• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Mapowanie bioróżnorodności morskiej w ramach szeroko zakrojonych prac badawczych

    30.03.2012. 18:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Członkowie ekspedycji TARA OCEANS zakotwiczą ostatecznie 31 marca w Lorient, Francja, kończąc dwudziestoośmiomiesięczny rejs, w czasie którego pokonali 60.000 mil. Naukowcy znajdujący się na pokładzie statku zebrali i przeanalizowali próbki mikroorganizmów z największych oceanów na naszej planecie. Do badań tych szeroko nawiązuje artykuł wstępny w czasopiśmie Molecular Systems Biology, autorstwa Erica Karsentiego z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Heidelbergu, Niemcy.

    "Życie i ewolucja rozpoczęły się w oceanach, mimo to niewiele wiemy o rozmieszczeniu bioróżnorodności morskiej" - stwierdza dr Karsenti, współkierownik projektu TARA OCEANS. "Gdyby nie te mikroorganizmy, nie byłoby nas. Po pierwsze jesteśmy ich ewolucyjnymi potomkami, a po drugie one stworzyły atmosferę Ziemi."

    Głównym celem badań było ustalenie interakcji mikroskopijnych organizmów ze środowiskiem. Zespół starał się również pogłębić wiedzę o ewolucji tych złożonych systemów w czasie. Dane pokazują, że mikroskopijne organizmy stanowią 98% życia morskiego.

    "To wzajemna zależność między różnymi gatunkami, z których każdy oddziałuje na środowisko" - jak miał powiedzieć w wywiadzie na żywo dr Karsenti, cytowany przez czasopismo Molecular Systems Biology. "Oceany są niezwykle heterogeniczne zarówno w płaszczyźnie geograficznej, jak i na różnych głębokościach - każda masa wody posiada odmienny ekosystem."

    Prace nad tego typu projektami nabrały w ostatnich latach rozmachu, głównie dzięki postępom w sekwencjonowaniu kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) i zautomatyzowanej mikroskopii. Naukowcy mogą również opracować globalną mapę biologii systemów, obrazując to, co zachodzi między mikroorganizmami a ich siedliskami, dzięki istnieniu wydajnych metod przetwarzania danych.

    Biologia systemów stawia sobie za cel mapowanie, poznawanie i modelowanie całej sieci interakcji, które składają się na życie. "Biologię systemów można zastosować do dowolnego szczebla organizacyjnego żywych organizmów, od interakcji molekularnych po ekosystemy i ewolucję" - stwierdza dr Karsenti.

    Zbieranie próbek umożliwia naukowcom pozyskiwanie kluczowych informacji o garniturze genetycznym mikroorganizmów występujących w oceanach i morzach naszej planety. Informacje dają również wgląd w kształt i środowisko fizyczne mikrobów.

    W połączeniu z obrazowaniem satelitarnym oceanów w czasie rzeczywistym, te dane wyposażają naukowców w narzędzia niezbędne do budowania predykcyjnych modeli komputerowych mikroorganizmów.

    "Mamy nadzieję wykorzystać dane w modelach komputerowych, które opisują ewolucję ekosystemów morskich" - mówi dr Karsenti. "Po zakończeniu rejsu oceanicznego i wspólnego etapu operacji, badania lądowe prawdziwie nabierają tempa."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    PLOS Computational Biology (do 2012 r. PLoS Computational Biology) – recenzowane czasopismo naukowe, publikujące na zasadach wolnej licencji prace naukowe z dziedziny biologii ze szczególnym uwzględnieniem prac, które z użyciem metod obliczeniowych pogłębiają wiedzę na temat systemów żywych na każdym poziomie: od pojedynczych cząsteczek po komórki, od populacji do całych ekosystemów. Główna siedziba redakcji czasopisma mieści się w Stanach Zjednoczonych, a czasopismo publikowane jest w języku angielskim. Ewolucyjna biologia rozwoju (ang. evolutionary developmental biology, w skrócie evo-devo) – dział biologii stanowiący nowoczesną syntezę biologii ewolucyjnej i biologii rozwoju, zajmujący się analizą i porównywaniem procesów rozwojowych organizmów żywych w celu określenia pokrewieństwa między nimi i zbadania ewolucji tych procesów. Evo-devo szuka odpowiedzi na pytania o ewolucję rozwoju embrionalnego, wpływ modyfikacji rozwoju na powstawanie nowych cech, rolę plastyczności rozwojowej w ewolucji, wpływ środowiska na rozwój i ewolucję itp. Powstała z połączenia embriologii porównawczej i genetyki ewolucyjnej. Ewolucjonizm – dział biologii (z pogranicza biologii środowiska i biologii molekularnej) zajmujący się badaniem procesu ewolucji, jego przebiegu i mechanizmów, co składa się na opis teorii ewolucji. Teoria ewolucji organizmów żywych jest sprzeczna z hipotezą inteligentnego projektu tłumaczącą powstanie życia na Ziemi w niektórych religiach. Procesu ewolucji nie neguje teistyczny ewolucjonizm.

