Informație

Animalele cu ochi foarte mici văd obiecte microscopice?


Înțeleg că multe creaturi mici au ochi foarte elementari: nu sunt versiuni reduse ale ochiului uman, așa cum înțeleg, de multe ori sunt doar organe sensibile la lumină pentru detectarea mișcării.

Cu toate acestea, un șoarece aș presupune că are un ochi care este ca ochiul uman, dar probabil mai mic de 1% dimensiunea. Deci înseamnă că un șoarece vede detalii pe care oamenii nu le pot vedea?

Au existat dovezi recente că furnicile ar putea recunoaște propriile lor reflecții. Acum, știu că structura ochilor insectelor este foarte diferită de ochii mamiferelor, dar dacă într-adevăr se pot recunoaște într-o oglindă, asta înseamnă că ochii lor pot percepe detalii foarte mici.

Mi-aș putea imagina că lucruri precum lungimea de undă înseamnă că detaliile obiectelor foarte mici pur și simplu nu pot fi percepute prin respingerea luminii vizibile de pe ele - de aceea sunt microscopuri electronice și aș putea crede că șoarecii etc. pot vedea bacterii , etc. orice mai bun decât putem.


Faptele, funcțiile, structura și problemele ochiului uman

Ce știți despre biologia definiției ochilor? Aflați doar despre faptele ochiului uman și veți obține informații prețioase despre acesta. Puteți defini ochiul ca un organ al vederii care vă face să vizualizați lumea din jurul vostru. Ochii sunt doi la număr și fiecare este plasat în interiorul compartimentelor specializate din craniu.

Ochiul uman este organul care vă permite să vedeți. Ochiul uman nu numai că vă permite să vizualizați scenele și fenomenul din împrejurimile dvs., ci vă permite, de asemenea, să faceți diferența între culori. Uneori, există un defect minor în funcția ochiului și individul nu poate face diferența între culoarea roșie și cea verde. Care este numele unei astfel de afecțiuni? Ei bine, îi spui „daltonism”.


Ochii din piatră chiar pot vedea, spune studiul

Lentilele minerale ale moluștelor pot distinge forme, nu doar lumina.

Când vine vorba de priviri dure și priviri pietroase, niciun animal nu se poate potrivi cu chitonul, o mică moluscă cu ochi din cristal de piatră. Acum, un nou studiu arată exact de ce sunt capabili acești ochi ciudați.

Oamenii de știință știau de mult că chitonii au sute de structuri asemănătoare mărgelelor care seamănă cu ochii de pe spatele cochiliilor lor. Lentilele „sunt ca niște bucăți de piatră mari și clare”, a declarat liderul de studiu Dan Speiser, biolog marin la Universitatea din California, Santa Barbara. (În legătură cu: „Algele de corali au„ ochi ”, spune studiul.”)

Ceea ce nu a fost clar, totuși, este dacă creaturile ar putea vedea efectiv folosind aceste organe sau dacă ochii erau buni doar pentru a detecta modificări ale intensității luminii.

„Se știe de peste o sută de ani că acești ochi există, dar nimeni nu a testat cu adevărat ce fel de viziune le oferă”, a spus Speiser.

Ultimele sale cercetări - efectuate în timp ce era student la Universitatea Duke din Carolina de Nord - au dezvăluit că ochii creaturilor marine sunt primii cunoscuți din aragonitul mineral, aceleași materiale folosite de chitonii pentru a-și face scoici.

Mai mult, acești ochi pietroși au probabil avantaje unice față de globii oculari squishy ai altor animale.

Pentru a testa viziunea chitonului, Speiser și echipa sa au colectat chitoni indieni fuzzy (Acanthopleura granulate) din Caraibe.

Când este lăsat singur, un chiton își va ridica o parte din corpul său în formă ovală pentru a respira. Dar atunci când este amenințat, animalul se va prinde strâns pe fundul mării pentru a-și proteja pântecele moale.

În laborator, oamenii de știință au plasat animale individuale pe o placă de piatră sub un ecran alb, care ar putea schimba culorile. Odată ce chitonii păreau relaxați, echipa fie a plasat un disc negru direct deasupra moluștelor, fie a schimbat culoarea ecranului de fundal de la alb la gri.

Discul negru a fost conceput pentru a simula un prădător care apare brusc, în timp ce ecranul de întunecare imita schimbările subtile ale luminii naturale pe care chitonii le-ar putea experimenta în sălbăticie - de exemplu, atunci când un nor trece în fața soarelui.

În experiment, chitonii au intrat în modul de blocare când a fost afișat discul negru, dar animalele au rămas în largul lor atunci când ecranul s-a estompat. Acest lucru sugerează că ochii chitonului sunt capabili să distingă formele, o condiție prealabilă pentru o viziune adevărată.

„Ochii permit chitonilor să vadă obiecte - nu cu prea multe detalii - dar pot distinge între obiecte care se apropie și doar scade lumina", a spus Speiser.

Speiser estimează că viziunea chiton este de aproximativ o mie de ori mai frecventă decât viziunea umană și este probabil că o văd doar în alb-negru. (În legătură cu: „Rechinii sunt daltonici, studiul retinei sugerează.”)

