macroevolution: (Default)
macroevolution ([personal profile] macroevolution) wrote2012-02-03 07:55 pm

Вопрос к химикам

Коллеги, кто знает химию (или биохимию, или микробиологию?), помогите, пожалуйста, бедным палеонтологам разобраться с экспериментом. Эксперимент тафономический - попробовали захоронить маленьких рачков в осадке и посмотреть, что с ними будет. Вот письмо от Елены Наймарк:

Уважаемые коллеги, обращаюсь к вам за помощью и надеюсь, что этот вид инернетного brain-storming станет новым способом решать научные задачи. Я сейчас занимаюсь проблемой сохранения мягких тканей в ископаемом состоянии по типу знаменитых эмбрионов Доушаньтуо или как в Burgess shale biota.
Были поставлены эксперименты с захоронением рачков Artemia salina в природных каолинитах. Каолиниты – напомню, глины белого цвета. В суспензию каолинита, приготовленную с пресной отстоянной водой (не дистилированной), в высокие стеклянные трубки были опущены рачки (живые, одного возраста, первой стадии линьки), трубки закрыли парафином и закрыли от света. Каолинит со временем осел, а рачки распределились по толще осадка. Их хорошо видно сквозь стекло трубки, так как они оранжевого цвета. Осадок довольно быстро стал темно-серого цвета, но вокруг каждого рачка сформировалось светлое пятно. В течение месяца картина становилась все более контрастной. Затем от верхних светлых пятен вверх потянулись тонкие светлые струйки. Со временем, то есть в течение двух недель эти струйки стали видны у большинства светлых пятен. Через три месяца только пятна в самом нижнем слое осадка оставались округлыми без струек. Одновременно в самой верхней части осадка формировался светлый слой, его толщина со временем увеличивалась. Мой вопрос заключается в том, чтобы расшифровать природу этих светлых пятен вокруг рачков. Мне явно не хватает знаний по микробиологи и биохимии, нужно было не прогуливать лекции в свое время. Что за химические и биохимические процессы сформировали эти пятна? Почему с течением времени от них потянулись вверх тонкие струйки? Какие могут быть тесты, чтобы проверить предположения? Все процессы протекают в бескислородной или микрокислородной среде, иначе темный осадок, который обеспечивается присутствием сульфидов, посветлел бы. Кстати он быстро, примерно за час, светлеет, когда его открывают и переносят в обычные комнатные условия. Я дала фотографии экспериментов, сделанных примерно через 2,5 месяца инкубации.


Здесь хорошо видны тонкие струйки, которые тянутся от светлых пятен. Наверху видно начало формирования светлого слоя.



Здесь светлый слой уже широкий



Светлые пятна вокруг оранжевых рачков.


[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-04 08:04 am (UTC)(link)
То есть, провести анализ на жирные кислоты?, или липиды? Может, вы знаете, какие у них плотности, тогда подскажите. Я смотрела таблицы плотностей: у жирных кислот плотности вроде больше единицы, а плотностей липидов я не нашла. Нужна плотность меньше единицы. Кроме того, нужно представлять, какие процессы приведут к накоплению липидов вокруг протухающих рачков... или жирных кислот... Подскажите.

[identity profile] prokhozhyj.livejournal.com 2012-02-04 08:08 am (UTC)(link)
Ну жир вообще-то в воде всплывает. А в рачках капельно-жидкий жир бывает запасающим веществом. Покровы прохудились, он и вышел...

[identity profile] levgilman.livejournal.com 2012-02-04 08:09 am (UTC)(link)
Ну, откуда там столько нитратов, чтобы хватило на пузырьки?

[identity profile] levgilman.livejournal.com 2012-02-04 08:35 am (UTC)(link)
Раз побеление - специфика рачков, предлагаю рачков размолоть (замороженными?), фракционировать в градиенте плотности, комки разных фракций посадить в плошки с глиной, не заботясь о сходстве с природным осаждением - замесить глину до удобной консистенции, воду добавить, с соответствующими предосторожностями, до насыщения после посадки. Накрыть чем-нибудь для защиты от испарения, но анаэробность обеспечивать извне. Ещё надо учитывать, что интересующий нас фактор в результате размола может уйти в раствор (или в мелкую, трудно осаждаемую фракцию). На такой случай надо взять жидкую вытяжку из концентрированной размолотой массы до фракционировния (сконцентрировав вакуумным выпариванием). Контроль - цельные рачки, нефракционированная размолотая масса, рачки после заморозки или других, если такие будут иметь место, стадий обработки перед размолом.