    Tara Oceans – wyprawa badawcza na statku Tara, mająca na celu szczegółowe poznanie górnej warstwy oceanów – do 200 m głębokości. Badania koncentrują się m.in. na badaniu planktonicznych protistów i roślin, a zwłaszcza relacji fitoplanktonu ze zmianami stężenia dwutlenku węgla i związanym z nimi globalnym ociepleniem i zakwaszeniem wód. Wśród innych badanych zagadnień przewidywane są również badania raf koralowych. Rezultaty przeprowadzonych badań mogą przyczynić się do lepszego poznania wczesnych etapów ewolucji życia na Ziemi, globalnych cykli biogeochemicznych oraz zrozumienia funkcjonowania klimatu i skutków jego zmian. Molecular Cell – recenzowane czasopismo naukowe, publikujące prace z dziedziny biologii doświadczalnej. Tematyka czasopisma skupia się na biologii molekularnej ze szczególnym uwzględnieniem mechanizmów i interakcji molekularnych oraz innych procesów leżących u podstaw działania komórek.

    Metagenom – pula DNA organizmów zamieszkujących dane środowisko. Analiza metagenomu danego środkowiska (np. metagenomu z próbki gleby) pozwala na dokładniejszą analizę społeczności mikroorganizmów zamieszkujących dany habitat (zastosowanie w analizie różnorodności biologicznej) oraz odkrycie genów z DNA organizmów niehodowalnych w warunkach laboratoryjnych (które stanowią ponad 99% organizmów glebowych). Nazwę metagenom po raz pierwszy zastosowała (w pracy z roku 1998) Jo Handelsman. Genomika – dziedzina biologii molekularnej i biologii teoretycznej (pokrewna genetyce i ściśle związana z bioinformatyką) zajmująca się analizą genomu organizmów. Głównym celem genomiki jest poznanie sekwencji materiału genetycznego oraz mapowanie genomu ale również określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu.

    Dane przestrzenne – dane dotyczące obiektów, zjawisk lub procesów, które znajdują się w przyjętym układzie współrzędnych. Dane te określają położenie, wielkość, kształt oraz związki topologiczne zachodzące między tymi obiektami, zjawiskami lub procesami. Dane przestrzenne, w formie cyfrowej, mogą występować jako dane rastrowe lub dane wektorowe. Obraz tych danych składa się na treść mapy numerycznej. Konwergencja (łac. convergere, zbierać się, upodabniać się) – w biologii proces powstawania morfologicznie i funkcjonalnie podobnych cech (czyli analogicznych) w grupach organizmów odlegle spokrewnionych (niezależnie w różnych liniach ewolucyjnych), odrębnych dla tych grup cech pierwotnych, w odpowiedzi na podobne lub takie same wymagania środowiskowe, np. podobny typ pokarmu, wymagania lokomocyjne. Źródłem konwergencji jest występowanie tych samych czynników doboru naturalnego wpływających na proces ewolucji różnych populacji. Przykładem mogą być ryby i walenie, które żyjąc w środowisku wodnym rozwinęły podobnie opływowe kształty ciała, napędową płetwę ogonową i sterujące płetwy przednie. Dobrym przykładem jest też zewnętrzne podobieństwo rekinów, ichtiozaurów i delfinów lub jaszczurek i płazów ogoniastych. Innego przykładu dostarcza porównanie skrzydeł niespokrewnionych ewolucyjnie organizmów jak np. ptaków i owadów. Nierzadko mówi się też o narządach analogicznych, które u różnych organizmów pełnią podobne funkcje.

    Medal Darwina (ang. the Darwin Medal) – nagroda przyznawana naukowcom przez Royal Society za wyróżniającą się pracę w szeroko pojętych dziedzinach biologii, szczególnie z zakresu ewolucjonizmu, biologii populacji, biologii organizmów i bioróżnorodności. Medal Darwina, wraz z innymi medalami Royal Society, należy do najbardziej ekskluzywnych wyróżnień, które może otrzymać naukowiec. Nagroda jest przyznawana co dwa lata i towarzyszy jej nagroda pieniężna w wysokości 1 tys. funtów szterlingów.

    Kooptacja (biologia) - termin w biologii ewolucyjnej oznaczający proces przysposabiania się - w procesie ewolucji - pewnych istniejących już, złożonych struktur do nowych funkcji, np. skrzydło powstające u owadów z narządów wymiany gazowej, u kręgowców z kończyn przednich.

    Astrobiologia (egzobiologia, kosmobiologia, ksenobiologia) - dziedzina nauki zajmująca się powstaniem, ewolucją, rozpowszechnieniem i przyszłością życia poza Ziemią. Ponieważ dotychczas nie wykryto w kosmosie życia, które nie pochodziłoby z Ziemi, astrobiologia skupia się na badaniach, które mogą zwiększyć szanse jego wykrycia. Bada możliwości przetrwania żywych organizmów w ekstremalnych warunkach, weryfikuje hipotezy dotyczące powstania życia na Ziemi, poszukuje miejsc, w których mogłoby rozwijać się życie w Układzie Słonecznym i poza nim oraz rozwija techniki pozwalające wykryć życie za pomocą obserwacji astronomicznych. Communicating Sequential Processes (CSP) – formalny język służący do opisywania wzorców interakcji w równoległych systemach obliczeniowych. CSP został po raz pierwszy opisany przez C. A. R. Hoare jednakże od czasu pierwszej publikacji został bardzo rozbudowany. CSP znajduje praktyczne zastosowanie jako narzędzie do określania i weryfikowania różnych aspektów funkcjonowania systemów równoległych. CSP jest cały czas przedmiotem aktywnych badań, w tym także pracy mającej na celu zwiększenie zakresu praktycznego zastosowania CSP (np. zwiększenie ilości systemów, które mogą być za jego pomocą analizowane).

    Dodano: 30.03.2012. 18:17  


    Najnowsze