"Chiar și în comparație cu alte animale cu ochi mici, chitonii nu văd deosebit de bine", a spus Speiser.

Rock Eyes Better for Tidal Creatures

Ochii rock ai lui Chitons par să aibă unele avantaje specifice. În primul rând, aragonitul dur este extrem de rezistent, o trăsătură importantă pentru chitoni, care sunt în permanență bătute de valuri în habitatele lor naturale, bazine de maree de mică adâncime.

„Dacă ochii lor ar fi constituiți din proteine” - ceea ce este cazul pentru oameni și majoritatea celorlalte animale - „s-ar purta imediat”, a spus Speiser. (Vezi „Rechinii-ciocan au o viziune„ umană ”.)

În altă ordine de idei, experimentele sugerează că aragonitul permite chitonilor să vadă la fel de bine în aer sau sub apă, lucru care este probabil util pe măsură ce valurile se scurg în jurul moluștelor.

"Comportamental, chitonii reacționează la fel" în ambele medii, a spus Speiser.

Asta probabil pentru că aragonitul are doi indici de refracție, măsura în care un anumit material concentrează lumina primită. Cu un ochi aragonit, un index creează o imagine pe ochi în apă în timp ce celălalt lucrează în aer.

Între timp, mai rămân câteva mistere despre ochii chiton. De exemplu, încă nu se știe de ce numai unele specii de chitoni au ochi sau cum creaturile sunt capabile să folosească același material pentru a-și face atât ochii, cât și cochiliile.

„Va fi interesant să vedem cum modelează aceste lentile", a spus Speiser. „Cum le fac dimensiunea și forma potrivite și le mențin translucide? Ei exercită un control foarte fin ".

Cercetarea chiton-eyes va fi detaliată în numărul din 26 aprilie al revistei Current Biology.


Care sunt unele animale microscopice comune? (cu poze)

Animalele microscopice sunt animale prea mici pentru a fi văzute cu ochiul liber. Microorganismele precum bacteriile sunt aproape prea mici pentru a fi văzute fără asistență, deși acestea nu sunt calificate ca animale. Organismele unicelulare eucariote (cu celule complexe) cu caracteristici asemănătoare animalelor se numesc protiste, dar și acestea nu sunt considerate parte a Regatului Animalia (cunoscută și sub numele de metazoa). Animalele adevărate sunt multicelulare și au țesuturi diferențiate.

Animalele care sunt prea mici pentru a fi văzute fără microscop sunt cele mai numeroase dintre toate animalele. Dacă extratereștrii ar fi instruiți să ia un animal aleatoriu de pe Pământ, probabil că ar lua un tip de animal microscopic. Cele comune includ planari (viermi plat) multe tipuri de acarieni, inclusiv acarieni de praf și păianjen și crustacee acvatice, cum ar fi copepodele și cladoceranii (puricii de apă). Cele mai numeroase sunt nematode (viermi rotunzi), rotifere (filtratoare acvatice) și tardigrade (urși de apă). Nematodele, în special, sunt probabil cele mai numeroase animale de pe Pământ, reprezentând cel puțin 90% din toată viața de pe fundul mării și sunt omniprezente în toate mediile locuibile pe uscat și pe mare.

Animalele microscopice fac parte dintr-un continuum de dimensiuni care se întinde de la viruși la cele mai mari organisme vii. Au fost descoperite pentru prima dată de către omul de știință olandez Antonie van Leeuwenhoek, „Tatăl Microbiologiei”, în 1675, folosind microscopuri cu propriul său design, dintre care unele puteau mări de până la 500 de ori. Cel mai mic obiect care poate fi văzut cu ochiul uman fără ajutor variază de la aproximativ 1/40 la 1 mm, dar „microscopic” se referă adesea la orice animal cu lățimea mai mică de 1 mm, mai ales cu lățimea mai mică de 1/10 mm.

Aceste animale mici sunt extrem de importante pentru ecosistemul global, alcătuind o parte semnificativă din biomasă și reprezentând baza unor rețele alimentare. Cele mai mici, precum rotiferele, trăiesc mai ales din bacterii, în timp ce exemplarele mai mari consumă animale mai mici sau suge lichide din copaci. Acarienii se adaptează în mod special la acestea din urmă și se găsesc pe un număr mare sub frunzele multor plante. Acarienii de praf, cea mai frecventă cauză a alergiilor, se găsesc în aproape fiecare casă umană de pe planetă, unde supraviețuiesc cu celule moarte ale pielii care cad de la locuitorii umani. O strategie comună pentru uciderea acestor fiare mici este de a reduce umiditatea ambientală.

Deoarece animalele microscopice sunt atât de numeroase și distribuite, doar o parte din ele au fost descrise de știință. Alții vor fi cu siguranță descoperiți în viitor, adăugând la cunoștințele oamenilor de știință despre biodiversitatea planetei.

Michael este un colaborator de lungă durată al InfoBloom, specializat în subiecte legate de paleontologie, fizică, biologie, astronomie, chimie și futurism. Pe lângă faptul că este un blogger avid, Michael este pasionat în special de cercetarea celulelor stem, de medicina regenerativă și de terapiile de extindere a vieții. De asemenea, a lucrat pentru Fundația Methuselah, Institutul de singularitate pentru inteligența artificială și Fundația pentru bărci de salvare.

