Məlumat

5.7: Niyə Vacibdir - Viruslar - Biologiya

5.7: Niyə Vacibdir - Viruslar - Biologiya


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.

Niyə fərqli virusları və insanlara yoluxdurmaq üçün istifadə etdikləri üsulları müəyyən etməliyik?

Oktyabrın sonlarıdır və Kendra anasından bir mesaj alanda oxuyur: "Sən hələ də qripə qarşı vurulmusan?" Kendra kitabını yerə qoyur ki, anasına mesaj göndərsin, yox, hələ vaxtı yoxdur; dərslər onu bu semestrdə həqiqətən məşğul edir. "Bir xətt varsa, gözləyərkən oxuya bilərsiniz!" anası yekunlaşdırır.

Kendra anasına bu barədə düşünəcəyini, amma əslində yenidən təhsil almalı olduğunu söyləyir. Bir neçə dəqiqədən sonra Kendra anasından bir mətn alır: bu, insanların niyə hər il qripə qarşı peyvənd edilməli olduğunu izah edən bir məqalədir. Kendra oxuduqca qrip virusunun ildən -ilə dəyişdiyini öyrənir. O, oxuyarkən fasilə verir: bu, virusların canlı olması deməkdirmi? Dəyişmək məcburiyyətində qalacaqlar, elə deyilmi?

Bu modulda biz viruslar haqqında öyrənəcəyik: onların necə fəaliyyət göstərdiyini və insanları və heyvanları necə yoluxdurduğunu. Və əlbəttə ki, onların sağ olub -olmadığını müəyyən edəcəyik.

Öyrənmə Nəticələri

  • Virusun kəşfi, təkamülü və təsnifatının əsaslarını müzakirə edin
  • Bir viral infeksiyanı təsvir edin və bir infeksiyanın ev sahibinə hansı təsir etdiyini izah edin
  • Viruslara tibbi yanaşma kimi peyvəndləri və antiviral dərmanları müqayisə edin
  • Prionlar və viroidləri təsvir edin

Bu, Google -un keçmiş CEO -su Eric Schmidt ilə eksklüziv söhbətdən götürdüyüm fikir idi. Cənab Schmidt, qruplarına, müştərilərinə, investorlarına və cəmiyyətimizə ən yaxşı şəkildə xidmət edərkən, sintetik biologiya sənayesinin liderləri ilə sənaye üçün bu ilk növ pozulmanın necə aradan qaldırılması barədə danışmaq üçün vaxt ayırdı. Söhbət ev sahibliyi etdiyim koronavirusla bağlı canlı rəqəmsal tədbirlərin bir hissəsidir.

İrəli yolda müdriklik vermək üçün Şmidtdən daha bacarıqlı olan az adam var. Google-un baş direktoru kimi o, Y2K və 9/11 vasitəsilə dünyanın ən mühüm texnologiya şirkətini uğurla idarə etdi və Google-un mənfəəti 2008-ci il iqtisadi böhranı zamanı belə artdı.

Cənab Schmidt eyni zamanda sintetik biologiyaya çox uyğun üç sahə olan məlumatların, qabaqcıl hesablamaların və qabaqcıl mühəndisliyin sürətli texnoloji inkişafına yönəlmiş bir müəssisə kapital şirkəti olan Innovation Endeavors-un qurucu ortağıdır. Və Deep Life-ın qurucusu olaraq, o, həyat elmi ilə kompüter elminin kəsişməsində ən çətin problemləri həll etməyi öhdəsinə götürdü.

Sintetik biologiya, çörək və ya pivə hazırlamaq üçün istifadə etdiyi eyni əsas fermentasiya metodundan istifadə edərək, biologiyanı istehsal vasitəsi kimi istifadə etməyi hədəfləyən böyüyən bir sahədir. Ancaq biologiya ilə istehsal, neft kimyasına bağlı olaraq mövcud istehsal yanaşmalarından daha davamlı və daha dəqiqdir. Bu gənc sənayedə bir çox şirkət üçün yaşadıqları ilk iqtisadi böhran. Digər sənaye sahələri kimi, sintetik biologiya da dünya böhranının həllinə kömək üçün sintetik biologiyaya müraciət etdiyi halda, COVID-19-un iqtisadi və sosial pozulmasına cavab olaraq strategiyalar hazırlamalıdır.

İnternetin ən vacib adamlarından birindən daha texno-optimist bir perspektiv gözləyirdim. Ancaq Erikin düşüncəsi daha çox "ən yaxşısına ümid, ən pisinə plan" idi.

Amerikanın çipsi çatışmazlığı bir klipdən daha çoxdur

Stanley Black & Decker-in Jim Loree-in Qazla işləyən Alətləri, Trimmerləri və Biçiciləri Elektrikləşdirmək üçün Böyük Planları var.

Çikaqoda Tıxac Los Ancelesdə Necə Dəstəklənir: Boru Kəməri İnventarizasiyası İndi Böyük Bir Logistika Problemidir

1. Ölkə virusun yayılmasının dayandırılmasına tam diqqət yetirməlidir.

Başlamaq üçün Erik ABŞ iqtisadiyyatının 3 trilyon dollara qədər itirdiyi təxmini hesablamalara istinad etdi. hər ay pandemiya səbəbiylə. Millət bu cür pul itirən bir iş olsaydı, koronavirusla mübarizə üçün Manhattan Layihəsi qurmaq kimi problemi həll etmək üçün özünü dayandırar və tamamilə yenidən işləyərdi.

İnsanların virusun eksponent artımını başa düşməsinin çətin olduğunu söylədi. Epidemioloqlar bir xəstəliyin yoluxuculuğunu ölçmək üçün R0 dəyərindən istifadə edirlər, bu, həmin xəstəliyə malik bir şəxsdən yoluxucu xəstəliyə yoluxacaq insanların orta sayına bərabərdir. Schmidt, koronavirus üçün R0-ın təxminən 2.6 olduğunu və virusun hər altı gündə iki dəfə artdığını söylədi. "Bir həftəlik vaxt belə əhəmiyyətlidir" dedi. (Daha çox məlumatla, bəzi tədqiqatçılar R0 -nu hər 3 gündə iki dəfə artıraraq 5.7 -yə yaxın olduğunu təxmin etdilər.)

Schmidt, ABŞ-ın İkinci Dünya Müharibəsindəki kimi hər saat bir bombardmançı qurmaq üçün yenidən bir vasitə qura biləcəyi təqdirdə, bu pandemiyanı daha yaxşı həll etmək və daha tez sağalmaq üçün, şübhəsiz ki, bu cür yenilik və istehsal qabiliyyətindən istifadə edə biləcəyimizi söylədi.

O, həmçinin qeyd etdi ki, ABŞ-ın tənzimləyici duruşunun “yox” qərəzi bu cür böhrana sürətlə reaksiya vermək üçün götürməli olduğumuz risklərə uyğun gəlmir. Orta hesabla, icazə verən bir duruş daha yaxşı, daha sürətli nəticələr verir və bu, daha kiçik problemləri daha sonra təmizləməyimizə mane olmur.

2. Bizneslərini tez bir zamanda yenidən quran şirkətlər ən yaxşısını bərpa edəcəklər.

2008-2009-cu il maliyyə böhranı təcrübəsindən Şmidt müşahidə etdi ki, yeni iqtisadi reallığa uyğunlaşmaq üçün bizneslərini tez dəyişən şirkətlər ən yaxşı vəziyyətdən çıxmış şirkətlərdir. Google -dan nümunə olaraq istifadə etdi.

