر است : فاقد اکسیژن می باشد ᷊ دمای این مناطق می تواند به C° 350 برسد و دارای غلظت بالایی از سولفید هیدروژن(µM250) می باشد. در این مناطق کرمی بزرگ و قرمز رنگ و فاقد روده به نام Riftia رابطه میوچالیسمی با باکتری های Chemolithotrophism  دارد که به صورت Endosymbiont درسلولهای خاصی از این کرم وجود دارند . کرم به این صورت عمل می کند که سولفید هیدروژن را از آب گرفته و به صورت متصل به هموگلوبین وارد بدن خود می کند و در دسترس باکتری قرار می گیرد و از سویی باکتری  با احیای سولفید هیدروژن باعث تثبیت CO2 طی سیکل کلوین می شود. که CO2 به سه صورت به باکتری منتقل می شود : به صورت آزاد نامحلول در خون - ترکیب با هموگلوبین و به صورت اشکالی از اسید های آلی از جمله مالا ت و سوکسینات

Syntrophism

سینتروفیسم عبارت است از رابطه ای که در آن رشد یک ارگانیسم هم وابسته به ارگانیسم رشد یافته در نزدیک آن می باشد و یا هم رشد آن به وسیله فاکتور های رشد و مواد غذایی که توسط این ارگانیسم تامین می شود بهبود می یابد. یک نمونه جالب از سینتروفیسم در اکوسیستم های متانوژنیک بی هوازی از جمله در هضم لجن به شرح زیر روی می دهد :

در ابتدا باکتری های تخمیری مختلف تولید اسید های چرب با وزن ملکولی کم می کنند که این اسید چرب توسط باکتری بی هوازی (Syntrophobacter)  تجزیه شده و تبدیل به H2 میشود : (  Propionic acid è Acetate + Co2 + H2)  H2 تولیدی توسط آرکی های متانوژنز ( (Methanospirillum به صورت زیر به متان تبدیل می شود : ( 4 H2 + CO2 è CH4 + 2 H2O)   

فواید این رابطه :

Syntrophobacter از پروتون به عنوان پذیرنده نهایی الکترون در سنتز ATP استفاده می کند که این باکتری از این انرژی تنها زمانی استفاده می کند که  H2 تولیدی مصرف شود که در صورتی که H2 مصرف نشود از عمل Syntrophobacter جلوگیری می شود که درنتیجه عمل Methanospirillum غلظت  پایین  H2 را در محیط های ضروری هر دو باکتری حفظ می کند و در نتیجه باعث افزایش سرعت رشد هر دو باکتری می شود  .

منبع:

http://molecularmicrobiology.persianblog.ir/

پله های اکوسیستم

انرژی تابیده شده از خورشید که منشأ کل انرژی است توسط تولید کننده ها تثبیت می شود.

مواد تولید شده توسط گیاهخواران مصرف می شود و در مرحله بعد گیاهخواران توسط گوشتخواران به مصرف می رسند که در سیر غذایی ممکن است گوشتخواران زیادی وجود داشته باشند و در کنار اینها در هر مرجله ، پدیده تجزیه را همراه داریم.

انتقال انرژی از تولید کننده ها به مصرف کننده های متعدد و پی در پی ، یک زنجیره را تشکیل می دهند که زنجیره غذائی گوییم. طول زنجیره غذایی یا یک پله غذایی در هر اکوسیستم نمی تواند بیش از 5 گام باشد .

در زنجیره غذایی سطح اول را تولید کننده ها اشغال می کنند و سطوح بعدی هر یک ، یک سطح غذایی را به خود اختصاص می دهند. یعنی هر مصرف کننده یک سطح غذایی یا یک پله غذایی را شامل می شوند و تولید کننده ها بعنوان یک پله اولیه تلقی می شوند که به عنوان سطح تغذیه ( غذایی ) می شناسیم که گیاهخواران اولین سطح تغذیه  و گوشتخواران دومین سطح را تشکیل می دهند.

معمولاً یک جاندار از یک سطح تغذیه استفاده می کند ولی با تغییر شرایط محیطی و یا آماده نبودن غذا به سطوح دیگر هم ممکن است دست اندازی کند. مثلاً گرگ ها در شرایطی که گیاهخواران در اختیارشان باشند از اینها جهت تغذیه استفاده می کنند ( سطح اول تغذیه را ) و در صورتی که اگر گیاهخواران موجود نباشند به سطوح دیگر تغذیه وارد شده از گوشتخواران تغذیه می کنند.