Michael este un colaborator de lungă durată al InfoBloom, specializat în subiecte legate de paleontologie, fizică, biologie, astronomie, chimie și futurism. Pe lângă faptul că este un blogger pasionat, Michael este pasionat în special de cercetarea celulelor stem, de medicina regenerativă și de terapiile de extindere a vieții. De asemenea, a lucrat pentru Fundația Methuselah, Institutul de singularitate pentru inteligența artificială și Fundația pentru bărci de salvare.


Ce animale au ochi GALBENI noaptea?

Acum să schimbăm focalizarea pe animale cu ochi galbeni strălucitori pentru o clipă. Aceasta este o caracteristică foarte comună în rândul animalelor și găsim destul de multe specii cu ochi galbeni strălucitori noaptea.

Urși

Urșii sunt un exemplu. În timpul zilei, în mod normal, au ochi căprui închis. Dar când lumina se reflectă noaptea, acestea apar de obicei gălbuie.

Uită-te la acești urși care se uită fix la șofer.

Probabil că ar putea speria majoritatea oamenilor dacă i-ați vedea noaptea!

După cum am menționat mai sus, pisicile pot avea tot felul de culori de ochi. Această pisică se uită fix la fotograf cu ochi galbeni strălucitori care te-ar putea străpunge.

Culoarea ochilor este determinată de două culori pigmentare numite melanină și lipocrom. Amestecul de pigment (sau lipsa acestuia) determină culoarea ochilor pisicii. Dar noaptea lumina poate schimba culoarea ochilor reflectând doar părți din spectrul luminii.

Aceste două seturi de ochi galbeni de pisică arată destul de înfricoșător în întuneric!

Cerbi

Un alt animal pe care îl poți întâlni de obicei noaptea este Deers. De multe ori se vor holba la tine când conduci sau mergi lângă o pădure.

Ochii căprioarelor se vor lumina adesea cu un ton galben noaptea pur și simplu pentru că lumina este reflectată înapoi.

Ratonii

Un alt animal pe care l-ați putea avea în față când observați un set galben de globi oculari este ratonul.

Ratonii sunt, de asemenea, animale nocturne și, prin urmare, au și stratul reflectorizant din spatele ochilor. Ele vor reflecta în mod obișnuit lumina galbenă din spate.

Chinchilla

Chinchilele sunt destul de populare ca animale de companie exotice.

Iată o fată drăguță care mănâncă un măr într-un copac. Ochii galbeni chiar luminează în întuneric și par a fi foarte concentrați asupra fotografului.

Pantere

Ultimele animale pe care le vom privi cu ochi galbeni în întuneric sunt Panterele. Sunt pisici mari care vânează noaptea și ochii lor galbeni sunt foarte intensi.

Majoritatea pisicilor (mari și mici) vor avea ochi galbeni pe întuneric. Dar majoritatea pisicilor nu vor avea ochi galbeni când fața este luminată. Dar Panterele pot avea ochi galbeni foarte frumoși. Deși uneori pot apărea mai verzi.


Câți plancton?

Planctonul este cu adevărat important, așa că oamenii de știință au dorit să știe câte tipuri diferite de microorganisme există. Oamenii de știință au captat plancton microscopic din întreaga lume pentru a înregistra biodiversitatea micilor creaturi oceanice. Apoi au creat o bază de date imensă cu tot planctonul, inclusiv informații despre dimensiunea corpului, genetică și multe alte caracteristici ale fiecărei specii. Imensa bază de date globală este disponibilă pentru alți oameni de știință din întreaga lume, astfel încât aceștia să poată accesa informațiile existente sau să adauge informații noi.

Animalele mari, cum ar fi rechinii și delfinii, pot fi cele mai ușor de recunoscut, dar acele animale mari nu ar putea exista fără mici creaturi mici, cum ar fi planctonul. Poate de aceea personajul SpongeBob Squarepants încearcă să preia Bikini Bottom. Planctonul știe cât de important este el pentru ecosistemul oceanic.


Turcia Biologie

Curcanii au câteva caracteristici curioase care se remarcă la prima vedere. Unul dintre primele lucruri pe care oamenii le observă despre curcani sunt întinderile roșii, cărnoase de piele și creșterea bulbilor situate în jurul regiunii capului și gâtului. Aceste structuri sunt:

  • Carunculi: Acestea sunt umflături cărnoase pe cap și gât atât de curci masculi, cât și femele. Bărbații maturi sexual pot avea carnunchiuri mari, cu culori strălucitoare, care sunt atractive pentru femele.
  • Fileu: Agățat peste ciocul unui curcan este o clapă lungă de carne numită snood. În timpul curtei, snoodul se mărește și devine roșu pe măsură ce se umple cu sânge la mascul.
  • Wattle: Acestea sunt clape de piele roșie care atârnă de bărbie. Masculii cu vatra mare sunt mai atrăgători pentru femele.

