معلومة

20: المجتمعات والأنظمة البيئية - علم الأحياء

20: المجتمعات والأنظمة البيئية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

عادة لا يعيش السكان بمعزل عن الأنواع الأخرى. السكان الذين يتفاعلون داخل منطقة معينة يشكلون أ تواصل اجتماعي. تم العثور على الكائنات الحية التي تشكل المجتمع في بيئات، البيئات الفيزيائية التي تعيش فيها الكائنات الحية. ومع ذلك ، فقط حيوي تعتبر المكونات (الحية) جزءًا من المجتمع. يدرس العلماء علم البيئة على مستوى المجتمع لفهم كيفية تفاعل الأنواع مع بعضها البعض والتنافس على نفس الموارد.


الملخص

تعمل الدوافع البشرية المتعددة على تغيير النظم البيئية على مستوى العالم ، مع تأثير غير متناسب ومكثف على موائل المياه العذبة. التأثير الرئيسي للتحضر هو المدخلات من محطات معالجة مياه الصرف الصحي (محطات معالجة مياه الصرف الصحي). تم تصميم محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، التي تم تصميمها في البداية لتقليل التخثث وتحسين جودة المياه ، بشكل متزايد من عدد كبير من الملوثات الدقيقة (المواد الكيميائية الاصطناعية مثل المواد الكيميائية الاصطناعية) والميكروبات (بما في ذلك البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية) إلى البيئات المستقبلة. قد يكون لهذا التلوث تأثيرات منتشرة على التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي. بالنظر إليها من خلال عدسات متعددة لنظرية الإيكولوجيا الكلية والسمية البيئية ، قمنا بدمج التجارب الميدانية والمسطحة والتجارب المعملية لتحديد آثار مياه الصرف (WW) على المجتمعات الميكروبية ومعالجة المواد العضوية باستخدام مقايسة التحلل المعيارية. أولاً ، أجرينا تجربة استدراكية لأخذ عينات من 60 موقعًا فوق وتحت تصريف محطات معالجة مياه الصرف الصحي في 20 تدفقات سويسرية. تأثرت معدلات التنفس والتحلل الميكروبي بشكل إيجابي بمدخلات WW عن طريق الاحترار وإثراء المغذيات ، ولكن مع استثناء ملحوظ: خفض WW طاقة تنشيط التحلل ، مما يشير إلى "تباطؤ" عملية النظام البيئي الأساسية هذه استجابة لدرجة الحرارة. ثانيًا ، أشار تسلسل الجيل التالي إلى أن بنية المجتمع الميكروبي أسفل محطات معالجة مياه الصرف الصحي قد تغيرت ، مع معدل دوران كبير في التركيبات ، وثراء منخفض ، ودليل على تأثيرات MP السلبية. ثالثًا ، أكدت سلسلة من تجارب التدفق أنه على الرغم من أن الحرب العالمية المخففة لها تأثيرات إيجابية بشكل عام على العمليات التي تتم بوساطة ميكروبية ، فإن الآثار السلبية لأعضاء البرلمان "تحجب" عن طريق إثراء المغذيات. أخيرًا ، اقترحت تجارب الزرع أن الميكروبات التي تنقلها WW تعزز معدلات التحلل. مجتمعة ، تؤكد نتائجنا على نموذج الضغوطات المتعددة من خلال إظهار أن الجوانب المختلفة من WW (الاحترار ، والعناصر الغذائية ، والميكروبات ، والنواب) تؤثر بشكل مشترك على أداء النظام البيئي بطرق معقدة. من المحتمل أن تؤدي معدلات التنفس المتزايدة أسفل محطات معالجة مياه الصرف الصحي إلى حدوث "أضرار" في النظام الإيكولوجي عن طريق زيادة تهرب الكربون من الجداول والأنهار. ومع ذلك ، قد تغير تأثيرات MP السامة بشكل أساسي علاقات القياس البيئي ، مما يشير إلى الحاجة إلى التقارب بين منظورات السمية البيئية ووجهات النظر الإيكولوجية الكلية.