"200 nəfərlik işdən çıxarmağımız var idi ki, bu da bizim üçün dəhşətli bir iş idi" dedi. Google, eyni zamanda mübahisə doğuran səhm seçimlərini yenidən bahalaşdırdı, ancaq işçilərini önümüzdəki bir neçə il ərzində bağlamağa kömək etdi. Bu ağrılı qısa müddətli addımlar "işi olduqca əzələli şəkildə yenidən qurdu." Google-un mənfəəti hətta 2008-2009-cu illərdəki tənəzzül dövründə artdı.

Nağd pula nəzarəti ələ alın, dedi Schmidt və arıqlayın. Bazar normallaşana qədər nağd pulun tükənməsi sizə zərər verə biləcək ən böyük şeydir.

3. Yaxşı etdiyiniz işə diqqət edin.

Schmidt, bu dövrədə ən çox ehtimal olunan ssenarinin, lider şirkətlərin bir ildən sonra daha da güclənəcəklərini söylədi. "Fövqəladə yaxşı etdiyiniz işə diqqət yetirin" dedi, "və yan tərəfdə olan şeylərdən qurtulun. Və bunu o qədər yaxşı et ki, ortaya çıxanda lider olaraq qalib olursan. "

4. Qlobal bazarlarda dəyişiklik etməyi planlaşdırın.

Schmidt, millətçilik qüvvələrinin bu gün qalib gəldiyini söylədi. Beynəlxalq bazarlardan asılı olan şirkətlər, gəlirliliyi artırmaqla yanaşı, güclü tərəflərinə diqqət yetirmək istəyə bilərlər.

Pandemiyanın potensial nəticələrindən biri Yaxın Şərqdə və başqa yerlərdə qeyri-sabitliyi artırmaqdır ki, bu da Çinin bu bölgələrdə gücünü artıracaq.

Çində və digər yerlərdə istehsaldakı potensial fasilələr də daxili təchizat zəncirlərinin nə qədər kritik olduğunu göstərir. Bu yüksək paylanmış bio istehsal sahələrini inkişaf etdirmək üçün bir arqument ola bilər. Ölkənin qarğıdalı və digər xammal ehtiyatlarına yaxın hissələrində fermentasiya infrastrukturunun necə qurulacağını əvvəllər yazmışdım. Bu, təkcə xalqımızın xaricdə istehsal olunan kimyəvi maddələrə və materiallara çıxışını təmin etməyəcək, həm də çoxlu yer, çoxlu xammal və yüksək keyfiyyətli, yüksək texnologiyalı işlərə artan tələbatı olan kənd təsərrüfatı bölgələri üçün bir xeyir olardı.

Qlobal bir ticarət müharibəsi qarşısında Schmidt, Trump -ın edə biləcəyi ən əhəmiyyətli telefon zənglərindən birinin Çin Prezidenti Xi Jinpingə tarifləri boğmaq əvəzinə bu pandemiya dövründə ticarətimizi artırmağımızı təmin etmək olduğunu düşündü. Tariflər, pandemiya ilə mübarizə üçün lazım olan malların, kompüter çiplərindən burun çubuqlarına qədər hər iki ölkənin təchizat zəncirinə mane ola bilər. Yenə də cavabımızın sürəti əsasdır və malların hərəkətində hər hansı bir məhdudiyyət qlobal reaksiyaya yararsızdır.

5. Rəqəmsal həyat daha da güclənəcək.

Zoom-dan, onlayn ərzaq alış-verişindən və internetdə yaşamaq və işləmək alətlərindən yeni asılılığımız daha da artacaq.

Bu, Şmidtin dediyi kimi, teletibbdən və onlayn alışların artırılmasından tutmuş konfranslarda iştiraka və mətbəx masalarımızdan işləməyə qədər "hər şey" olacaq. Ola bilsin ki, köhnə işlərə qayıtmaq istəmirik, heç olmasa tamamilə yox.

Məsələn, təhsili götürək. Uzaq və kasıb bölgələrdə olan uşaqlar dünyanın istənilən yerində dünya səviyyəli mütəxəssis müəllimlərə onlayn giriş əldə edə bilərlər. Təhsil sistemlərinin özləri təsirlənəcək. Schmidt, böyük müəllimləri böyük texnologiya ilə birləşdirdiyiniz zaman tədris sistemlərinin ən yaxşı işlədiyini söyləyir.

Rəqəmsal həyatımız, koronavirusu olan birisinə yaxın olub -olmamağımızı izah edən vasitələrlə pandemiya ilə mübarizə aparmağımıza kömək edə bilər. Ancaq texnologiya şirkətləri istehlakçıların məxfiliyini poza biləcək vasitələr verməkdən çəkinə bilər. Schmidt, şəxsi məlumatların anonim qalaraq paylaşılması üçün bir növ pasport sistemi təklif etdi, açıq mənbəli bir sistemdir ki, tədqiqatçılar ictimai fayda üçün onun üzərində qura bilsinlər.

Uzun müddətdə nə gözləmək olar

Schmidt, bəzi insanların qorxularının onları şəhərlərdən uzaqlaşdıra və daha kənd həyat tərzinə sövq edə bilsə də, urbanizm və istehlakçılığa doğru mövcud tendensiyaların davam edəcəyinə inanır. Səyahətlər azala bilər (hava səyahətlərinin 11 sentyabr hadisələrindən sonra əvvəlki səviyyələrə qayıtması beş il çəkdi), lakin təhlükəsizlik və "keyfiyyətə uçuş" çatdıran markalar belə bir istehlak bazarında uğur qazana bilər.

Nəhayət, Schmidt, böhranın yaz aylarına qədər davam edəcəyini və payızda virusun ikinci dövrəsini gözləməli olduğumuzu məsləhət görür. Ən optimist proqnozlar, bir peyvəndin 2021-ci ilin ortalarında ortaya çıxacağıdır, buna görə də xüsusilə virusa ən çox həssas olan insanlar üçün ən azı bir il bir qədər pozulma və ya fiziki uzaqlaşma gözləmək olar.

Oktyabr ayında SynBioBeta'da Schmidt, sintetik biologiyanın daha sürətli dizayn-qur-test-öyrənmə döngəsi üçün rəqəmsal bir platforma gətirməsindən bir neçə il əvvəl olduğuna inandığını söylədi. "Əminəm ki, sizdə olan insanların keyfiyyəti və bu üzərində işləyən insanların sayı, üstəlik insanların əməkdaşlıq etməsi faktı, bu platforma nəticəsində sürətlənmədə kvant sıçrayışı olacaq."

Ümid edək ki, haqlıdır, çünki bu cür pandemiyanın həyatımızda təkrarlanmaması üçün lazım olan kvant sıçrayışıdır.


Virusologiya Təlim Proqramı

Virologiya Təlimi Qrantı, 1988 -ci ildə Kaliforniya Universitetində (Irvine) (UCI) qurulan Ökaryotik Virusların Molekulyar Biologiyası üzrə bir təhsil proqramına davamlı olaraq dəstək verir. Proqramın məqsədi doktorantura səviyyəsində təhsil alan tələbələrə molekulyar təməl aspektləri öyrətməkdir. gen ifadəsinin tənzimlənməsi, virus quruluşu, virus-ev sahibi qarşılıqlı əlaqəsi və patogenezi ilə əlaqəli virusologiya. Bu proqram virus zülallarının quruluşları və bütöv virus hissəcikləri ilə əlaqəli olduğu üçün viral proteomikada fənlərarası təhsili də vurğulayır.