انسان بعنوان اشرف مخلوقات به روی همه سطوح غذایی وارد شده و از آنها تغذیه می کند. از آنجا که یک موجود می تواند در سطوح مختلف وارد شده ، همچنین زینجیره های مختلف بلحاظ مصرف کننده های مشترک با هم ارتباط می کنند ، در نتیجه یک شبکه غذایی بوجود می آید.

ارتباط بین زنجیره های غذایی مختلف را شبکه غذایی گوئیم و ارتباط بین شبکه های غذایی را شبکه حیات می گوییم. تعداد حلقه های زنجیره غذایی می تواند 2 – 5 برسد که بستگی به نوع تغذیه و ماهیت زنجیره دارد

میزان انرژی تثبیت شده

میزان انرژی تثبیت شده که بصورت تولیدات خالص و ناخالص در مناطق مختلف متفاوت است .

بیشترین تولید ناخالص را در مناطق حاره و استوایی داریم ولی در این مناطق تولید خالص عملاً کمتر است در صورتی که در مناطق معتدله با این که تولید ناخالص مقدار کمتری نسبت مناطق حاره است ، تولید خالص در حد برابری با مناطق حاره است.

در بعضی مناطق این میزان بیشتر هم می شود. در مناطق حاره میزان انرژی مصرفی در تنفس بیشتر است که این قانون هم در خشکی و هم در تولید اکوسیستم های آبی صادق است .

هزینه نگهداری ساختمان گیاه در مناطق گرم بیش از سایر مناطق است.

استفاده از گیاهان چندساله ، کشاورزی در مناطق حاره بسیار منطقی است زیرا این گیاهان از فصل رویش بلند مدت ، حداکثر استفاده را می برند.

آنتروپی منفی در اکوسیستم

آنتروپی منفی را شامل انجام آنتروپی در موجودات زنده می دانند

بدین لحاظ که موجودات زنده بطور مستقل عملاً گرایش به نظم و تکامل دارند .

بر همین اساس است که در بعضی منابع اصول ترمودینامیک را در ارتباط با مسائل زیستی تحت عنوان ترمودینامیک نامتعادل گوییم بلحاظ این که اصول ترمودینامیک در آن ها صادق است. ا

البته عمده تلاش انسان در جهت دستیابی به مکانیزم های تولید و تبدیل در موجودات زنده است بطوری که در موجودات زنده این پتانسیل وجود دارد که انرژی را تثبیت کند و مدتهای طولانی آنها را ذخیره کرده و به مرور به محیط پس بدهد ( مثل باطری ).

این پدیده که تأثیر چند عامل کمتر یا بیشتر از جمع اجزاء آنها می شود را سینرژی می گوییم.

اگر دو یا چند عامل با هم عمل نمایند که تأثیر نهایی آنها کمتر از نتیجه جمع عمل آنان در حالت مستقل باشد ، این اثر نهایی را سینرژی منفی یا اثر مخالف گوییم و اگر بیشتر شود سینرژی مثبت گوییم.

فرآیند پیچیده تجزیه مواد آلی ، چند فعالیت مهم اکوسیستم را لگام می کند :
 
1) :  باز چرخ مواد معدنی را از طریق کانی شدن مواد غیر زنده آلی
 
2) : تولید غذا برای رشته ای از موجودات زنده ، در زنجیره تغذیه مواد آلی
 
3) : تولید مواد اکتوکربن تنظیم کننده

4) : تغییر مواد غیر زنده سطح زمین برای تشکیل خاک ، لکن مهمتر از همه تعادل کلی بین تولید و تجزیه است.

تولیدات غذایی در اکوسیستم

برای بدست آوردن ( تعیین تولید ) تولید ناخالص ، ابتدا تولید خالص را اندازه گیری کرده پس میزان انرژی که صرف تنفس شد را تعیین کرده ، مقدار مصرف را با تولید خالص جمع می کنیم که تولیئ ناخالص بدست می آید.

گیاهان 25% مواد غذایی را که تولید می کنند برای تنفس لازم دارند و بقولات 30% را چون با باکتری همزیستی می کنند.

تولید ثانویه : میزان ماده ای است که در مصرف کنندگان بعدی تولید می شود که در بیشتر منابع تأکید شده که تولید ثانویه را نباید به عنوان تولید مطرح کرد بلکه موجودات هتروتروفی هستند که ماهین انرژی را تبدیل کردند و بصورت بیوماس ( وزن موجود زنده ) با ترکیب جدید در آمده اند.

ادامه نوشته