علاقات المجتمع

تتنوع العلاقات بين السكان في المجتمع وقد تشمل التفاعلات الإيجابية والسلبية والمفيدة للطرفين. تشمل الأمثلة على العلاقات على مستوى المجتمع التنافس (على الغذاء ، أو موطن التعشيش ، أو الموارد البيئية) ، والتطفل (الكائنات الحية التي تعيش عن طريق إطعام كائن حي مضيف) ، والحيوانات العاشبة (الأنواع التي تعتمد على استهلاك الحياة النباتية المحلية للبقاء على قيد الحياة). غالبًا ما تؤدي هذه العلاقات إلى تغييرات في التركيب الجيني للسكان. على سبيل المثال ، قد يكون نمط وراثي واحد أو آخر أكثر نجاحًا بسبب بعض العمليات المجتمعية.


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


ما هو المجتمع؟

تعريف المجتمع:

المجتمع عبارة عن مجموعة من النباتات والحيوانات الموجودة في منطقة معينة والتي تتفاعل جميعها بطريقة ما. يؤثر عدد وحجم كل مجموعة من كل نوع من أنواع النباتات أو الحيوانات بشدة على المجتمع ، ويمكن أن يتسبب في تغييره. يركز علماء البيئة في المجتمع على التفاعلات الحيوية للحيوانات والنباتات. يمكن للبشر التأثير على المجتمع عن طريق إزالة أو إضافة الأنواع.

حجم المجتمع:

المجتمع أصغر حجمًا من النظام البيئي لأنه يستبعد العوامل اللاأحيائية. لذلك ، يتم إشراك كيان أصغر ويتم تجاهل الركيزة التي تعيش عليها الحيوانات والنباتات أو داخلها.

حياة الحيوان:

تتفاعل الحيوانات داخل المجتمع إما من خلال الافتراس أو المنافسة ، مما يساعد على تحديد هيكل المجتمع. بمعنى آخر ، قد تتنافس الحيوانات لتتغذى على النباتات أو على الفضاء. تتغذى الأنواع المختلفة أيضًا على الحيوانات الأخرى وتساعد في تنظيم أحجام السكان. على سبيل المثال ، يمكن أن تساعد البومة في التحكم في عدد القوارض في منطقة ما من خلال إطعامها. إذا لم يكن هناك حيوانات مفترسة للقوارض ، لكان هناك الكثير في المنطقة.

مستويات التغذية المجتمعية:

يحتوي المجتمع أيضًا على مستويات غذائية وشبكات غذائية مع تدفق الطاقة من المنتجين إلى المستهلكين حتى الوصول إلى أعلى مفترس. على غرار النظام البيئي ، يحتوي المجتمع على كائنات حية لها أوضاع تغذية مختلفة مثل الحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم.

أمثلة على المجتمع:

قد يكون هناك مجتمع مختلف للافقاريات الكبيرة في تيار واحد مقارنة بآخر. ومن الأمثلة الأخرى ، على سبيل المثال ، مجموعة من الطيور وأشجار السرو وجميع الكائنات الحية الأخرى التي تعيش في مستنقع لويزيانا.


الفرق بين النظام البيئي والمجتمع

اثنان من أهم الكيانات في علم البيئة هما النظام البيئي والمجتمع ، حيث يلعب هؤلاء أدوارًا مهمة في الحفاظ على رباطة الجأش في البيئة. من أجل تسهيل دراسة النظم البيئية ، تعد المجتمعات مهمة. ومع ذلك ، عندما يتم ملاحظة المكونات في كلا الكيانين ، يبدو أنها متشابهة وبالتالي ، فإن الفرق بين تلك المكونات مهم في الاعتبار كما في هذه المقالة.

النظام البيئي هو الوحدة الكاملة للكيانات البيولوجية والفيزيائية لمنطقة أو حجم معين محدد. يمكن أن يختلف حجم النظام البيئي من لحاء شجرة ميتة إلى غابة مطيرة كبيرة أو المحيط. حوض السمك الصغير هو نظام بيئي ، لكنه نظام بيئي اصطناعي. هذا يعني أن النظام البيئي يمكن أن يكون طبيعيًا أو من صنع الإنسان. ومع ذلك ، فإن النظم البيئية الطبيعية تدوم إلى الأبد حيث توجد آليات ذاتية الاستدامة. يتكون النظام البيئي بشكل أساسي من المجتمعات ، وهي مجموعات من السكان.