Qrant tələbələri UCI-də Hüceyrə və Molekulyar Bioelmlər Məzun Proqramında (CMB) Viroloji Tədqiqatın bir hissəsidir. Bu trek fakültədən, tələbələrdən, doktorantlardan və laboratoriya işçilərindən ibarətdir ki, bu da virusologiya və əlaqəli fənlər üzrə tədqiqat maraqlarını bölüşür. Virusologiya üzrə təlim proqramına viral gen ifadəsi, viral infeksiyaların molekulyar patogenezi və elmi yazılar üzrə seçmə kurslar, həmçinin Virusologiya Jurnal Klubu daxildir.

Virologiya Təlim Proqramı a NIH və Milli Allergiya və Yoluxucu Xəstəliklər İnstitutundan T32 təlim qrantı və 2020-ci ilin payızında üç kursant üçün daha 5 il müddətinə yenilənəcək. Əlavə dəstək, bir əlavə tələbə yuvasına bərabər olan UCI Məzun Bölümü tərəfindən təmin edilir. Üç NIH Stajçısı və Grad Division Təqaüdçü yuvası 2020 -ci ilin yayında elan ediləcək.

Hazırkı Təlimçilər

Yeva Mirzəxanyan
Gershon Lab
Molekulyar Biologiya və Biokimya

Nicholas Rhoades
Messaoudi Laboratoriyası
Molekulyar Biologiya və Biokimya

Emili Noybert
Tinoco Laboratoriyası
Molekulyar Biologiya və Biokimya

Liang Liu
Şi laboratoriyası
Mikrobiologiya və molekulyar genetika
CVR Təqaüd Mükafatı laureatı


Alzheimer 's xəstəliyinin çətin səbəblərini təqib etmək

Son illərdə Alzheimer tədqiqatlarına ayrılan maliyyə vəsaitinin kəskin artması, elm adamlarının xəstəliyin çətin bioloji səbəblərini kəşf edə biləcəklərinə ümid yaradır.

Niyə əhəmiyyətlidir: Ümumilikdə 5,7 milyon amerikalı hazırda Alzheimer xəstəliyi ilə yaşayır və 2050-ci ilə qədər körpə buomerlərin yaşı kimi 14 milyon insanın bu xəstəliyi inkişaf etdirəcəyi gözlənilir. Buna cavab olaraq, ABŞ Alzheimer tədqiqatları üçün maliyyəni kəskin şəkildə artırdı, ildə 400 milyon dollardan. İllik 2 milyard dollardan çox, Bill Qeyts ilin sonundakı bloqunda bu faktı qeyd etdi.

Nə yenidir: Son araşdırmalar da daxil olmaqla mümkün səbəb əlaqələrinə baxır.

1. Bakteriya və viruslar. Çərşənbə günü edilən bir araşdırma, diş ətinin iltihabına səbəb olan bakteriyalarla əlaqənin ola biləcəyini söyləyir. Porphyromonas gingivalis.

  • Bakteriyalar, siçanlarda demansa bənzər simptomlara səbəb olduğu və Alzheimer xəstələrinin beyin nümunələrində aşkar edildiyi gingipains adlı zəhərli fermentlərə səbəb olur.
  • Ancaq hər kəs bunun Alzheimer xəstəliyinə səbəb olduğuna inanmadı. Edelmayer deyir ki, bir sıra tədqiqatlar xəstələrin beynində tapılan bakteriya və/və ya virusların rolunu tədqiq edir – problem ondadır ki, bu patogenlərin Alzheimer xəstəliyinə səbəb olub-olmadığını və ya onların beyinə zərər verdiyi üçün daxil olub-olmadığını görmək üçün daha geniş tədqiqatlara ehtiyac var. artıq xəstəlik.

2. Həyat tərzi. Sent-Luisdəki Vaşinqton Universiteti Tibb Fakültəsinin tədqiqatçıları cümə axşamı açıqladılar ki, yuxusuzluğun beyin zədələnməsi və demensiya ilə əlaqəli olan iki protein - tau və amiloid-beta - artırdığını aşkar etdilər.

  • Edelmayer bu araşdırmanı şərh edə bilməsə də, Alzheimer xəstəliyi ilə sağlam həyat tərzi sürməmək arasında əlaqənin tapıldığını deyir. Buraya yuxu və qan təzyiqi və qan şəkərinin səviyyəsinə nəzarət daxildir.
  • AA bu yaxınlarda həyat tərzi müdaxilələrini araşdırmaq üçün 60-70 yaş arası 2000-dən çox insanı əhatə edən U.S Pointer adlı iki illik klinik sınaqlara başladı.
  • "Məsələ ondadır ki, biz bu gün bilişsel geriləmə riskini azalda biləcək şeylər edə bilərik" Edelmayer deyir.

3. Genetik mutasiyalar. Bozuklukla əlaqəli bir çox gen var idi və indi APOE-4 kimi Alzheimer və#27 ilə əlaqəli genləri axtara biləcək evdən götürülən qan testləri var.

  • Ancaq Edelmayer, ailəvi Alzheimer xəstəliyinə səbəb olan nadir irsi genlərin olduğunu və Alzheimer xəstəliyi üçün daha böyük bir risk olduğunu göstərə biləcək bir çox genin olduğuna diqqət çəkir, ancaq bu xəstəliyin mütləq xəstələnəcəyi anlamına gəlmədiyini söyləyir. genetik markerlər üçün ev testləri aparan insanların, nəticələrin nə demək olduğunu izah edə biləcək bir genetik məsləhətçi ilə etmələri lazımdır.

4. İltihab. Beyni qoruyan qan-beyin baryerində olanlar da daxil olmaqla qan damarlarının iltihabının rolu ola bilər.

  • BEACON adlı yeni bir araşdırma, beynin damarlarında bir növ iltihabın beyin inkişafına necə təsir edə biləcəyini araşdırmaq üçün aprel ayında klinik sınaqlara başlamağı gözləyir.
  • Onlar adətən vuruşların qarşısını almaq üçün istifadə edilən Dabigatran dərmanının iltihab dövrünü pozub-patmayacağını yoxlayacaqlar.

Alt xətt: Tədqiqatçılar, mövcud mənbələrdə böyük bir artımla, bu xəstəliyin hələ də mümkün olan bioloji səbəblərini daraltmaq üçün çalışırlar.


İçindəkilər

Çarlz Darvindən əvvəl təkamülçü elm adamlarının çoxu duzçu idi. [1] Jean-Baptiste Lamark gradualist idi, lakin dövrün digər alimləri kimi duzlu təkamülün mümkün olduğunu yazmışdı. Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, "canavarların bir formadan digərinə ani keçidlə yeni növlərin qurucu ataları (və ya anaları) ola biləcəyini" söyləyən təkamül nəzəriyyəsini təsdiqlədi. [2] Geoffroy yazırdı ki, ekoloji təzyiqlər ani olaraq yeni növlərin yaranmasına səbəb ola bilər. [3] 1864 -cü ildə Albert von Kölliker Geoffroyun təkamülün heterogenez adı altında böyük addımlarla irəlilədiyini irəli sürdü. [4]

Nəşri ilə Növlərin Mənşəyi haqqında 1859 -cu ildə Charles Darwin, əksər təkamül dəyişikliklərinin tədricən davam etdiyini yazdı, ancaq sıçrayışların olduğunu inkar etmədi.

