Oprema v laboratoriju

Dvoletna študija strukture in sezonske dinamike bakterijske združbe v Tržaškem zalivu (severni Jadran) je pokazala, da je struktura združbe v površinskem sloju različna od pridnene, kljub plitvosti zaliva. Pridnena bakterijska združba je bolj raznolika ter pod vplivom resuspenzije sedimenta. Na hitrost rasti bakterijske združbe v površinskem sloju vpliva temperatura, na strukturo združbe pa rečni vnosi s hranili ter koncentracija klorofila in vrstna setava fitoplanktona. Cvetenje različnih vrst fitoplanktona vpliva na porast Gamaproteobakterij, predvsem Alteromonadaceae, SAR86 in Vibrionaceae, medtem ko se zmanjša prisotnost prevladujoče skupine Alfaproteobakterij - SAR11 in prevladajo vrste iz družine Rhodobacteraceae. Gibanje vodnih mas in vnos sladke vode v površinskem sloju vpliva na razporediteh hranil in vnos alohtonih mikrobnih vrst. Asociacijske mreže, podprte z dolgoročnimi nizi podatkov, omogočajo vpogled v medsebojne povezave in spremembe znotraj mikrobne združbe povezane s klimatskimi spremembami in/ali antropogenimi vplivi. doi:10.1111/1462-2920.12519. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.12519/abstract;jsessionid=67C0A7EA14C461019144A63D24F58EEA.f03t02

Vpliv spremenjenih okoljskih dejavnikov na strukturo in delovanje bakterijske združbe smo testirali v laboratorijskem poizkusu. Vzorce morske vode z naravno mikrobno populacijo smo izpostavili nižjim temperaturam, povišanim koncentracijam fosforja in nižjim koncentracijam kisika. Denaturacijska gradientna gelska elektroforeza in pyrosequencing bakterijskih 16S rRNA genov sta potrdili zmanjšanje števila bakterijskih vrst, kar pa ni spremenilo hitrosti porabe raztopljenega organskega ogljika, kar kaže na funkcionalno redundanco bakterijske združbe. doi: 10.3354/ame01660  http://www.int-res.com/prepress/a01660.html

Obdelava dolgoletne serije podatkov rečnih pretokov, vnosov hranil z rekami, čistilnimi napravami in atmosferske depozicije v Tržaški zaliv je potrdila, da so se vnosi v obdobju od 2003 do 2008 zmanjšali v primerjavi z predhodnimi 5 leti. Spremembe vnosa dušika in fosforja lahko vplivajo na biogeokemične cikle, vrstno sestavo mikroplanktona in prehranske splete. doi: 10.1016/j.ecss.2012.03.005

V obalnih morjih severnega Jadrana povečani vnosi hranil vplivajo na gostoto avtotrofnih celic, kar povzroči nastajanje in kopičenje raztopljenega organskega ogljika, tvorbo organskih delcev (morskega snega) ali večjih agregatov. V tri mesece trajajočem eksperimentu spremljanja sprememb naravne populacije mikroorganizmov po dodatku fosforja je prišlo do kopičenja organske snovi v obliki večjih agregatov. Med številnimi meritvami, je izstopala nizka aktivnost ektohidrolaz na agregatih, kar onemogoča učinkovito razgradnjo in vpliva na regeneracijo fosforja. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.10.040. Raziskava je bila izvedena v sklopu mednarodnega projekta CREICO v sodelovanju z laboratorijem prof. dr. F. Azama, Scripps Inštitut za Oceanografijo (SIO), UC San Diego, ZDA.

Obstajajo različne teorije o tvorbi sluzastih makroagregatov. Kemična sestava in vrstna sestava mikroorganizmov v makroagregatih je zelo raznolika, elektronski posnetki pa nakazujejo zapletene strukture in tesne medsebojne povezave, t.i. »honeycomb strukture«. Procesi nastajanja in vloge mikroorganizmov v/na organskih delcih različnih velikosti so v veliki meri neznani, kot tudi pretvorbe od makrogela v koloidno fazo. doi: 10.3354/ame01447

Bakterije in zooplankton predstavljajo pomembno komponento v pelaški prehranski verigi, v procesih kroženja hranil in trofičnih povezav. Zooplankton predstavlja organsko bogata mikrookolja, ki omogočajo hitro rast bakterij. V publikaciji je podan pregled literature in predstavljeni različni vidiki povezav bakterij z zooplanktonom in možnosti bodočih raziskav na tem področju. doi:10.3354/ame01424.

V zadnjih desetletjih je masovno pojavljanje meduz v obalnih morjih obsežno in pogosto. V mediteranskem morju so prisotne vrste klobučnjaških meduz Aurelia aurita s.l., Pelagia noctiluca in Rhizostoma pulmo. Meduze imajo malo naravnih predatorjev, zato njihovo odmrlo tkivo predstavlja organsko bogat substrat, ki spodbudi hitro rast in spremeni sestavo bakterijske združbe. V zadnji nekaj letih smo izvedli in situ eksperimente z različnimi vrstami meduz in v različnih ekosistemih, v Tržaškem zalivu (S Jadran), Velikem jezeru na Mljetu (J Jadran) in Gelendziku (Črno morje). 