عادة ، يحتوي النظام البيئي النموذجي على المنتجين والمستهلكين الأساسيين (الحيوانات العاشبة) والمستهلكين الثانويين والثالثيين (معظمهم من الحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم) والقمامة والمحللات. يتشكل النظام البيئي إذا كانت هذه المكونات ، التي تشمل دورة الطاقة ، موجودة في مكان معين. سوف تتناسب الكائنات الحية مع المنافذ المتاحة من خلال إيجاد الموائل المناسبة والعيش في بيئة مفضلة ، وإذا كان هذا المكان المحدد يمكن أن يحافظ على الحياة دون أن يتضاءل ، فإن المكان يصبح في النهاية نظامًا بيئيًا. تشكل مجموعة النظم البيئية منطقة حيوية ، وتشكل جميع المناطق الأحيائية مجتمعة المحيط الحيوي للأرض.

وفقًا للتعريف ، المجتمع هو الوحدة البيئية التي تتكون من مجموعة من الكائنات الحية في مجموعات مختلفة من الأنواع المختلفة التي تحتل مكانًا معينًا في فترة معينة أثناء التفاعل مع كل من البيئة الحيوية وغير الحيوية. سيكون من السهل فهمه عندما يتم تقديمه كمجموعة من السكان الذين يعيشون في مكان معين في وقت معين. قد يتكون المجتمع من أنواع مختلفة من الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة. يختلف تكوين الأنواع في مجتمع ما باختلاف النظم البيئية ، فمجتمع معين في الغابات الاستوائية المطيرة يحتوي على أنواع أكثر بكثير من تلك الموجودة في الصحراء. نظرًا لأنه يتكون من العديد من المجموعات السكانية المختلفة ، فهناك العديد من الموائل بالإضافة إلى العديد من المنافذ البيئية.

يتكون مجتمع معين من آلاف التفاعلات والعلاقات داخل وبين السكان. عندما يعيش شعبان معًا في علاقة ، يمكن أن تكون علاقة متبادلة أو تعايش أو تطفل أو تآزر. تؤدي هذه العلاقات أو الارتباطات البيئية الأساسية إلى العديد من الطرق مثل استفادة كلا السكان ، أو استفادة أحدهما ، أو عانى الآخر ، أو فوائد واحدة بينما لا يكون للآخر أي تأثير. الافتراس هو علاقة بيئية أخرى مهمة جدًا تحدث في المجتمع وتؤدي إلى موت أحد الأطراف (الفريسة) بينما يحصل الطرف الآخر (المفترس) على الطعام. هناك العديد من سلاسل الغذاء التي تعمل داخل المجتمع والتي تعتبر مهمة لتدفق الطاقة داخل النظام البيئي بأكمله ، والذي يتكون كمجموعة من المجتمعات.

ما هو الفرق بين النظام البيئي والمجتمع؟

• النظام البيئي هو مجموعة من المجتمعات ، ولكن المجتمع هو مجموعة من السكان.

• يمكن أن تكون النظم البيئية إما من صنع الإنسان أو طبيعية ، ولكن المجتمعات دائمًا طبيعية أو على الأقل ، يتم إصلاح المجتمعات بشكل طبيعي داخل نظام بيئي من صنع الإنسان.

• النظام البيئي أكبر في جميع المعايير من المجتمع.

• لم يتم تعريف المجتمع بخصائص معينة ، بينما يتم تعريف نظام إيكولوجي معين لخصائصه على أساس المعايير البيئية والبيولوجية.

• تخضع المجتمعات للتغيير مع الظروف المؤثرة ، لكن نظامًا بيئيًا معينًا لا يتغير مع هذه العوامل لأنه يصبح نظامًا بيئيًا آخر بظروف مختلفة.