1860-cı ildən 1880-ci ilə qədər duzlama azlıq marağına malik idi, lakin 1890-cı ilə qədər elm adamlarının əsas marağına çevrildi. [5] 20 -ci əsr Levitdəki təkamül nəzəriyyələri ilə bağlı məqalələrində və b yazdı:

Saltatizmin tərəfdarları Darvinin təkamül tərəqqisinin yeganə mənbəyi kimi xarakterin yavaş -yavaş və tədricən artan fikir ayrılığını inkar edirlər. Tədricən dəyişikliyi tamamilə inkar etməzlər, ancaq köklü olaraq yeni "bədən planlarının" duzlama (ani, fasiləli və əhəmiyyətli dəyişikliklər, məsələn, makromutasiyalar seriyası) nəticəsində yarandığını iddia edərlər. Sonuncular, siniflər və sifarişlər daxil olmaqla yeni yüksək taksilərin birdən -birə ortaya çıxmasından məsuldur, kiçik dəyişikliklər isə növ səviyyəsindən aşağı olan gözəl uyğunlaşmalardan məsuldur. [6]

20 -ci əsrin əvvəllərində böyük mutasiyalar olaraq tuzlanma mexanizmi irəli sürüldü. Təbii seçmə ilə hərəkət edən kiçik təsadüfi dəyişmələrin tədricən baş verməsi haqqında Darvin anlayışına daha sürətli bir alternativ olaraq görüldü. Carl Correns ilə birlikdə 1900 -cü ildə Gregor Mendel'in miras qanunlarını yenidən kəşf etməyə kömək edən Hugo de Vries kimi erkən genetiklər arasında məşhur idi, William Bateson, genetikaya keçən İngilis zooloqu Thomas Hunt Morgan. Bu genetiklərdən bəziləri onu təkamülün mutasiya nəzəriyyəsinə çevirdilər. [7] [8] Mimikanın təkamülü və bunun tədricilik və ya duzlama ilə izah oluna biləcəyi ilə bağlı mübahisələr də oldu. Genetik Reginald Punnett kitabında duzlanma nəzəriyyəsini dəstəklədi Kəpənəklərdə təqlid (1915). [9]

Təkamülün mutasiya nəzəriyyəsi, növlərin tək bir nəsildə çoxlu və bəzi hallarda tamamilə yeni növlər yarada biləcək ətraf mühitin stresi nəticəsində sürətli mutasiya dövrlərindən keçdiyini irəli sürdü. Bu təkamül haqqında mutasiyaçı baxış sonradan Mendel genetikasının təbii seleksiya ilə uzlaşması ilə əvəzlənərək neo-Darvin sintezi üçün tədricən inkişaf edir. [10] 20-ci əsrin əvvəllərində bir çox elm adamını gradualizmi qəbul etməyə məcbur edən təkamüldə əhali təfəkkürünün ortaya çıxması idi. Ernst Mayr'a görə, 1940-cı illərdə təbii seleksiyanın izahedici gücünü nümayiş etdirən neo-Darvinist sintezdə populyasiya genetikasının inkişafı, təkamülün duzlu baxışlarının böyük ölçüdə tərk edilməsinə qədər idi. [11]

Duzlanma əvvəlcə mərhələli təkamülü dəstəkləyən neo-darvinizmin "müasir sintez" məktəbi tərəfindən rədd edildi, lakin o vaxtdan təkamül biologiyasındakı son dəlillərə görə qəbul edildi (hazırkı vəziyyət bölməsinə baxın). [12] [13] [14] [15] Son illərdə Carl Woese də daxil olmaqla duzlaşmanın bəzi görkəmli tərəfdarları var. Woese və həmkarları, bakteriya, arxea və eukarya sahələri arasında RNT imzası davamiyyətinin olmamasının, üç əsas orqanizm soyunun hüceyrədə kəskin dəyişikliyi ehtiva edən bəzi universal əcdad vəziyyətindən bir və ya daha çox böyük təkamül tuzları ilə meydana gəldiyinin əsas göstəricisi olduğunu irəli sürdülər. həyatın təkamülünün əvvəlində əhəmiyyətli olan, lakin kompleks orqanizmlərdə ümumi qəbul edilən Darvin mexanizmlərinə yol verən təşkilat. [16] Genetik Barbara McClintock "atlanan genlər", genomda sürətli dəyişikliklər yarada bilən xromosom transpozisiyaları ideyasını təqdim etdi. [17]

Ani növləşmə kimi də tanınan duzlu növləşmə, genetik mutasiyalar, xromosom aberrasiyaları və ya reproduktiv olaraq təcrid olunmuş fərdlərin yeni bir növ populyasiyası yaratmasına səbəb olan digər təkamül mexanizmləri vasitəsilə baş verən nəsildəki kəsilmədir. Poliploidiya, karyotipik parçalanma, simbiogenez və lateral gen transferi duzlu spesifikasiyanın mümkün mexanizmləridir. [18]

Botanik Con Kristofer Uillis erkən duzlu təkamül nəzəriyyəsini irəli sürdü. Növlərin təbii seçmə ilə tədricən təkamüllə deyil, böyük mutasiyalarla əmələ gəldiyini qəbul etdi. [19] [20]

Alman genetiki Rixard Qoldşmidt “ümidli canavar” ifadəsini işlədən ilk alimdir. Qoldşmidt hesab edirdi ki, kiçik mərhələli dəyişikliklər mikrotəkamül və makrotəkamül arasındakı hipotetik fərqi aradan qaldıra bilməz. Kitabında Təkamülün maddi əsasları (1940) o yazırdı: "Növlərdən növə dəyişiklik getdikcə daha çox əlavə atomistik dəyişiklikləri əhatə edən dəyişiklik deyil, ilkin modelin və ya reaksiya sisteminin yenisinə tam dəyişməsidir və sonradan mikromutasiya ilə yenidən növdaxili variasiya yarada bilər. " Qoldşmidt təkamüldəki böyük dəyişikliklərin makromutasiyaların (böyük mutasiyalar) səbəb olduğuna inanırdı. Makromutasiyalarla bağlı fikirləri, duzlu təkamülün bir növü sayılan ümidli canavar hipotezi kimi tanındı. [21]

Goldschmidt'in tezisi, hər kəs tərəfindən rədd edildi və bioloji cəmiyyətdə R.A. Fisher, J. B. S. Haldane və Sewall Wright. [22] Ancaq son zamanlar Goldschmidt'in təkamül inkişaf biologiyası sahəsindəki fikirlərinə maraq var, çünki bəzi elm adamları onun tamamilə yanılmadığına əmindirlər. [23]

Alman paleontoloqu Otto Schindewolf da təkamül nəzəriyyəsinin bir hissəsi olaraq makromutasiyanı dəstəklədi. Tədricilikə qarşı çıxan ortogenez, duzlu təkamül və yerdənkənar təsirlər düşüncələrinə əsaslanan fosil qeydlərinin alternativ bir şərhini təqdim etməklə tanındı, lakin sonrakı nəşrlərdə makromutasiyalardan imtina etdi. [24]