[identity profile] sergei-grokh.livejournal.com 2012-02-04 09:11 am (UTC)(link)
Можно попробовать добавлять индикаторы и реагенты прямо в эту систему перед началом опыта. Если получится, будет очень наглядно. Например, добавить небольшое количество (такое, чтобы не убить бактерии) красной кровяной соли - если там образуется двухвалентное железо, будет синее окрашивание, сероводород будет окисляться до серы. Или добавить лакмус или другой индикатор - при изменении рН будет меняться цвет глины. Должны получиться разноцветные ободки вокруг рачков. Только лучше это делать не в пробирках, а в промежутке между двумя плоскими стеклами, разделенными спейсерами 1-2 миллиметра толщиной (как в камере для вертикального электрофореза) - на одном стекле можно сделать сразу несколько камер с разными реагентами.

[identity profile] tamgdenasnet.livejournal.com 2012-02-04 09:35 am (UTC)(link)
Как проверить гипотезу о роли железа в осветлении пятен:
1) Взять неотбеленную и отбеленную рачками глину;
2) Количественный анализ на Fe(2+) в обоих образцах (фенантролин)
3) Количественный анализ на все железо (подкислить, восстановить железо до Fe(2+) аскорбинкой, потом опять фенантролин
4) Сравнить результаты для отбеленной и неотбеленной глины. Если дело в железе, то разница между полным содержанием железа и содержанием Fe(2+) в отбеленном образце будет заметно меньше

Кстати, привет тебе от твоей двоюродной сестры (которая [livejournal.com profile] kramian). Ну и от ее мужа, т.е. меня, тоже привет :).

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-04 10:05 am (UTC)(link)
Ух ты, вот так развиртуализация! Пришлите в личку свои текущие контакты. Попробую провести этот анализ. Но все ужасно трудно, т.к. для каждого анализа нужно искать базу и человека, владеющего методами. Но все равно попробую найти. Спасибо.

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2012-02-04 12:05 pm (UTC)(link)
Лучше все-таки пиши из своего аккаунта, а то запутаешь людей :) Да и ответы на почту будут приходить мне, а не тебе.

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-02-04 01:47 pm (UTC)(link)
Нитрат свинца... да и приготовить можно - азотная кислота, да кусочек свинца - все дела.
Можно найти ацетат свинца (тоже вариант).

[identity profile] levgilman.livejournal.com 2012-02-04 05:19 pm (UTC)(link)
Кипячение много чего нарушает. Лучше долгий рентген готовой системы.

[identity profile] si14.livejournal.com 2012-02-04 06:47 pm (UTC)(link)
Если вы имеете в виду те, что приведены в топике — там лист достаточно далеко, на нём другие тени и рефлексы. Поэтому лучше, когда есть хотя бы маленький клочок, но рядом с объектом :) Извините, если говорю очевидное.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-04 06:52 pm (UTC)(link)
А что нарушает?

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-05 07:51 am (UTC)(link)
Кажется, я придумала, как проверить гипотезы о кислоте, спиртах и жире. Нужно аккуратно ввести снизу через парафиновую пробку (шприцем, вероятно, получится) по капле того, другого и третьего. Так, чтобы капли оказались около стенок пробирки, чтобы процесс можно было увидеть. И дальше посмотреть, как они будут себя вести в глинистом осадке в имеющихся условиях. И как я до этого раньше не додумалась! Можно ввести смесь этих веществ.
Пока что были выдвинуты следующие содержательные идеи: 1) кислоты окисляют сульфиды; проверить рН, проверить количественное соотношение Fe2+/Fe3+. Относительно первого поступило предложение о помощи, а для второго предложена схема проверки. Супер! 2)наверх поднимаются жиры (липиды) или спирты. Схемы проверки не предложено, кроме рН, но рН не разрешит вопрос о составе поднимающейся жидкости. 3) фотографировать пробирки с кусочком белой бумажки рядом, чтобы проще было выравнивать баланс белого . Принято. Другие идеи нужно еще обдумать. Если кому интересно, могу сообщать по мере получения дополнительных результатов.
Все вопросы о метаболических процессах, которые могут привести к появлению белых пятен, следует отложить до появления каких-то результатов о составе растворов светлого верхнего слоя и соответственно, светлых пятен. Правильно?