ما هو النظام البيئي

يشير مصطلح النظام البيئي إلى كل من العوامل الحيوية والعوامل غير الحيوية في منطقة جغرافية معينة. تشمل العوامل الحيوية النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة في بيئة معينة. تتفاعل العوامل الحيوية مع بعضها البعض. في نفس الوقت ، يتفاعلون مع بيئتهم المادية. تحدث هذه التفاعلات بناءً على تلبية متطلبين في البيئة. الشرط الأول هو تدفق الطاقة من خلال مستويات مختلفة من العوامل في النظام البيئي، والتي يمكن تفسيرها من خلال سلاسل الغذاء في النظام البيئي. تحصل معظم النظم البيئية على طاقتها من الشمس. الطاقة الإشعاعية في ضوء الشمس محاصرة بواسطة ذاتية التغذية في عملية تسمى التمثيل الضوئي. ينتج Autotrophs سكريات بسيطة عن طريق حبس طاقة ضوء الشمس. لذلك ، تعتبر autotrophs المنتجين الأساسيين في النظام البيئي. يتم استخدام المركبات العضوية في autotrophs بواسطة الكائنات غيرية التغذية كغذاء لها. تعتبر الكائنات غيرية التغذية بمثابة المستهلكين الأساسيين أو الثانويين. يتم إطلاق جزء من الطاقة في البيئة كحرارة بواسطة الوظائف الخلوية في كل من الكائنات ذاتية التغذية وغيرية التغذية. يترك موت كل من autotrophs وغيرية التغذية المادة العضوية للمحللات لاستخدامها كمصادر للطاقة. يتم إطلاق الجزء الأخير من الطاقة إلى البيئة من خلال الوظائف الخلوية في المُحلِّلات.

الشكل 1: نظام بيئي

الشرط الثاني هو إعادة تدوير المغذيات في نظام بيئي. تتطلب الكائنات الحية المختلفة أنواعًا مختلفة من العناصر الغذائية من بيئتها. علاوة على ذلك ، تنتج الكائنات الحية المختلفة أشكالًا مختلفة من المركبات. لذلك ، يجب أن توجد آليات لإعادة تدوير المركبات في نظام بيئي بطريقة تستخدمها باستمرار في نظام بيئي. تمتلك البيئة دورات مختلفة لإعادة تدوير المواد في نظام بيئي مثل دورة الكربون ودورة النيتروجين ودورة الفوسفور ودورة المياه. تضمن هذه الدورات الإمداد المستمر بأشكال مختلفة من العناصر الغذائية للكائنات الحية في النظام البيئي. يظهر النظام البيئي الافتراضي في شكل 1.


المجتمعات البحرية

قم بتنزيل وطباعة الرسوم التوضيحية للمجتمع البحري للتعرف على الكائنات الحية التي تعيش في بيئات المحيطات المختلفة.

علم الأحياء وعلوم الأرض وعلوم المحيطات

يمكن استخدام هذه المجموعة من الرسوم التوضيحية للمجتمع البحري كمساعدات بصرية أثناء التدريس الرسمي أو غير الرسمي أثناء التدريس حول العالم البحري. هناك ثلاث نسخ من كل رسم توضيحي:

  • التوضيح غير المسماة
  • رسم توضيحي بعنوان ، بدون علامة
  • معنون ، التوضيح المسمى

تم إنشاء الإصدارات الثلاثة المختلفة من أجل توفير المواد التي تناسب احتياجات أي موقف تعليمي على أفضل وجه.

يمكن تصنيف مناطق مختلفة من المحيط على أنها أنواع مختلفة من النظم البيئية البحرية. ان النظام البيئي يُعرَّف بأنه "مجتمع وتفاعلات الكائنات الحية وغير الحية في منطقة ما". تتميز النظم الإيكولوجية البحرية بكائنات وخصائص مميزة تنتج عن مزيج فريد من العوامل الفيزيائية التي تخلقها. تشمل النظم البيئية البحرية: السهل السحيق (مناطق مثل الشعاب المرجانية في أعماق البحار ، وشلالات الحيتان ، وبرك المياه المالحة) ، والمناطق القطبية مثل القطب الجنوبي والقطب الشمالي ، والشعاب المرجانية ، وأعماق البحار (مثل المجتمع الموجود في عمود المياه السحيقة) ، المخارج الحرارية المائية ، وغابات عشب البحر ، وأشجار المانغروف ، والمحيط المفتوح ، والشواطئ الصخرية ، والمستنقعات المالحة والسهول الطينية ، والشواطئ الرملية.