Danimarkadan biokimyaçı və embrioloq olan Søren Løvtrup 1974-cü ildə Qoldşmidtinkinə bənzər makromutasiya fərziyyəsini müdafiə etdi. [25] Lovtrup hesab edirdi ki, makromutasiyalar müxtəlif epigenetik proseslərə, yəni bioloji inkişafda səbəb-nəticə proseslərinə təsir edənlərə müdaxilə edir. Bu, təkamül yeniliklərinin ümumiyyətlə çoxsaylı çox kiçik dəyişikliklərin toplanması nəticəsində meydana gəldiyini iddia edən neo-darvinizmin tədricən mikromutasiya nəzəriyyəsi ilə ziddiyyət təşkil edir. Lovtrup həmçinin Stephen Gould və Niles Eldredge-in nöqtəli tarazlıqlarını rədd edərək, bunun makromutasiya nəzəriyyəsi deyil, tədricilik forması olduğunu iddia etdi. Lovtrup, Schindewolf, Mivart, Goldschmidt və Himmelfarb da daxil olmaqla Darvinin bir çox tənqidçilərini müdafiə etdi. [26] Mae Wan Ho Lovtrupun nəzəriyyəsini Riçard Qoldşmidtin ümidverici canavar nəzəriyyəsinə bənzədirdi. [25]

Goldschmidt, ümidli canavarların necə işləyə biləcəyinə dair iki mexanizm təqdim etdi. “Sistemik mutasiyaları” əhatə edən mexanizmlərdən biri klassik gen konsepsiyasını rədd etdi və artıq müasir elm tərəfindən nəzərə alınmır, lakin onun ikinci mexanizmi erkən inkişafı dəyişdirən və beləliklə də böyük dəyişikliklərə səbəb olan “dərəcəli genlərdə” və ya “nəzarət edən genlərdə” “inkişaf makromutasiyalarını” əhatə edirdi. Yetkinlərin fenotipinə təsir. Bu tip mutasiyalar müasir təkamül inkişaf biologiyasında nəzərdən keçirilən mutasiyalara bənzəyir. [27]

Kitabında Qoldşmidt Donald Prothero mövzusunda Təkamül: Fosillər Nə Deyir və Niyə Əhəmiyyətlidir (2007) yazdı:

Son iyirmi il Goldschmidt'i müəyyən dərəcədə doğrultdu. Tənzimləyici genlərin əhəmiyyətinin kəşf edilməsi ilə, neo-Darvinistlərin düşündüyü kimi bütün genomda kiçik ölçülü dəyişiklikləri deyil, orqanizmlərdəki böyük dəyişiklikləri idarə edən bir neçə genin əhəmiyyətinə diqqət yetirməklə vaxtını qabaqladığını anlayırıq. Bundan əlavə, ümidverici canavar problemi o qədər də həll olunmaz deyil. Embriologiya göstərdi ki, embrionların inkişaf edən bir əhalisini streslə (məsələn, istilik şoku) təsirləndirsəniz, bir çox embrionun eyni yeni embrion inkişaf yolu keçməsinə səbəb ola bilər və sonra hamısı reproduktiv yaşa çatdıqda ümidli canavarlar olur. yaş. [28]

2008 -ci ildə təkamülçü bioloq Olivia Judson məqaləsində Canavar Geri döndü və ümidvericidir ümidli canavar hipotezini [29] dəstəkləyən bəzi nümunələri və 2010 -cu ildə Nature jurnalında nəşr olunan bir məqaləni sadaladı. Təkamül: Ümidli Canavarın İntikamı Britaniya Kolumbiyası gölündəki çubuqlu populyasiyalar və Miçiqan laboratoriyasındakı bakteriya populyasiyaları üzərində aparılan tədqiqatlar göstərdi ki, böyük fərdi genetik dəyişikliklər orqanizmlərə "təkamül zibil yığınına məhkum etmədən" böyük təsir göstərə bilər. Məqalədə deyilir: "Böyük adaptiv dəyər verən tək gen dəyişiklikləri baş verir: onlar nadir deyil, məhv edilmir və kiçik təsirli mutasiyalarla rəqabət apararkən qalib gəlməyə meyllidirlər. Lakin kiçik effektli mutasiyalar hələ də vacibdir — Əsas incə tənzimləmə təmin edir və bəzən partlayıcı təkamülün davam etməsinə yol açır. " [30]

Bir kağız (Səh və s. 2010) yazmışdılar ki, Meksika aksolotl (Meksikalı ambistoma) ümidverici canavar kimi təsnif edilə bilər, çünki o, pələng salamanderləri arasında sürətlə və müstəqil şəkildə inkişaf edən adaptiv və törəmə inkişaf rejimi nümayiş etdirir. Məqaləyə görə, son illərdə ümidverici canavar hipotezinin aspektləri ilə maraqlanır:

Qoldşmidt təklif edirdi ki, mutasiyalar zaman-zaman populyasiyalar daxilində normadan köklü şəkildə yayınan fərdlər verir və belə şəxsləri “ümidli canavarlar” adlandırırdı. Ümidli canavarların yeni fenotipləri düzgün ətraf mühit şəraitində yaranarsa, sabitləşə bilər və əhali yeni bir növ tapar. Müasir sintez zamanı bu fikir azalsa da, son illərdə ümidverici canavar fərziyyəsinin aspektləri əsaslandırıldı. Məsələn, fenotipdə dramatik dəyişikliklərin əsas inkişaf genlərinin bir neçə mutasiyasından baş verə biləcəyi və növlər arasındakı fenotipik fərqlərin çox vaxt nisbətən az genetik faktorlarla əlaqəli olduğu aydındır. Bu tapıntılar ümidverici canavarların öyrənilməsinə və inkişafın təkamülü ilə bağlı təmin edə biləcəkləri perspektivlərə yenidən marağı stimullaşdırır. Laboratoriyada yaradılan mutantlardan fərqli olaraq, ümidli canavarlar təbii seçmə ilə formalaşmışdır və buna görə də adaptiv təkamül mexanizmlərini ortaya çıxarmaq ehtimalı daha yüksəkdir. [31]

Alman genetika professoru Günter Theissen, homeotik mutantları "ümidli canavarlar" kimi təsnif etdi və bu şəkildə yarana biləcək bir çox heyvan və bitki nəsil nümunələrini sənədləşdirdi. [32] [33] Amerikalı bioloq Maykl Frilinq mutasiya ənənəsində duzlaşma mexanizmi kimi "balanslaşdırılmış gen sürücüsünü" təklif etdi ki, bu da bitki və heyvan eukaryotik nəsillərində morfoloji mürəkkəbliyi əhatə edən tendensiyaları izah edə bilər. [34]

Məlum mexanizmlər Redaktə edin

Tuzlu təkamül nümunələri, keçmədən çoxala bilən sabitləşmiş hibrid halları (allotetraploidlər kimi) və simbiogenez hallarını əhatə edir. Həm genlərin təkrarlanması, həm də yanal gen köçürülməsi, duzlu olan nisbətən böyük dəyişikliklər gətirmək qabiliyyətinə malikdir. [35] Poliploidiya (ən çox bitkilərdə rast gəlinən, lakin heyvanlarda naməlum deyil) duzludur: əhəmiyyətli dəyişiklik (gen nömrələrində) bir nəsildə növləşmə ilə nəticələnə bilər. [36]