O altă caracteristică proeminentă și vizibilă a curcanului este penaj. Penele voluminoase acoperă sânul, aripile, spatele, corpul și coada păsării. Curcanii sălbatici pot avea peste 5.000 de pene. În timpul curtei, masculii își vor umfla penele într-un ecran pentru a atrage femelele. Curcanii au și ceea ce se numește a barbă situat în zona pieptului. La vedere, barba pare a fi păr, dar este de fapt o masă de pene subțiri. Barbele sunt cel mai frecvent observate la bărbați, dar pot apărea mult mai rar la femei. Curcanii masculi au, de asemenea, proiecții ascuțite, asemănătoare vârfurilor pe picioare pinteni. Pintenii sunt folosiți pentru protecția și apărarea teritoriului față de alți masculi. Curcanii sălbatici pot rula la o viteză de 25 mile pe oră și pot zbura cu viteze de până la 55 mile pe oră.

Simțurile Turciei

Viziune: Ochii unui curcan se află pe părțile opuse ale capului său. Poziția ochilor permite animalului să vadă două obiecte simultan, dar limitează percepția adâncimii sale. Curcanii au un câmp vizual larg și mișcându-și gâtul, pot câștiga un câmp vizual de 360 ​​de grade.

Auz: Curcanii nu au structuri externe ale urechii, cum ar fi clape de țesut sau canale pentru a ajuta la auz. Au găuri mici în cap, situate în spatele ochilor. Curcanii au un puternic simț al auzului și pot identifica sunetele de la o milă distanță.

Atingere: Curcanii sunt foarte sensibili la atingere în zone precum ciocul și picioarele. Această sensibilitate este utilă pentru obținerea și manevrarea alimentelor.

Miros și gust: Curcanii nu au un simț al mirosului foarte dezvoltat. Regiunea creierului care controlează olfacția este relativ mică. Simțul gustului lor se crede că este și subdezvoltat. Au mai puțini papili gustativi decât mamiferele și pot detecta gusturile sărate, dulci, acide și amare.


4.2 Vizualizați diapozitivele pregătite

  1. Obțineți o cutie albă de diapozitive.
  2. Curățați toate lentilele expuse cu hârtie specială pentru lentile. Nu utilizați prosoape de hârtie, Kimwipes® sau cârpă, deoarece acestea vor zgâria lentilele. Dacă vederea prin microscop devine neclară, poate fi necesară o curățare suplimentară cu hârtie pentru lentile. Folosiți tampoane cu alcool, dacă este necesar.
  3. Asigurați-vă că obiectivul de putere redusă este pus în poziție.
  4. Mutați ocularele cât mai departe unul de celălalt, apoi priviți prin ele cu ambii ochi deschiși. Veți vedea două regiuni de lumină care nu se suprapun. Împingeți ocularele încet unul spre celălalt până când vedeți un cerc de lumină.
  5. Folosiți întotdeauna ambii ochi atunci când priviți diapozitivele. Acest lucru va evita oboseala ochilor și durerile de cap.
  6. Obțineți diapozitivul etichetat „Litera e” (Figura 4.6) din caseta de diapozitive.
  7. Așezați diapozitivul (acoperitorul în sus) pe scenă și centrați specimenul peste deschiderea din scenă.
  8. Începeți întotdeauna cu obiectivul de putere redusă (4 ×) la locul său.
  9. În timp ce priviți prin ocular, utilizați butonul grosier de reglare pentru a muta încet scena în sus până când specimenul intră în focalizare. Dacă nu, verificați dacă materialul este centrat pe scenă, coborâți scena și încercați din nou.
  10. Folosind butonul de reglare fină, obțineți o focalizare clară.
  11. Pentru a mări mărirea, asigurați-vă că zona pe care doriți să o examinați în mod specific se află în centrul câmpului, apoi, urmărind din lateral pentru a vă asigura că obiectivul curăță diapozitivul, rotiți nasul până când următorul obiectiv cu putere mai mare face clic în poziţie. Acum materialul ar trebui să fie vizibil și ar trebui să necesite doar o ușoară focalizare cu reglarea fină. Nu focalizați niciodată cu reglajul grosier la putere mare.
  12. Ce se întâmplă când crești mărirea?
  13. Înainte de a scoate lamela, readuceți întotdeauna microscopul la putere redusă și rotiți butonul gros de reglare până când scena este deplasată până la capăt.
  14. Vizualizați diapozitivul cipului de computer (Figura 4.7).
  15. Vizualizați diapozitivul firelor colorate (Figura 4.8).
  16. Ce fir este în partea de jos, în mijloc, deasupra?
  17. Percepția adâncimii necesită ca un unghi ușor diferit al unui obiect să fie văzut de ochiul stâng și cel drept. Acest lucru se întâmplă datorită paralelei de separare orizontală a ochilor. Dacă un obiect este departe, disparitatea imaginii care cade pe ambele retine va fi mică. Dacă obiectul este aproape sau aproape, disparitatea va fi mare. Microscopul prezintă aceeași vedere pentru ambii ochi. Prin urmare, singura modalitate de a răspunde la întrebarea de mai sus este schimbarea focalizării imaginii și observarea a ceea ce se întâmplă: atunci când mutați scena în sus, pentru a aduce diapozitivul mai aproape de obiectiv, firul care este deasupra va intra în focalizare mai întâi , mijlocul o secundă și cea de jos ultima. Încearcă-l și notează-ți răspunsul!
    • Fir inferior: __________
    • Fir de mijloc: __________
    • Firul de sus: __________
  18. Vizualizați diapozitivul micrometrului de scenă (Figura 4.9).
  19. Care este unitatea acestei scări?
  20. Care este distanța dintre 1.0 și 1.5 în metri?
  21. Câte subdiviziuni puteți distinge între 0 și 0,1?
  22. Care este distanța în metri între cea mai mică subdiviziune?
  23. Vizualizați diapozitivul cu frotiu de sânge (Figura 4.10).
  24. Ce celule sunt celule roșii din sânge? Marcați cu o săgeată și etichetați-o „RBC”.
  25. Ce celule sunt celule albe din sânge? Marcați cu o săgeată și etichetați-o „WBC”.
  26. Întoarceți diapozitivele în casetele de diapozitive și casetele de diapozitive pe banca de unde ați ridicat-o.