Razgradnja beljakovinsko bogatega substrata povzroča kopičenje amonija in fosforja in znižanje koncentracij kisika v okolju. doi: 10.1007/s10750-010-0223-xhttp://dx.doi.org/10.1007/s10750-010-0223-x

Rezultati analiz sekvenc bakterijskih izolatovin kot tudi sekvenc celotne bakterijske družbe izoliranih iz eksperimentalnih steklenic z meduznim substratom kažejo na spremembe od Alfaproteobakterij v Gamaproteobakterij in Flavobakterije, ter prevlado bakterij iz družin Pseudoalteromonadaceae in Vibrionaceae. doi: 10.1371/journal.pone.0039274. http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0039274

Meduze izkazujejo izrazito vertikalno migracijo tekom dneva, kar je povezano s prehranskimi navadami. Trofične povezave želatinoznega planktona smo proučevali v velikih eksperimentalnih posodah in vplive manjših plenilcev, z dodatkom radioaktivno označenih mikroorganizmov (Malej in sod. 2008). Naši rezultati potrjujejo kaskadni učinek na mikrobno avtotrofno in heterotrofno populacijo. (Turk in sod. 2008)

Raziskave v zadnjih letih kažejo, da se kopičijo velike količine mikroskopsko majhnih delcev plastike, t.i. mikro- in nanoplastike v področjih močnih tokov v oceanih, morjih, na obalah in na morskem dnu. Čeprav posledice izpostavljanju plastiki niso povsem raziskane, dosedanje študije kažejo, da pri filtratorskih organizmih, kot so morske školjke, pride do prenosa onesnažila iz prebavil v obtok. Alternativa številnim okoljskim problemom je zmanjševanje količin uporabe sintetične plastike in nadomeščanje lete z novimi bio-razgradljivimi materiali. Uporaba tovrstne plastike za izdelavo številnih izdelkov različne uporabe, zahteva dodatne teste in proučevanja. http://www.ciesm.org/online/archives/abstracts/pdf/40/index.php.

Morsko okolje je prejemnik velike količine onesnažil iz številnih virov človekovega izvora. Veljavna zakonodaja se osredotoča predvsem na tveganja, ki jih povzročajo posamezna onesnažila, vendar v okolju vedno nastopajo raznolike mešanice onesnažil, pri katerih je učinek lahko različen od seštevka učinkov posameznih snovi. V medlaboratorijskem testu je sodelovalo 16 laboratorijev, kjer smo testirali vpliv mešanice 14-ih oziroma 19-ih onesnažil ( pesticdov, elementov v sledovih, ogljikovodikov, in drugih) s 35 različnimi biotesti na 11 vrstah organizmov različnih trofičnih nivojev. doi: 10.1093/toxsci/kfu118 http://toxsci.oxfordjournals.org/content/early/2014/06/23/toxsci.kfu118.abstract?sid=d8381fd4-bf03-4904-92c7-b67ce34bb084

Mikroskopi različnih povečav od navadne lupe do elektronskih mikroskopov omogočajo opazovanje nenavadnih, eksotičnih struktur rastlin in živali. Od prvih mikroskopskih risb trgovca z blagom van Leeuwenhoeka je minilo nekaj stoletij, vendar ostaja želja »videti nevidno« nespremenjena. Sodobni mikroskopi omogočajo opazovanja živih organizmov in služijo kot nepogrešljiv pripomoček v znanosti za boljše poznavanje struktur in razumevanje procesov, tako v medicini kot drugih naravoslovnih disciplinah. Izreden napredek predstavlja digitalna fotografija, ki odpira nova poglavja v svetu fotografije in dokumentacije. Fotoaparati z različnimi objektivi in dodatki omogočajo fotografiranje pod velikimi povečavami, vendar le do določene meje. Za proučevanje organizmov manjših od mili-, mikro- in nanometra, uporabljamo mikroskope, na katere pritrdimo digitalno kamero ali fotoaparat.

Pionir na področju fotomikroskopije je bil Roman Vishniac, velik ljubitelj narave, ki je fotografiral živa bitja v gibanju in naredil prve barvne mikrofotografije. Na področju biologije se je specializiral za morsko mikrobiologijo, fiziologijo bičkarjev, s polarizacijsko svetlobo opazoval posamezne celične strukture, organele, molekule in celo aminokisline, kar je objavil v svoji knjigi fotografij »Building blocks of life; proteins, vitamins, and hormones: Seen through the microscop”. Kdo ne pozna vsaj ene od 5000 mikroskopskih slik snežink mikrofotografa Wilsona Bentleya. V slovenskem prostoru je z veliko mero potrpežljivosti in strokovnosti fotografiral morske mikroorganizme v vodi, na morskem dnu ali kopnem fotograf Marjan Richter in del svojega obsežnega opusa objavil v knjigi Naše morje. V večini primerov pa mikrofotografije uporabljamo za raziskovalne namene, umetniški pridih dobijo, na nekaterih tekmovanjih naravoslovne mikrofotografije, ki jih prirejajo veliki proizvajalci mikroskopov, fotoaparatov in druge optične opreme.