İddia edilən nümunələr Redaktə edin

Kırkayakda [37] fenotipik duzlaşmaya dair dəlillər tapıldı və bəzi elm adamları sfenks güvələrində duzlu təkamül nümunələrinə dair sübutların olduğunu irəli sürdülər. [38] Yuvarlak qurdun ağız boşluğunda duzlu dəyişikliklər baş vermişdir Caenorhabditis elegans. [39] Bəzi epigenetik irsiyyət prosesləri duzlu dəyişikliklər də yarada bilər. [40] Kəpənəklərdə və digər həşəratlarda mimikanın tədricən və ya duzlu təkamüllə izah oluna biləcəyi ilə bağlı mübahisə var. [41] Norrströmə (2006) görə, bəzi təqlid hallarında duzlamağa dair sübutlar vardır. [42] Endosimbiotik nəzəriyyə duzlu təkamülün bir növü hesab olunur. [43] Symonds və Elqar, 2004 qabıq böcəklərində feromon təkamülünün böyük duzlaşma dəyişiklikləri ilə xarakterizə olunduğunu irəli sürmüşlər. [44] cinsi feromonların təkamül yolu Bactrocera spesifikasiya ilə əlaqəli sürətli duzlu dəyişikliklər və sonradan tədricən fərqlilik səbəbiylə meydana gəldi. [45] Cinsdə saltional növlər tanınmışdır Clarkia (Lewis, 1966). [46] Təklif edilmişdir ki (Carr, 1980, 2000) Calycadenia pauciflora birdən çox xromosom fasilələrini əhatə edən tək bir duzlu hadisə nəticəsində birbaşa ata -baba irqindən yarana bilərdi. [47] Çiçəklərdə homeozun spesifik halları duzlu təkamül nəticəsində yarana bilər. Fərqli səhləb çiçəklərinin tədqiqatında (Bateman və DiMichele, 2002) populyasiyadakı sadə homeotik morfların sabitləşən və nəticədə yeni növlərə səbəb olan yeni qurulmuş formalara necə səbəb ola biləcəyini yazdı. [48] ​​Onlar transformasiyanı əsas inkişaf genlərinin mutasiyasının dərin bir fenotipik dəyişikliyə gətirib çıxardığı və bir növ daxilində yeni bir təkamül soyu meydana gətirdiyi duzlu bir təkamül prosesi olaraq izah etdilər. [49]


Virus Tədqiqatları Mərkəzi

Virus Araşdırmaları Mərkəzi (CVR), molekulyar virologiyada qurulan araşdırmalara əsaslanaraq, bir çox fənlər üzrə UCI -də təqaüd, təlim və birgə araşdırma aparmağı hədəfləyir. CVR həm inzibati infrastrukturu, həm də virusa əsaslanan, fənlərarası tədqiqat üçün tələb olunan təlim və ümumi laboratoriya imkanlarını təmin edir. CVR, UCI-nin Tədqiqatlar üzrə Prorektoru, Ph.D, Pramod Khargonekar-a hesabat verən Tədqiqatlar Ofisinin nəzdində Mütəşəkkil Tədqiqat Bölməsidir (ORU).

Yeni yaranan və yenidən yaranan virusların dünya miqyasında ictimai sağlamlıq təhdidləri ilə bütün səviyyələrdə virus tədqiqatlarına maraq gücləndi və yeni qlobal perspektiv aldı. Beləliklə, yerli, milli və beynəlxalq səviyyədə viruslar və virus xəstəliklərinin daha əhatəli başa düşülməsinə ehtiyac var. Nəticədə, molekulyar biologiya, təkamül biologiyası, immunologiya, patogenez, nevrologiya, biokimya, struktur biologiyası, proteomika və biotibbi mühəndislik kimi əvvəllər ayrı -ayrı fənlər indi virus tədqiqatları ilə asanlıqla əlaqələndirilir.

Bu cür inteqrasiya olunmuş tədqiqat yolları, Virus Araşdırmaları Mərkəzinin yüksək fənlərarası təbiətinin açarıdır.


6 may 2018 -ci il bazar günü 15:00 - 16:30

Tədqiqatçı və xərçəng həkimi Joshua LaBaer, ​​ABŞ -da mövcud olan xərçəng aşkar etmək üçün bir qan testi icad etdi və bu çətin xəstəliyin yeni, daha erkən və daha dəqiq bir şəkildə aşkarlanması üçün axtarışlarını davam etdirir. Onun çıxışı xərçəngin nə olduğunu və onun bütün insan xəstəlikləri arasında niyə unikal olduğunu, son on ildə əldə edilən heyrətamiz irəliləyişləri əhatə edəcək və üfüqdə olanları paylaşacaq.


İçindəkilər

Bioloji çirkləndirici orqanizmlər arasında müxtəliflik çox müxtəlifdir və çəmən və dəniz yosunlarının birləşməsindən çox kənara çıxır. Bəzi hesablamalara görə, 4000 -dən çox orqanizmdən ibarət 1700 -dən çox növ bioloji çirklənmədən məsuldur. [9] Biofouling is divided into microfouling — biofilm formation and bacterial adhesion — and macrofouling — attachment of larger organisms. Due to the distinct chemistry and biology that determine what prevents them from settling, organisms are also classified as hard- or soft-fouling types. Calcareous (hard) fouling organisms include barnacles, encrusting bryozoans, mollusks, polychaete and other tube worms, and zebra mussels. Examples of non-calcareous (soft) fouling organisms are seaweed, hydroids, algae and biofilm "slime". [10] Together, these organisms form a fouling community.

Ecosystem formation Edit

Marine fouling is typically described as following four stages of ecosystem development. Within the first minute the van der Waals interaction causes the submerged surface to be covered with a conditioning film of organic polymers. In the next 24 hours, this layer allows the process of bacterial adhesion to occur, with both diatoms and bacteria (e.g. vibrio alginolyticus, pseudomonas putrefaciens) attaching, initiating the formation of a biofilm. By the end of the first week, the rich nutrients and ease of attachment into the biofilm allow secondary colonizers of spores of macroalgae (e.g. enteromorpha intestinalis, ulothrix) and protozoans (e.g. vorticella, Zoothamnium sp.) to attach themselves. Within 2 to 3 weeks, the tertiary colonizers- the macrofoulers- have attached. These include tunicates, mollusks and sessile Cnidarians. [11]

Governments and industry spend more than US$5.7 billion annually to prevent and control marine biofouling. [12] Biofouling occurs everywhere but is most significant economically to the shipping industries, since fouling on a ship's hull significantly increases drag, reducing the overall hydrodynamic performance of the vessel, and increases the fuel consumption. [13]

Biofouling is also found in almost all circumstances where water-based liquids are in contact with other materials. Industrially important impacts are on the maintenance of mariculture, membrane systems (məs., membrane bioreactors and reverse osmosis spiral wound membranes) and cooling water cycles of large industrial equipment and power stations. Biofouling can occur in oil pipelines carrying oils with entrained water, especially those carrying used oils, cutting oils, oils rendered water-soluble through emulsification, and hydraulic oils. [ sitat lazımdır ]