Figura 4.6: O scrisoare tipărită.

Figura 4.7: Vedere de aproape a unui cip electronic.

Figura 4.8: Care fir este deasupra, în mijloc, în partea de jos?

Figura 4.9: O scară microscopică.

Figura 4.10: Un frotiu de sânge uman.


Oamenii de știință identifică planctonul de spațiu

Acest organism este o specie de plancton numită Mesodinium rubrum. Fiecare este foarte mic. Dar atunci când se înmulțesc rapid, planctonul poate forma flori mari care transformă suprafața oceanului în verde, roșu sau maro. Unele flori sunt atât de mari încât sateliții le pot spiona din spațiu.

Imparte asta:

1 decembrie 2015 la ora 7:00

Planctonul - organisme minuscule care derivă în mare - sunt adesea prea mici pentru a fi văzut fără microscop. Dar cu ajutorul unor matematici și a unui dispozitiv de imagistică foarte puternic, oamenii de știință au identificat pentru prima dată o specie de plancton din spațiu. Aflarea care plancton proliferează poate ajuta cercetătorii să afle mai multe despre amenințările toxice din ocean. De exemplu, ar putea ajuta la stabilirea dacă cea mai apropiată plajă ar trebui închisă din cauza otrăvurilor vărsate de acești microbi.

Plancton în ocean deseori a inflori - suferă perioade scurte de reproducere rapidă. Micile organisme pot crește atât de repede încât formează o masă suficient de mare pentru a schimba culoarea apei. Apa afectată poate deveni roșie, maro sau chiar verde. Indiferent de culoare, toate aceste flori sunt încă numite „maree roșii. "

Educatori și părinți, Înscrieți-vă pentru foaia de înșelăciune

Actualizări săptămânale pentru a vă ajuta să utilizați Știri științifice pentru studenți în mediul de învățare

Unele flori se pot dovedi dăunătoare mediului. Ele pot reduce cantitatea de lumină solară care ajunge la alte organisme. Și pot epuiza apele de oxigen de care au nevoie peștii și alte specii pentru a supraviețui. Dar unele flori sunt deosebit de periculoase pentru oameni. Asta pentru că aceste plancton produc o toxină sau o otravă. Toxinele pot ucide peștii, pot îngreuna respirația anumitor persoane și pot murdări crustaceele destinate meselor de cină. Când oficialii din domeniul sănătății nu știu ce specie de plancton se află în spatele unei flori, mulți îl joacă în siguranță și închid plajele.

Această imagine provine de la Imagerul hiperspectral pentru Oceanul de coastă, care a zburat la bordul Stației Spațiale Internaționale. Înfățișează Long Island Sound, apa care separă New York-ul și Connecticut. Petele maronii din apă sunt flori masive de plancton - o mareă „roșie”. H. Dierssen et al / PNAS Din cauza riscurilor potențiale ale mareelor ​​roșii, oamenii de știință încearcă să țină evidența înfloririlor de plancton. De obicei, această căutare are loc pe mare. „Ieșim pe o navă și luăm găleți cu apă”, explică Heidi Dierssen. Lucrează la Universitatea din Connecticut din Storrs. Acolo, ea studiază oceanul optică - lumina care iese de pe suprafața apei - pentru a măsura ceea ce trăiește în ea.

Dierssen și colegii ei colectează probe de apă din Long Island Sound, apa care separă New York-ul și Connecticut. Este un estuar, unde se amestecă apă dulce și apă sărată. Înapoi în laborator, echipa ei folosește microscopuri pentru a cerceta planctonul. Dar, pentru că cercetătorii se îndreaptă doar o dată pe lună, de obicei le este dor de flori bruște, chiar și de cele imense.

O lovitură norocoasă din spațiu

Dar pe 24 septembrie 2012, „unul dintre colegii noștri ieșise pe mare și a văzut această floare mare”, își amintește Dierssen. „[Ea] a strâns niște apă pentru noi și a adus-o înapoi.”

În același timp, Dierssen privea prin imagini ale oceanului capturate din spațiu. O cameră la bordul Stației Spațiale Internaționale făcuse fotografii din aceeași zonă a Long Island Sound - în aceeași zi.