يربط الغلاف المائي جميع أنظمة المياه العذبة والمياه المالحة. الملوحة ، أو المحتوى العالي من الملح ، والدوران العالمي يجعل النظم الإيكولوجية البحرية مختلفة عن النظم الإيكولوجية المائية الأخرى. العوامل الفيزيائية الأخرى التي تحدد توزيع النظم البيئية البحرية هي الجيولوجيا ودرجة الحرارة والمد والجزر وتوافر الضوء والجغرافيا.

بعض النظم البيئية البحرية منتجة للغاية. المناطق القريبة من الشاطئ ، بما في ذلك مصبات الأنهار والمستنقعات المالحة وغابات المنغروف ، تعج بالحياة. البعض الآخر ، مثل السهل السحيق في قاع المحيط ، يحتوي على جيوب من الحياة تنتشر بعيدًا عن بعضها البعض. بعض النظم البيئية البحرية ، مثل أعماق البحار ، في ظلام دائم حيث لا يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي. تمر النظم البيئية الأخرى ، مثل الشواطئ الصخرية ، بتغيرات شديدة في درجة الحرارة ، وتوافر الضوء ، ومستويات الأكسجين ، وعوامل أخرى على أساس يومي. الكائنات الحية التي تعيش في النظم البيئية البحرية المختلفة متنوعة مثل النظم البيئية نفسها. يجب أن تتكيف بشكل كبير مع الظروف المادية للنظام البيئي الذي يعيشون فيه. على سبيل المثال ، تكيفت الكائنات الحية التي تعيش في أعماق البحار مع الظلام من خلال إنشاء مصدر الضوء الخاص بها - فالحور الضوئي عبارة عن خلايا على أجسامها تضيء لجذب الفريسة أو الأزواج المحتملين. لا تزال أجزاء كثيرة من المحيط غير مستكشفة ولا يزال هناك الكثير لتعلمه عن النظم البيئية البحرية.


بناء الجينوم المعروف لتطوير النظم وبيولوجيا النظم البيئية

اقترح جيسي بولندا من جامعة ولاية كانساس تسلسل عشبة القمح الوسيطة (Thinopyrum وسيط، والمعروف بالتناوب Agropyron وسيط) ، على اليسار. يحتوي عشب القمح الوسيط على محصول كتلة حيوية مكافئ لعشبة تبديل المواد الأولية المرشحة للطاقة الحيوية. العينة اليمنى من Agropyron repensالتي تحدث مع Agropyron وسيط. (مات لافين ، CC BY-SA 2.0 ويكيميديا ​​كومنز)

أعلن معهد الجينوم المشترك التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE JGI) ، وهو مكتب تابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، عن اختيار 27 مشروعًا جديدًا لبرنامج علوم المجتمع (CSP) لعام 2016.

قالت سوزانا ترينجي: "إن مشاريع الطاقة الشمسية المركزة الجديدة هذه ، التي تم اختيارها من خلال عملية المراجعة الخارجية لدينا ، تستغل القدرات المتطورة لـ DOE JGI في تسلسل الحمض النووي وتحليله ، وبناء محفظتنا في مجالات التركيز الرئيسية بما في ذلك إنتاج الطاقة الحيوية المستدامة ، والميكروبات النباتية والكيمياء الحيوية الأرضية". نائب برامج مستخدم DOE JGI.

تم اختيار مشاريع CSP 2016 من بين 74 عرضًا كاملاً تم استلامها ، نتجت عن 98 خطاب نوايا تم تقديمها. يُقدر التخصيص الإجمالي لمحفظة CSP 2016 للاستفادة من ما يقرب من 40 تريليون قاعدة (تيراباسات أو Tb) من قدرة تسلسل الجينوم النباتي والفطري والميكروبي التابع لوزارة الطاقة. يمكن العثور على القائمة الكاملة للمشاريع على http://jgi.doe.gov/our-projects/csp-plans/fy-2016-csp-plans/.