Other mechanisms impacted by biofouling include microelectrochemical drug delivery devices, papermaking and pulp industry machines, underwater instruments, fire protection system piping, and sprinkler system nozzles. [4] [10] In groundwater wells, biofouling buildup can limit recovery flow rates, as is the case in the exterior and interior of ocean-laying pipes where fouling is often removed with a tube cleaning process. Besides interfering with mechanisms, biofouling also occurs on the surfaces of living marine organisms, when it is known as epibiosis. [ sitat lazımdır ]

Medical devices often include fan-cooled heat sinks, to cool their electronic components. While these systems sometimes include HEPA filters to collect microbes, some pathogens do pass through these filters, collect inside the device and are eventually blown out and infect other patients. Devices used in operating rooms rarely include fans, so as to minimize the chance of transmission. Also, medical equipment, HVAC units, high-end computers, swimming pools, drinking-water systems and other products that utilize liquid lines run the risk of biofouling as biological growth occurs inside them. [ sitat lazımdır ]

Historically, the focus of attention has been the severe impact due to biofouling on the speed of marine vessels. In some instances the hull structure and propulsion systems can become damaged. [5] Over time, the accumulation of biofoulers on hulls increases both the hydrodynamic volume of a vessel and the frictional effects leading to increased drag of up to 60% [7] The additional drag can decrease speeds up to 10%, which can require up to a 40% increase in fuel to compensate. [7] With fuel typically comprising up to half of marine transport costs, biofouling is estimated to cost the US Navy alone around $1 billion per year in increased fuel usage, maintenance and biofouling control measures. [7] Increased fuel use due to biofouling contributes to adverse environmental effects and is predicted to increase emissions of carbon dioxide and sulfur dioxide between 38 and 72 percent by 2020. [8]

Biofouling also impacts aquaculture, increasing production and management costs, while decreasing product value. [14] Fouling communities may compete with shellfish directly for food resources, [15] impede the procurement of food and oxygen by reducing water flow around shellfish, or interfere with the operational opening of their valves. [16] Consequently, stock affected by biofouling can experience reduced growth, condition and survival, with subsequent negative impacts on farm productivity. [17] Although many methods of removal exist, they often impact the cultured species, sometimes more so than the fouling organisms themselves. [18]

Shipping companies have historically relied on scheduled biofouler removal to keep such accretions to a manageable level. However, the rate of accretion can vary widely between vessels and operating conditions, so predicting acceptable intervals between cleanings is difficult.

LED manufacturers have developed a range of UVC (250-280 nm) equipment that can detect biofouling buildup, and can even prevent it.

Fouling detection relies on the biomass' property of fluorescence. All microorganisms contain natural intracellular fluorophores, which radiate in the UV range when excited. At UV-range wavelengths, such fluorescence arises from three aromatic amino acids - tyrosine, phenylalanine, and tryptophan. The easiest to detect is tryptophan, which radiates at 350 nm when irradiated at 280 nm. [19]

Antifouling Edit

Anti-fouling is the process of preventing accumulations from forming. In industrial processes, bio-dispersants can be used to control biofouling. In less controlled environments, organisms are killed or repelled with coatings using biocides, thermal treatments, or pulses of energy. Nontoxic mechanical strategies that prevent organisms from attaching include choosing a material or coating with a slippery surface, creating an ultra-low fouling surface with the use of zwitterions, or creating nanoscale surface topologies similar to the skin of sharks and dolphins, which only offer poor anchor points. [11]

Coatings Edit

Non-toxic coatings Edit

Non-toxic anti-sticking coatings prevent attachment of microorganisms thus negating the use of biocides. These coatings are usually based on organic polymers. [20]

There are two classes of non-toxic anti-fouling coatings. The most common class relies on low friction and low surface energies. Low surface energies result in hydrophobic surfaces. These coatings create a smooth surface, which can prevent attachment of larger microorganisms. For example, fluoropolymers and silicone coatings are commonly used. [21] These coatings are ecologically inert but have problems with mechanical strength and long-term stability. Specifically, after days biofilms (slime) can coat the surfaces, which buries the chemical activity and allows microorganisms to attach. [11] The current standard for these coatings is polydimethylsiloxane, or PDMS, which consists of a non-polar backbone made of repeating units of silicon and oxygen atoms. [22] The non-polarity of PDMS allows for biomolecules to readily adsorb to its surface in order to lower interfacial energy. However, PDMS also has a low modulus of elasticity that allows for the release of fouling organisms at speeds of greater than 20 knots. The dependence of effectiveness on vessel speed prevents use of PDMS on slow-moving ships or those that spend significant amounts of time in port. [4]

The second class of non-toxic anti-fouling coatings are hydrophilic coatings. They rely on high amounts of hydration in order to increase the energetic penalty of removing water for proteins and microorganisms to attach. The most common examples of these coatings are based on highly hydrated zwitterions, such as glycine betaine and sulfobetaine. These coatings are also low-friction, but are considered by some to be superior to hydrophobic surfaces because they prevent bacteria attachment, preventing biofilm formation. [23] These coatings are not yet commercially available and are being designed as part of a larger effort by the Office of Naval Research to develop environmentally safe biomimetic ship coatings. [6]

Biocides Edit

Biocides are chemical substances that kill or deter microorganisms responsible for biofouling. The biocide is typically applied as a paint, i.e. through physical adsorption. The biocides prevent the formation of biofilms. [11] Other biocides are toxic to larger organisms in biofouling, such as the fungi and algae. Formerly, the so-called tributyltin (TBT) compounds. were used as biocides (and thus anti-fouling agents). TBTs are toxic to both microorganisms and larger aquatic organisms. [24] The international maritime community has phased out the use of organtin-based coatings. [25] Replacing organotin compounds is dichlorooctylisothiazolinone. This compound however also suffers from broad toxicity to marine organisms.

Ultrasonic Antifouling Edit

Ultrasonic transducers may be mounted in or around the hull of small to medium-sized boats. Research has shown these systems can help reduce fouling, by initiating bursts of ultrasonic waves through the hull medium to the surrounding water, killing or denaturing the algae and other micro-organisms that form the beginning of the fouling sequence. The systems cannot work on wooden-hulled boats, or boats with a soft-cored composite material, such as wood or foam. The systems have been loosely based on technology proven to control algae blooms. [26]

Energy methods Edit

Pulsed laser irradiation is commonly used against diatoms. Plasma pulse technology is effective against zebra mussels and works by stunning or killing the organisms with microsecond duration energizing of the water with high voltage electricity. [10]

Similarly, another method shown to be effective against algae buildups bounced brief high-energy acoustic pulses down pipes. [27]

The medical industry utilizes a variety of energy methods to address bioburden issues associated with biofouling. Autoclaving typically involves heating a medical device to 121 °C (249 °F) for 15–20 minutes. Ultrasonic cleaning, UV light, and chemical wipe-down or immersion can also be used for different types of devices.