Camera respectivă se numește Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean, sau HICO. Acest spectrometru analizează lungimile de undă (culorile) luminii. HICO a fost conceput special pentru a studia lumina din zonele de coastă.

Majoritatea imaginilor din spațiu „văd” doar aproximativ un kilometru pătrat (0,4 mile pătrate) per pixel. Pixelii sunt cele mai mici puncte de lumină de pe ecranul computerului. Imaginile apar din vizualizarea a mii de pixeli sau mai mult. Cu cât suprafața reprezentată de fiecare pixel este mai mică, cu atât o imagine va deveni mai detaliată.

Acesta este sunetul Long Island, fotografiat folosind lumina captată de imagerul de la bordul Stației Spațiale Internaționale. Galbenul marchează mase ale anumitor celule care efectuează fotosinteza. Tonalitatea lor i-a ajutat pe oamenii de știință să identifice speciile înflorite. H. Dierssen și colab. / PNAS Imagerii în care fiecare pixel reprezintă un kilometru pătrat pe pixel ar descrie Long Island Sound ca o serie de pete colorate mari. Sunetul are o lungime de doar 177 de kilometri (110 mile). Lățimea sa maximă este de doar 34 de kilometri (21 mile). Dar HICO a fost de aproape 10 ori mai bun decât imaginile respective. Acesta ar putea detecta modificări în zone de 0,00011 kilometri pătrați (1.180 de metri pătrați) pe pixel. Semnele unui ocean roșu ar putea fi văzute în această imagine mult mai detaliată. De asemenea, imagerul ar putea detecta o gamă mai largă de culori decât majoritatea instrumentelor similare din spațiu.

Așadar, când Dierssen a studiat imaginea din stația spațială, a reușit să aleagă aceeași maree roșie pe care tocmai o prelevase colega ei. „Am avut noroc”, adaugă ea, deoarece HICO „nu mai este operațional”. Funcționase doar de puțin timp ca parte a unui test. Un alt aparat de fotografiat a capturat și imaginea, dar cu mult mai puține detalii.

Văzând galben, găsind roșu

Algele verzi și plantele posedă cloroplaste (KLOR-oh-plasts). Aceste mici structuri transformă lumina soarelui în energie. Fiind fluorescenți, cloroplastii absorb puțină lumină, apoi emit o parte din ea înapoi în spațiu. Majoritatea emit lumină pe care imagerul ar citi-o ca fiind roșiatică.

Dar un singur tip nu. Aceste cloroplaste conțin ficoeritrina (FY-ko-eh-RITH-rin). Acest pigment emite lumină pe care imagerul o vede galbenă. HICO a detectat acea culoare care se desprinde din Long Island Sound.

Pe baza „steagului” galben, Diersson și colegii ei au putut spune ce specie de plancton a reușit: Mesodinium rubrum (MEZ-oh-DIN-ee-uhm RU-brum). M. rubrum este un zooplancton (ZO-plank-tun), un animal mic care mănâncă alge. Și când o face, acest animal își păstrează cloroplastele, folosindu-le pentru a obține energie suplimentară de la soare. Cloroplastele algale pe care le-au mâncat aceste plancton au fost cele care au emis strălucirea gălbuie văzută din spațiu.

Echipa lui Diersson a confirmat ID-ul animalului cu microscopurile sale. M. rubrum nu produce toxine. Deci, această maree roșie nu a reprezentat niciun pericol pentru înotători, crustacee sau persoane umane.

Cercetătorii au analizat, de asemenea, genele - segmente de ADN care sunt unice pentru fiecare specie - ale planctonului înflorit. Acestea au confirmat că specia era M. rubrum. Oamenii de știință și-au publicat descoperirile pe 16 noiembrie în Lucrările Academiei Naționale de Științe.

„Am putut vedea [marea roșie] din spațiu”, spune Dierrsen. „Este pentru prima dată când cineva face asta”. În timp ce HICO nu mai funcționează, Dierrsen speră că viitorii senzori de satelit vor permite oamenilor de știință să păstreze în mod similar un spionaj asupra florilor de plancton.

Limitări ale tehnologiei

Noul studiu „este o lucrare solidă care abordează o problemă actuală și de actualitate”, spun Leslie Brown și Gary Borstad. Ambii lucrează la ASL Environmental Sciences din Victoria, British Columbia, Canada. Ei caută schimbări în mediu care pot fi detectate de la distanțe foarte mari, inclusiv din spațiu.

Brown și Borstad cred că ar putea fi prea riscant să identifice mareele roșii numai din spațiu. Trebuie să existe o identificare microscopică a ceea ce cauzează o înflorire, explică ei, „mai ales atunci când este implicată sănătatea umană”. Dar ambii sunt de acord că sateliții și alți senzori spațiali ar putea oferi o avertizare timpurie valoroasă cu privire la ceea ce merită un studiu suplimentar.