[identity profile] 0nothing1.livejournal.com 2012-02-05 03:46 pm (UTC)(link)
Я видел неокаменелую юрскую губку: была найдена, при строительстве, по-моему, Днепрогэса главным геологом. Мыться ей было нельзя, но это был и не камень. Как-то ее показали какому-то палеонтологу и он сказал что-то вроде: "этого не может быть, но я держу ее в руках!" Били и записные книжки того геолога - Борис Владимирович Пясковский, его звали, работал в Гидропроекте - где описывалось, где именно он нашел. Он также рисовал недурные пейзажики маслом - описывал все, где был - так вот, они сейчас в каком-то музее, краеведческом, что ли, видел в интернете, а они хранились вместе с той губкой. Так что может, и ее сдали в музей.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-05 08:06 pm (UTC)(link)
Если я правильно понял, суть эксперимента заключается в том, чтобы смоделировать условия захоронение мягких тканей аля сланцы берджесс и прочие лагерштетты. Мне кажется, что тестовые рачки уже разложились на составляющие и, таким образом, удалось доказать, что это были не те самые условия. Можно конечно изучать хим состав продуктов распада, но мне кажется он будет характерен для любой разложившейся органики, а вот найти те самые консервирующие условия, позволяющие мягким тканям разлагаться настолько медленно, что они успевают отпечаться, это да, было бы интересно.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-05 10:51 pm (UTC)(link)
Нельзя считать, в воде тоже есть кислород

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 05:42 am (UTC)(link)
Вообще-то за три месяца рачки не разложились. Как были рыженькие с ножками, так и остались (см. фотку). Кроме того, важно понять, что же за микроусловия складываются вокруг подобного рачка. Видно, что они отличаются от усредненных условий захоронения. Поэтому ясно, что в словах " организмы захораниваются в бескислородной среде" тех самых, что обычно произносятся, информация ущербна и недостаточна. Наши рачки дают возможность смоделировать реальные природные процессы, то есть все то, что происходит при наступлении бескислородных условий.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 05:49 am (UTC)(link)
Бактерии утилизируют кислород из воды очень быстро. Это хорошо известный и установленный факт. Когда ставят эксперименты, например с факультативными анаэробами - пурпурными бактериями, - то наливают воду, насыщенную кислородом, через несколько часов кислорода в склянке не остается и культура принимается за свой анаэробный метаболизм.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 08:49 am (UTC)(link)
Кроме доступа кислорода, думается мне, для моделирования реальных природных процессов (поправьте меня если я не прав - мы не имеем однозначного мнения об условиях в которых образовывались лагерштеты)необходимо учитывать и иные факторы. Как минимум соленость, ну, то есть в море они отлагались эти сланцы берджес, а оно соленое, температуру, на дне холоднее чем у нас в квартире, ну и наверняка еще пяток-десяток факторов. А вообще интересный эксперимент. Кстати, а как и когда вы собираетесь понять, что у вас получился/не получился тот самый лагерштет?
И вообще кажется, что дело не в микроусловиях вокруг рачков (тогда бы подобные захоронения не были бы такой редкостью), а просто в неком специфическом наборе внешних факторов - от температуры, насыщенности кислородом до хоть размерности и хим.состава осадка.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 08:50 am (UTC)(link)
Ладно, в воде действительно мало кислорода. А скажите, осадок обводнен? И насколько сильно?

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 09:18 am (UTC)(link)
Во-первых, кое-какие пробирки я высушила и собираюсь на днях посмотреть, что там от рачков осталось. Во-вторых, (или это во-первых?), некоторые лагершетты мезозойского времени образовались на базе озерных отложений (помните динозавров с перьями?). Что же касается рачков и редкости сложившихся микроусловий думаю вот что. Микроусловия могут быть именно такими, но важна еще и обстановка, в которых они могли бы поддерживаться какое-то время. Но дело в том, что мы и об этих микроусловиях, как выяснилось, ничего не знаем. Так что важны все факторы.

[identity profile] aosypov.livejournal.com 2012-02-06 11:24 am (UTC)(link)
Не всегда, бывают мельче видимого глазом. Могут ползти вверх, попутно хим. модифицирую субстрат. Газ, мне кажется, скорее всего сероводород, он выделяется при анаэробном гниении, и часто меняет вид того, с кем контактирует.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 12:05 pm (UTC)(link)
Обводнен. Не знаю, в каких единицах выражается обводненность, поэтому не могу сказать, насколько сильно. Он имеет густоту сметаны. Примерно.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 12:09 pm (UTC)(link)
Но будет ли сероводород осветлять темный осадок? И если будет, то что это за реакции?

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 03:44 pm (UTC)(link)
:-) выражается наверное в каких-нибудь долях массовых или объемных. Но это не важно. Сметана так сметана.

Page 4 of 5