جينوم مرجعي واحد ، العديد من التطبيقات

تسلط العديد من المشاريع الضوء على كيفية تطبيق جينوم مرجعي واحد للنهوض بالدراسات المدعومة مسبقًا ، بينما يركز البعض الآخر على التفاعلات الميكروبية والنباتية. اثنان ، على وجه الخصوص ، الاستفادة من جوائز وزارة الطاقة الحديثة للطاقة الحيوية المستدامة من مكتب البحوث البيولوجية والبيئية (BER).

اقترح دانيال شاختمان من جامعة نبراسكا ، لينكولن مشروعًا يركز على تحليل أنظمة الذرة الرفيعة ثنائية اللون، وهي مادة أولية محتملة للطاقة الحيوية تم ترتيبها بواسطة DOE JGI ونشرها في المجلة طبيعة سجية في عام 2009. يسعى المشروع إلى فهم كيفية تأثير التركيب الوراثي - التركيب الجيني الأساسي - تكوين الميكروبيوم والبيئة على النمط الظاهري للذرة الرفيعة - الصفات التي يمكن ملاحظتها في النبات. هذا العمل مدعوم أيضًا بمنحة الطاقة الحيوية المستدامة لشاختمان وكذلك الزملاء في مركز دونالد دانفورث لعلوم النبات وجامعة نورث كارولينا.

مشروع آخر يهدف إلى تحسين إنتاجية محاصيل الطاقة الحيوية يأتي من Tom Juenger في جامعة تكساس في أوستن. من خلال تسلسل عدة مئات من الأنماط الجينية لعشبة التبديل ، يأمل الفريق في تحديد الاختلافات الجينية التي تساهم في إنتاجية عالية وكتلة حيوية نباتية عالية الجودة يمكن استخدامها لإنتاج الوقود الحيوي. يتوافق مشروع Juenger مع منحة تنمية محاصيل الطاقة الحيوية المستدامة التي يقدمها من خلال BER. للحصول على فرصة التمويل هذه ، التمست BER تطبيقات لبحوث أساسية مدفوعة ببيولوجيا الأنظمة تركز على فهم أدوار الميكروبات والمجتمعات الميكروبية في المساهمة في صحة المواد الأولية لمحاصيل الطاقة الحيوية والنظم الإيكولوجية المرتبطة بها.

هناك أربعة مشاريع تستخدم كلاميدوموناس رينهاردتي مورد الجينوم الذي تم إنشاؤه بواسطة DOE JGI في عام 2007 ، على سبيل المثال. يتضمن أحد المشاريع من جامعة كاليفورنيا ، كريس نيوجي من جامعة كاليفورنيا ، إعادة ترتيب طافرات الطحالب لتحديد الجينات المرتبطة بعملية التمثيل الضوئي. آخر يأتي من Sabeeha Merchant في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس يبحث في الطحالب التي تستعمر الثلج في القطب الشمالي كمواد وسيطة محتملة في مزارع الطحالب للوقود الحيوي.

يركز مشروع الطاقة الشمسية المركزة بقيادة جامعة كلارك & # 8217s David Hibbett على مسح جينومي متعمق لـ لينتينولا جنس. لينتينولا هي مجموعة من الفطريات ذات العفن الأبيض المتحلل للخشب ، والتي ربما اشتهرت باسم جنس فطر شيتاكي ، عدسات Lentinula. (الصورة من Dominik18s عبر Flickr CC BY 2.0)

من جيسي بولندا من جامعة ولاية كانساس هو اقتراح لتسلسل عشبة القمح الوسيطة (Thinopyrum وسيط) ، وهو نبات معمر يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالقمح وله إنتاجية من الكتلة الحيوية تعادل عشبة التبديل. من خلال إنتاج مجموعة الجينوم الكامل لعشبة القمح الوسيطة ، ثم إجراء تحليلات مقارنة مع أنواع نموذج وزارة الطاقة JGI Flagship والعشب ديستاتشيون Brachypodiumوفيما يتعلق بالقمح ، يأمل الفريق في تطوير موارد جينومية يمكن تطبيقها نحو طرق تحسين إنتاجية أعشاب المواد الأولية المرشحة للطاقة الحيوية.

التفاعلات بين الكائنات الحية

بالإضافة إلى مشروع Juenger المذكور أعلاه ، يركز مشروع من J. Chris Pires من جامعة ميسوري على العلاقة التكافلية بين بساتين الفاكهة والفطريات. توجد بساتين الفاكهة في جميع أنحاء العالم وتعتمد بذورها على الكربون الذي توفره الفطريات الجذرية فقط لتنبت وتتطور إلى شتلات. قد تزود دراسة هذه العلاقات الباحثين برؤى ثاقبة حول تطور التفاعلات الفطرية للنباتات للمواد الأولية للكتلة الحيوية ذات الصلة بوزارة الطاقة.

يركز اقتراح من ماتيو لوريتو من جامعة نابولي بإيطاليا على ارتباط تكافلي مماثل بين فطريات التربة ومحاصيل المواد الأولية. يستهدف مشروعه على وجه التحديد المستقلبات الثانوية ، وهي مركبات تساعد الكائن الحي على الازدهار والتواصل ، التي ينتجها الترايكوديرما تتفاعل الأنواع الفطرية مع الحشائش B. ديستاتشيون.

تسلط مشاريع أخرى الضوء على أهمية التفاعلات الميكروبية داخل النظام البيئي. يأتي أحد هذه المشاريع من كريستوفر فرانسيس من جامعة ستانفورد ، الذي يدرس دور المجتمعات الميكروبية لدورة النيتروجين في مواقع المياه الجوفية الملوثة باليورانيوم داخل حوض نهر كولورادو الأعلى. الهدف هو تحديد الدور الذي يمكن أن تلعبه النترجة في إطلاق اليورانيوم في طبقة المياه الجوفية.

يهتم كريستوفر فرانسيس من جامعة ستانفورد بالسهول الفيضية في حوض نهر كولورادو العلوي ، والتي تكون عمومًا فقيرة بالمغذيات ولكنها وفيرة في معادن كبريتيد الحديد ، مما يؤدي إلى الواصف & # 8220 مناطق منخفضة بشكل طبيعي & # 8221 (NRZs). هناك مخاوف من أن المناطق الخالية من المخاطر هي مصادر بطيئة إطلاق اليورانيوم إلى طبقة المياه الجوفية والتي يمكن أن تستمر لمئات السنين. (تصوير روي كالتشميت ، مختبر بيركلي)

يركز مشروعان آخران للميكروبيوم النباتي على التفاعلات الفطرية التي تتضمن مواد أولية مستدامة للطاقة الحيوية مثل الحور والأوكالبتوس. يهدف أحدهما من ريتشارد هاملين في جامعة كولومبيا البريطانية في كندا إلى تطوير قاعدة بيانات لمسببات الأمراض التي يمكن أن تضر بأشجار الصنوبر والحور وبالتالي تمنع تفشي المرض من خلال الكشف المبكر ، بينما ينظر الآخر من إيان أندرسون في جامعة ويسترن سيدني بأستراليا. التعبير الجيني الوظيفي من التبادلية بيسوليثوس الجنس ، والعديد من الأنواع التي لها علاقات تكافلية مع الصنوبر والأوكالبتوس.

التركيز على الفطريات

تحتوي العديد من المشاريع الأخرى على مكون فطري ، مما يسلط الضوء على اتساع هذا الفرع المعين على شجرة الحياة. تعمل ثلاثة من المشاريع المختارة على توسيع مشروع 1000 جينوم فطري ، والذي يهدف إلى الحصول على جينومين مرجعيين على الأقل من أكثر من 500 عائلة معترف بها من الفطريات. لا تزال هناك مشاريع أخرى تركز على تسخير الإنزيمات الفطرية لتطبيقات الطاقة الحيوية. يأتي أحد هؤلاء من فيرونيكا دولهوفر في مركز ولاية بافاريا لأبحاث الزراعة في ألمانيا. اقترحت دراسة الفطريات اللاهوائية من أحشاء المجترات لفهم أفضل لكيفية تكسير المواد النباتية المبتلعة. تسمح الإنزيمات الموجودة في الفطريات اللاهوائية لها بتحطيم كتلة النبات وتحويلها إلى سكريات ، وهو مزيج يمكن أن يكون مفيدًا في مصانع الغاز الحيوي على نطاق الإنتاج.


شاهد الفيديو: أثر تغيرات البيئة في الأنظمة البيئية (شهر فبراير 2023).