„Navelor le este dor de aceste evenimente mari”, spune Deirssen. Cu ochii spionajului în spațiu, „Putem afla multe despre ceea ce crește în ocean. Ne poate ajuta să aflăm de ce [planctonul] înflorește atunci când o fac. ”

Cuvinte de putere

(pentru mai multe despre Power Words, faceți clic pe Aici)

alge Organisme unicelulare, odată considerate plante (nu sunt). Ca organisme acvatice, ele cresc în apă. La fel ca plantele verzi, ele depind de lumina soarelui pentru a-și face hrana.

a inflori (în microbiologie) Creșterea rapidă și în mare măsură necontrolată a unei specii, cum ar fi algele în căile navigabile îmbogățite cu substanțe nutritive.

sălbatic Un termen pentru apă care conține un amestec de apă sărată și apă dulce.

cloroplast O structură minusculă în celulele algelor verzi și a plantelor verzi care conțin clorofilă și creează glucoză prin fotosinteză.

mediu inconjurator Suma tuturor lucrurilor care există în jurul unui organism sau proces și starea pe care acele lucruri o creează pentru acel organism sau proces. Mediul se poate referi la vremea și ecosistemul în care trăiește un animal sau, poate, la temperatura, umiditatea și amplasarea componentelor într-un sistem sau produs electronic.

estuar Gura unui râu mare, unde se varsă în ocean și se amestecă apă dulce și apă sărată. Astfel de regiuni sunt adesea pepiniere pentru pești tineri.

fluorescent Capabil să absoarbă și să reemită lumina. Această lumină reemisă este cunoscută sub numele de fluorescență.

genă (adj. genetic) Un segment de ADN care codifică sau deține instrucțiuni pentru producerea unei proteine. Descendenții moștenesc gene de la părinți. Genele influențează modul în care arată și se comportă un organism.

Statia Spatiala Internationala Un satelit artificial care orbitează Pământul. Condusă de Statele Unite și Rusia, această stație oferă un laborator de cercetare din care oamenii de știință pot efectua experimente în biologie, fizică și astronomie - și pot face observații ale Pământului.

microb Scurt pentru microorganism. Un lucru viu care este prea mic pentru a fi văzut cu ochiul liber, inclusiv bacterii, unele ciuperci și multe alte organisme, cum ar fi amibele. Majoritatea constau dintr-o singură celulă.

microscop Un instrument folosit pentru a vizualiza obiecte, cum ar fi bacteriile, sau celulele individuale ale plantelor sau animalelor, care sunt prea mici pentru a fi vizibile cu ochiul liber.

NASA A se vedea Administrația Națională pentru Aeronautică și Spațiu

Administratia Natională a Aeronauticii si Spatiului Creată în 1958, această agenție americană a devenit un lider în cercetarea spațială și în stimularea interesului publicului în explorarea spațiului. Statele Unite au trimis oamenii pe orbită și, în cele din urmă, pe Lună. De asemenea, a trimis ambarcațiuni de cercetare pentru a studia planetele și alte obiecte cerești din sistemul nostru solar.

optică Având de-a face cu viziunea sau cu ceea ce se vede.

organism Orice ființă vie, de la elefanți și plante la bacterii și alte tipuri de viață unicelulară.

oxigen Un gaz care reprezintă aproximativ 21% din atmosferă. Toate animalele și multe microorganisme au nevoie de oxigen pentru a-și alimenta metabolismul.

fotosinteză (verb: fotosinteza) Procesul prin care plantele verzi și alte organisme folosesc lumina soarelui pentru a produce alimente din dioxid de carbon și apă.

ficoeritrina O proteină care poate recolta energia luminii de la soare. Se găsește în algele roșii.

fitoplancton Uneori denumite microalge, acestea sunt plante microscopice și organisme asemănătoare plantelor care trăiesc în ocean. Majoritatea plutesc și locuiesc în regiuni în care lumina soarelui se filtrează. La fel ca plantele terestre, aceste organisme conțin clorofilă. De asemenea, au nevoie de lumina soarelui pentru a trăi și a crește. Fitoplanctonul servește ca bază a rețelei alimentare oceanice.

pixel Scurt pentru elementul imagine. O mică zonă de iluminare pe ecranul unui computer sau un punct pe o pagină tipărită, plasată de obicei într-o matrice pentru a forma o imagine digitală. Fotografiile sunt realizate din mii de pixeli, fiecare cu luminozitate și culoare diferite, și fiecare este prea mic pentru a fi văzute, cu excepția cazului în care imaginea este mărită.

plancton Organisme mici care plutesc sau plutesc în mare. În funcție de specie, planctonul variază de la dimensiuni microscopice la organisme de dimensiunea unui purice. Unele sunt animale mici. Altele sunt organisme asemănătoare plantelor. Deși planctonul individual este foarte mic, formează colonii masive, numărându-se în miliarde. Cel mai mare animal din lume, balena albastră, trăiește pe plancton.