Other methods Edit

Regimens to periodically use heat to treat exchanger equipment and pipes have been successfully used to remove mussels from power plant cooling systems using water at 105 °F (40 °C) for 30 minutes. [28]

Medical devices used in operating rooms, ICUs, isolation rooms, biological analysis labs, and other high contamination risk areas have negative pressure (constant exhaust) in the rooms, maintain strict cleaning protocols, require equipment with no fans, and often drape equipment in protective plastic. [ sitat lazımdır ]

UVC irradiation is a noncontact, nonchemical solution that can be used across a range of instruments. Radiation in the UVC range prevents biofilm formation by deactivating the DNA in bacteria, viruses, and other microbes. Preventing biofilm formation prevents larger organisms from attaching themselves to the instrument and eventually rendering it inoperable. (Hari Venugopalan, Photonic Frontiers: LEDs - UVC LEDs reduce marine biofouling, Laser Focus World (July 2016) pp. 28–31 StackPath)

Biofouling, especially of ships, has been a problem for as long as humanity has been sailing the oceans. [29] The earliest written mention of fouling was by Plutarch who recorded this explanation of its impact on ship speed: "when weeds, ooze, and filth stick upon its sides, the stroke of the ship is more obtuse and weak and the water, coming upon this clammy matter, doth not so easily part from it and this is the reason why they usually calk their ships." [30]

The use of pitch and copper plating as anti-fouling techniques were attributed to ancient seafaring nations, such as the Phoenicians and Carthaginians (1500- 300BC). Wax, tar and asphaltum have been used since early times. [29] An Aramaic record dating from 412 B.C. tells of a ship's bottom being coated with a mixture of arsenic, oil and sulphur. [31] In Deipnosophistae, Athenaeus described the anti-fouling efforts taken in the construction of the great ship of Hieron of Syracuse (died 467 BC). [32]

Before the 18th century, various anti-fouling techniques were used, with three main substances employed: "White stuff", a mixture of train oil (Whale oil), rosin and sulfur "Black stuff", a mixture of tar and pitch and "Brown stuff", which was simply sulfur added to Black stuff. [33] In many of these cases, the purpose of these treatments is ambiguous. There is dispute whether many of these treatments were actual anti-fouling techniques, or whether, when they were used in conjunction with lead and wood sheathing, they were simply intended to combat wood-boring shipworms.

In 1708, Charles Perry suggested copper sheathing explicitly as an anti-fouling device but the first experiments were not made until 1761 with the sheathing of HMS Alarm, after which the bottoms and sides of several ships' keels and false keels were sheathed with copper plates. [29]

The copper performed well in protecting the hull from invasion by worm, and in preventing the growth of weed, for when in contact with water, the copper produced a poisonous film, composed mainly of oxychloride, that deterred these marine creatures. Furthermore, as this film was slightly soluble, it gradually washed away, leaving no way for marine life to attach itself to the ship. [ sitat lazımdır ] From about 1770, the Royal Navy set about coppering the bottoms of the entire fleet and continued to the end of the use of wooden ships. The process was so successful that the term copper-bottomed came to mean something that was highly dependable or risk free.

With the rise of iron hulls in the 19th century, copper sheathing could no longer be used due to its galvanic corrosive interaction with iron. Anti-fouling paints were tried, and in 1860, the first practical paint to gain widespread use was introduced in Liverpool and was referred to as "McIness" hot plastic paint. [29] These treatments had a short service life, were expensive, and relatively ineffective by modern standards. [11]

By the mid-twentieth century, copper oxide-based paints could keep a ship out of drydock for as much as 18 months, or as little as 12 in tropical waters. [29] The shorter service life was due to rapid leaching of the toxicant, and chemical conversion into less toxic salts, which accumulated as a crust that would inhibit further leaching of active cuprous oxide from the layer under the crust. [34]

The 1960s brought a breakthrough, with self-polishing paints that slowly hydrolyze, slowly releasing toxins. These paints employed organotin chemistry ("tin-based") biotoxins such as tributyltin oxide (TBT) and were effective for up to four years. These biotoxins were subsequently banned by the International Maritime Organization when they were found to be very toxic to diverse organisms. [35] [36] TBT in particular has been described as the most toxic pollutant ever deliberately released in the ocean. [24]

As an alternative to organotin toxins, there has been renewed interest in copper as the active agent in ablative or self polishing paints, with reported service lives up to 5 years yet also other methods that do not involve coatings. Modern adhesives permit application of copper alloys to steel hulls without creating galvanic corrosion. However, copper alone is not impervious to diatom and algae fouling. Some studies indicate that copper may also present an unacceptable environmental impact. [37]

Study of biofouling began in the early 19th century with Davy's experiments linking the effectiveness of copper to its solute rate. [29] In the 1930s microbiologist Claude ZoBell showed that the attachment of organisms is preceded by the adsorption of organic compounds now referred to as extracellular polymeric substances. [38] [39]

One trend of research is the study of the relationship between wettability and anti-fouling effectiveness. Another trend is the study of living organisms as the inspiration for new functional materials. For example, the mechanisms used by marine animals to resist deter biofouling on their skin. [40]

Materials research into superior antifouling surfaces for fluidized bed reactors suggest that low wettability plastics such as Polyvinyl chloride ("PVC"), high-density polyethylene and polymethylmethacrylate ("plexiglas") demonstrate a high correlation between their resistance to bacterial adhesion and their hydrophobicity. [41]

A study of the biotoxins used by organisms has revealed several effective compounds, some of which are more powerful than synthetic compounds. Bufalin, a bufotoxin, was found to be over 100 times as potent as TBT, and over 6,000 times more effective in anti-settlement activity against barnacles. [42]

One approach to antifouling entails coating surfaces with poly(ethylene glycol) or PEG. [43] Growing chains of PEG on surfaces is challenging. The resolution to this problem may come from understanding the mechanisms by which mussels adhere to solid surfaces in marine environments. Mussels utilize adhesive proteins, or MAPs. [44] The service life of PEG coatings is also doubtful.


Figure 5.7 On a hot, dry day, plants close their stomata to conserve Water. What impact will this have on photosynthesis?

Figure 5.7 On a hot, dry day, plants close their stomata to conserve Water. What impact will this have on photosynthesis?

Description of the impact of the closing of stomata on photosynthesis during hot dry condition.

Giriş:

Stomata are the small opening that exists in the membranes of the plants through which exchange of gas and water takes place. Stomata play an important role in the intake and transpiration of the CO2 which is significant for the process of photosynthesis.

Explanation of Solution

During hot dry conditions, the stomata close its opening to conserve water. The humidity around the leaves is affected by the temperature of the air around it. If the temperature of the air is higher, the water from the leaves will diffuse more into the air. But it is noted that the leaf has a waxy cuticle blocking the water loss whereas carbon dioxide and oxygen exchange with the environment is required for photosynthesis.

There are specialized epidermal cells around the stomata known as guard cells. These guard cells swell up when there is enough water in the cells opening the stomata. But in case the water is less, these guard cells don't swell and hence the stomata remain closed so that the plant does not lose water. If the stomata are closed, then there is no photosynthesis and the plant will starve.

During the hot dry season, as there is not enough water in the cells, the guard cells do not swell keeping the stomata closed. As result, photosynthesis does not take place and eventually cause starvation of the plant.

Want to see more full solutions like this?

Subscribe now to access step-by-step solutions to millions of textbook problems written by subject matter experts!


Written tərəfindən

José Ramón Alonso

José R. Alonso has a PhD in Neurobiology and is professor of Cell Biology at the University of Salamanca. He has been researcher and visiting professor at the University of Frankfurt/Main and the University of Kiel, in Germany, and the University of California, Davis and the Salk Institute for Biological Studies, in the United States. He has authored more than 145 articles in peer-reviewed journals and written 20 books including university textbooks and popular science for both adults and children.


Videoya baxın: Viruslar (Oktyabr 2022).