Lucrările Academiei Naționale de Științe O revistă de prestigiu care publică cercetări științifice originale, începută în 1914. Conținutul revistei cuprinde științele biologice, fizice și sociale. Fiecare dintre cele peste 3.000 de lucrări publicate în fiecare an, acum, nu numai că este evaluată de colegi, dar este aprobată și de un membru al Academiei Naționale de Științe din SUA.

mareea roșie O explozie de populație a anumitor specii de plancton. Când sunt prezenți suficient, pot colora apa roșu sau maro-roșcat. Unii secretă o otravă care poate ucide peștii din jur și poate îmbolnăvi oamenii.

satelit O lună care orbitează o planetă sau un vehicul sau alt obiect fabricat care orbitează un corp ceresc în spațiu.

specii Un grup de organisme similare capabile să producă descendenți care pot supraviețui și se pot reproduce.

spectrometru Un instrument care măsoară un spectru, cum ar fi lumina, energia sau masa atomică. De obicei, chimiștii folosesc aceste instrumente pentru a măsura și raporta lungimile de undă ale luminii pe care le observă. Colectarea datelor folosind acest instrument, un proces cunoscut sub numele de spectrometrie, poate ajuta la identificarea elementelor sau moleculelor prezente într-o probă necunoscută.

toxină O otravă produsă de organisme vii, cum ar fi germeni, albine, păianjeni, iedera otrăvitoare și șerpi.

lungime de undă Distanța dintre un vârf și următorul dintr-o serie de valuri sau distanța dintre un jgheab și următorul. Lumina vizibilă - care, ca orice radiație electromagnetică, se deplasează în unde - include lungimi de undă cuprinse între aproximativ 380 nanometri (violet) și aproximativ 740 nanometri (roșu). Radiation with wavelengths shorter than visible light includes gamma rays, X-rays and ultraviolet light. Longer-wavelength radiation includes infrared light, microwaves and radio waves.

zooplankton Small organisms that drift in the sea. Zooplankton are tiny animals that eat other plankton. They also serve as an important food source for other marine creatures.

Citații

A. Pearce Stevens. “Tiny plastic, big problem.” Știri științifice pentru studenți. April 10, 2015.

A. Pearce Stevens. “Corals dine on microplastics.” Știri științifice pentru studenți. March 18, 2015.

B. Brookshire. “Scientists Say: Plankter.” Eureka! Laborator. February 2, 2015.

S. Zielinski. “Will water woes leave Americans thirsty?” Știri științifice pentru studenți. October 30, 2014.

C. LeBlanc. “Suffocating waters.” Știri științifice pentru studenți. March 29, 2012.

S. Ornes. “The algae invasion.” Știri științifice pentru studenți. May 11, 2010.

R. Ehrenberg. “Blooming jellies.” Știri științifice pentru studenți. April 9, 2008.

E. Sohn. “Deep krill.” Știri științifice pentru studenți. March 5, 2008.

Sursa Jurnalului Original: H. Dierssen et al. Space station image captures a red tide ciliate bloom at high spectral and spatial resolution. Lucrările Academiei Naționale de Științe. Published online November 16, 2015. doi: 10.1073/pnas.1512538112.

About Bethany Brookshire

Bethany Brookshire was a longtime staff writer at Știri științifice pentru studenți. Are un doctorat. in physiology and pharmacology and likes to write about neuroscience, biology, climate and more. She thinks Porgs are an invasive species.

Resurse în clasă pentru acest articol Aflați mai multe

Pentru acest articol sunt disponibile resurse gratuite pentru educatori. Înregistrați-vă pentru a accesa:


4.1 Elodea Leaf Wet Mount

Elodea canadensis (American or Canadian waterweed or pondweed) is a perennial aquatic plant, or submergent macrophyte, native to most of North America. It grows rapidly in favorable conditions and can choke shallow ponds, canals, and the margins of some slow-flowing rivers. It requires summer water temperatures of 10-25 °C and moderate to bright lighting. Young plants initially start with a seedling stem with roots growing in mud at the bottom of the water further adventitious roots are produced at intervals along the stem, which may hang free in the water or anchor into the bottom. It grows indefinitely at the stem tips, and single specimens may reach lengths of 3 m or more. The leaves are bright green, translucent, oblong, 6-17 mm long and 1-4 mm broad, borne in whorls of three (rarely two or four) round the stem. It lives entirely underwater, the only exception being the small white or pale purple flowers which float at the surface and are attached to the plant by delicate stalks. It is dioecious, with male and female flowers on different plants. The flowers have three small white petals male flowers have 4.5-5 mm petals and nine stamens, female flowers have 2-3 mm petals and three fused carpels. The fruit is an ovoid capsule, about 6 mm long containing several seeds that ripen underwater. The seeds are 4-5 mm long, fusiform, glabrous (round), and narrowly cylindrical. It flowers from May to October.

4.1.1 Experimental procedures

  1. Get a single leaf from the Elodea plant and mount it on a slide, cover it with a drop of water and a cover slip.
  2. Place the slide onto the microscope state and observe at the leaf under the microscope.
  3. These leaves are two cells thick, so you should be able to focus up and down to see that the cells in one layer are larger than those in the other. When one layer is in focus, you may be able to see the shadowy outlines of cell walls in the other layer.
  4. Notice that the cells are clearly delineated by the cell wall.
  5. Inside the cells are large oval-shaped green bodies, the chloroplasts.
  6. As the cells warm, you can see the chloroplasts carried by the moving cytoplasm around the nearly transparent nucleus in the center of the cell.
  7. Make a drawing of what you see at 400× magnification.

Figure 4.6: Elodea leaf wet mount (4× objective).

Now, please watch the following video and see how it compares to what you have just read: