У коралла астрангии во время зимней спячки меняется микробиота — как у сусликов
Во время «зимней спячки» коралла Astrangia poculata состав населяющих его микроорганизмов сильно меняется. За время покоя коралл освобождается от болезнетворных бактерий и параллельно обзаводится большим количеством микробов, вовлеченных в цикл азота. Вероятно, эти микробы поддерживают азотистый обмен хозяина, пока он не может питаться, и помогают ему пережить зиму. Самое интересное, что подобное происходит в организме млекопитающего — тринадцатиполосного суслика.
Некоторые кораллы способны впадать в зимнюю спячку. Особенно это касается кораллов, живущих в водах умеренной климатической зоны, — таких, как северный звездчатый коралл, или астрангия (Astrangia poculata). Он населяет широкий ареал, простирающийся от экваториальной Африки до северного побережья США, — и в некоторых частях ареала ему приходится сталкиваться с холодом и голодом в зимний период. Это непростое время он переживает точно так же, как медведи или грызуны, — впадает в анабиоз, втягивая щупальца и переставая двигаться и питаться.
Астрангия — дом и симбионт для многих микроорганизмов, включая бактерии, археи и даже эукариотические водоросли (рис. 1). Из-за своей доступности и разнообразия симбиотических взаимосвязей она стала модельным организмом для изучения взаимоотношений «микроорганизм — коралл». Такие исследования помогают понять причины разрушения коралловых рифов — в частности, обесцвечивание кораллов (см. Coral bleaching).
Кишечник млекопитающих тоже вмещает в себя целый микроскопический зоопарк — и ранее было установлено, что у медведей, ос-наездников и тринадцатиполосных сусликов (Ictidomys tridecemlineatus) состав симбионтов во время спячки сильно меняется. А происходит ли что-нибудь подобное с кораллом?
Это решила выяснить группа исследователей из Калифорнийского университета в Дейвисе под руководством Ани Браун (Anya L. Brown). Чтобы получить «снимок» всего микробного сообщества, населяющего коралл, они использовали метод секвенирования ДНК и РНК с последующим биоинформатическим анализом.
Исследователи восемь раз отбирали пробы кораллов в разные периоды года: перед «спячкой», во время и после нее (рис. 2). Это дало возможность отследить изменения микробиома со сменой периодов активности и покоя.
Первой находкой исследователей стало снижение видового разнообразия микроорганизмов, населяющих коралл, в период «спячки». Оно снижалось по мере входа в период покоя и резко возрастало после «пробуждения», а у спящего коралла микробный пейзаж был куда скучнее, чем у «бодрствующего» (рис. 3).
Интересно, что аналогичные количественные изменения наблюдались у более сложных организмов, впадающих в спячку: например, у тринадцатиполосных сусликов (Ictidomys tridecemlineatus) в период анабиоза кишечник тоже населен меньшим количеством видов (рис.
4, H. V. Carey et a;., 2013. Seasonal restructuring of the ground squirrel gut microbiota over the annual hibernation cycle). Похоже, это общая для животных тенденция — несмотря на эволюционное расстояние и абсолютно разное строение.
Качественный состав микробиоты кораллов тоже менялся коренным образом (рис. 5). За время спячки из нее «ушли» патогенные бактерии — представители рода Pseudomonas, близкие родственники синегнойной палочки, и представители порядка Rickettsiales
— родственники возбудителей сыпного тифа и пятнистой лихорадки Скалистых гор. Такое очищение от патогенов во время «спячки» — не уникальная особенность коралла. Любимый исследователями старения модельный червь Caenorhabditis elegans также образует спящие личинки при столкновении с патогенными бактериями, тем самым обеспечивая своему «роду» возможность пережить наступившую «эпидемию». Жалко, что люди не умеют впадать в спячку во время вспышки опасной инфекции и просыпаться уже после ее окончания — это пригодилось бы во время пандемии COVID-19.
Параллельно со снижением количества патогенов был зафиксирован рост количества бактерий, участвующих в глобальном биогеохимическом цикле азота: аммоний-окисляющих бактерий из рода Ca. Nitrosopumilis и порядка Nitrosococcales, нитратредукторов из порядка Rhizobiales и бактерий рода Magnetospira, которые, вероятно, фиксируют азот. Такой впечатление, что все участники цикла азота во время спячки собираются в организме коралла, — и отчасти это так и есть.
Понять причину этих изменений снова помогли данные для тринадцатиполосных сусликов (M. D. Regan et al., 2022. Nitrogen recycling via gut symbionts increases in ground squirrels over the hibernation season). В состоянии анабиоза суслик не питается. Затраты энергии у него тоже минимальны, так что энергетический баланс у него сходится. Но азотистый обмен остановить нельзя — в отсутствие притока аминокислот с пищей суслик неизбежно терял бы ценный азот аминогрупп с выделяемой мочевиной.
Суслика выручают бактерии, живущие у него в кишечнике.
Они расщепляют мочевину, проникающую в просвет кишки через эпителий, до аммиака. Далее другие бактерии синтезируют из этого аммиака аминокислоты, которые затем всасываются в кровь через кишечный эпителий. Синтез аминокислот из аммиака может также происходить в печени, куда всосавшийся аммиак доставляется с кровью. Получается такой круговорот азота внутри отдельно взятого суслика, позволяющий животному сберечь аминогруппы в период голодания (рис. 6). Так кишечные симбионты суслика отчасти компенсируют его функции, выпадающие в период спячки, давая ему возможность пережить это время.
Если для сусликов метаболизм азота в период зимней спячки прослежен с помощью радиоактивно меченных метаболитов, то для кораллов у нас есть лишь косвенные данные, полученные из огромного массива секвенированных ДНК и РНК. Но то, что в одном коралле зимой происходит массовое сборище участников круговорота азота, тоже наводит на некоторые мысли. Возможно, они также создают круговорот азота в миниатюре и сберегают азот коралловому полипу (рис.
7).
Коралл, в отличие от млекопитающих, выделяет азот в виде аммиака (иона аммония), и присутствие в спящем полипе аммоний-окисляющих бактерий, как и их «коллег» по циклу азота, довольно логично. Однако, присутствие бактерий, окисляющих нитрит в нитрат и даже фиксирующих атмосферный азот (!!) заставляет предположить, что цикл азота в спящем коралле выглядит еще интереснее. Пока нет прямых экспериментальных данных, которые его бы характеризовали, поэтому на рис. 7 представлен ориентировочный вариант, на котором размещены бактерии, численность которых повышается в периоде покоя.
Это интригующее открытие заставляет по-новому взглянуть на роль микробиоты в жизни многоклеточных организмов. Мы привыкли относиться к ней как к чему-то факультативному, но у спящего кораллового полипа, как и у спящего суслика, она поддерживает жизненно важные биохимические процессы. Да, человек не впадает в спячку, но на наших бактериях «держится» много других разных процессов. Они еще ждут своих ярких открытий, которые помогут нам осознать этот мир внутри отдельно взятого человека.
При подготовке иллюстраций использован сервис научной графики biorender.com.
Источник: Anya L. Brown, Koty Sharp, Amy Apprill. Reshuffling of the coral microbiome during dormancy // Applied and Environmental Microbiology. 2022. DOI: 10.1128/aem.01391-22.
Георгий Куракин
Сделайте свой пейзаж ярче | Идеи ландшафтного освещения в люменах
Идеи для всех помещений : Идеи для наружного освещения : Идеи ландшафтного освещения
Мы часто засаживаем наши задние дворы в зависимости от того, на что мы смотрим в течение дня, но ночью они исчезают во тьме. Вы можете создать совершенно новый сад света с помощью ландшафтного освещения, выделяя ключевые особенности и выбирая то, что остается в тени. Вот несколько идей, как взглянуть на свой двор с точки зрения освещения и превратить свой передний и задний двор в произведение искусства.
Подсветка ночью
Днем деревья выглядят как деревья, но ночью передний пейзаж может ожить благодаря стратегическому использованию прожекторов.
Используя свет, чтобы подчеркнуть конкретное дерево или ряд растений, он определяет пространство и добавляет драматизма, которые в противном случае были бы тенями.
Особенность пешеходной дорожки
Освещение дорожек не только практично, но и привлекательно. В частности, если у вас есть пешеходная дорожка, сделанная из различных текстур или размеров, вы должны убедиться, что она хорошо освещена, чтобы гости могли видеть, куда безопасно ступить. Любые повороты на дорожке или необычная высота ступеней могут быть подчеркнуты с помощью стратегически размещенного крепления.
Следите за своим шагом
На открытой площадке со значительным количеством лестниц продумайте освещение ступеней, чтобы обеспечить безопасное передвижение. Ненавязчивые, они излучают свет, четко очерчивая ступени. Проведение их вдоль ступеней лестницы равноудаленными линиями обеспечивает эстетически приятный баланс света и дизайна.
Вспышка фонтана
Вы можете слышать журчание воды в темноте, но вы теряете визуальную привлекательность после захода солнца.
Чтобы в полной мере оценить ночную красоту, добавьте водостойкую подсветку пруда к определенному элементу, будь то фонтан, ручей или конкретный камень.
Two For One
В минималистичном ландшафте заднего двора ищите светильники для наружного освещения, которые выполняют двойную функцию — например, стол и стулья с подсветкой. Сопоставьте углы частей со стилем дизайна других элементов на заднем дворе для еще более сплоченного дизайна.
Осмотрите поверхность
Если ваша стена сделана из интересных материалов, добавьте визуальный интерес с помощью скользящего света. Размещение светильников близко к стене, будь то верхний или нижний свет, покрывает область светом и подчеркивает текстурные детали, которые исчезают на заднем плане в темноте. Ленточное освещение Hardscape хорошо работает в этом сценарии, так как его низкий профиль позволяет скрыть его под навесами.
Очертить и осветить
Используйте свет, чтобы обозначить различные области вашего двора.
Равномерно расположенные столбы освещения создают световую границу между двумя участками, будь то патио и газон или любой другой компонент ландшафта.
«Добро пожаловать домой»
Освещение входной зоны не только помогает избежать опасности споткнуться, но и обеспечивает общую безопасность при возвращении домой после наступления темноты. Яркие бра по бокам двери и ярко освещенные ступени освещают пространство светом, обеспечивая легкий и безопасный вход.
Не будь квадратом
Подчеркните черты сильно угловатого дома с помощью ряда светильников и бра одинаковой формы. Вы можете рассмотреть возможность согласования отделки светильников с отделкой дома, будь то отделка или входная дверь, или использовать противоположный подход с контрастными тонами и дополнительными формами.
Высота имеет значение
При освещении пешеходных дорожек учитывайте использование света при определении высоты расположения светильника. Например, светодиодные бра для наружного освещения в стиле даунлайта могут обеспечивать мягкий окружающий свет по всему пути, если они расположены выше, но будут излучать более точечное освещение пути в стиле прожектора, когда они подвешены на более низком уровне.
Настройки выделения малых участков
Создавайте виньетки и выделяйте небольшие участки во дворе, направляя направленный вниз свет на эту конкретную область. Вы можете определить отдельные «комнаты», создав специально сфокусированное освещение, чтобы подчеркнуть эту область ночью. Свет может быть романтичным и угрюмым или точечным и прямым, в зависимости от потребностей освещения в этой области.
Привлеките внимание
Хотя некоторые наружные светильники будут гармонировать с другими компонентами наружного ландшафта, вы можете захотеть использовать определенный осветительный прибор. Например, фонарь в традиционном стиле придает старинный вид, но с использованием современных технологий.
Неуравновешенная красота
Не все должно быть симметрично. Ступенчатый набор светодиодных светильников обеспечивает равномерный свет на дорожке и привлекает внимание к концу пути. Для непрерывного освещения полезно отметить распространение луча каждого столба, чтобы убедиться, что они расположены на правильном расстоянии друг от друга; это устранит любые пробелы в освещении.
Веселье с фигурками
Не стесняйтесь немного поиграть с выбором садовых светильников. Портативные фонари придают нотку причудливости, обеспечивая мягкое свечение. Хотя вы, вероятно, не хотите перегружать пространство китчем, несколько забавных элементов могут действительно оживить пространство.
Подчеркните свои особенности
Продолжите гармоничное, симметричное ощущение вашего дома в вашем наружном ландшафтном освещении. Дублирующие столбы, например, могут подчеркнуть двухстоечную структуру дома. Моделирование наружного освещения на основе конструктивных особенностей самого дома делает схему освещения более обоснованной.
Зеркало, Зеркало
Зеркала часто используются в ландшафтном дизайне, чтобы отражать насаждения и визуально увеличивать двор. Вы можете пойти еще дальше и приобрести светильники, которые специально направляют свет на зеркало. Отражение обеспечивает непрямой свет, который менее вреден для глаз в местах с интенсивным движением.
Подсветка опасных зон
Всегда полезно осветить любые области, которые могут быть плохо видны и потенциально небезопасны в темноте. Небольшие ступени, области переходной высоты и любые другие места, которые потенциально могут быть ловушками (особенно для приезжих гостей), было бы разумно отметить и включить в любой план дизайна освещения.
Move It Around
Не все наружные ландшафтные светильники должны быть постоянными. Портативные беспроводные лампы Bluetooth отлично подходят для гибкого наружного освещения, будь то дополнительный свет для вечеринок или просто для общего использования. Ищите модели с ручками, чтобы их было легко передвигать, водонепроницаемые и легко перезаряжаемые.
Go Both Ways
Двунаправленные настенные бра с подсветкой вверх и вниз — отличное решение для любого помещения, где требуется несколько типов освещения. Они могут обеспечивать как общее общее освещение, так и специальное освещение пути.
Освещение как искусство
Экспериментируйте с использованием наружного освещения как искусства, а также функционального освещения.
Большая панель с подсветкой, расположенная на широкой стене, создает ощущение галереи в пространстве, в то же время обеспечивая практичное освещение.
Поместите в него столб
Освещение столбов может добавить эффектности и практичности в дизайн освещения. В отличие от ярких прожекторов, они обеспечивают рассеянное свечение света на небольшой площади, выделяя теплым свечением фактуру растений, камней и других ландшафтных материалов.
Break the Mold
Нетрадиционные осветительные приборы могут добавить веселья и света всему заднему двору. Например, горшки с подсветкой обеспечивают свечение вокруг террасы у бассейна, но при этом служат своей основной цели посадки. Уникальные осветительные приборы также привлекают внимание и часто вызывают разговор.
Brighten the Night
Настенные светодиодные бра — отличный способ добавить значительного количества света с помощью светильника незначительного размера. Яркий свет не только освещает темные помещения, но и светодиодные светильники чрезвычайно энергоэффективны, долговечны и занимают гораздо меньше места во многих конструкциях.
Комната для дыхания
Расстояние — это то, что следует учитывать при обдумывании идей освещения дорожек. Размещение столбов или столбов близко друг к другу с перекрывающимися световыми лучами обеспечивает согласованность света вдоль пути, но вы можете разнести их дальше друг от друга, позволяя самому свету стать частью драматического дизайнерского эффекта. Это обеспечивает дозу визуального интереса, но при этом обеспечивает необходимое освещение.
Приведите себя в форму
При планировании наружного освещения учитывайте форму, которую принимает сам свет. Каждый светильник создает световой узор на поверхности вокруг него, и это особенно заметно на больших стенах с повторяющимся освещением. Знание размера и формы света и тени, а также того, насколько далеко распространяется этот свет, поможет вам расположить компоненты так, чтобы подчеркнуть общий дизайн дома.
Color Up
Добавьте очарования водному объекту с помощью водонепроницаемой ленты, подсвечивающей несколькими цветами.
Прощай, белый свет! Будь то вокруг скал или через ручьи, это интересный способ выделить непрерывную катящуюся воду или подчеркнуть скальные образования.
Нарядите свою палубу
Чтобы сделать вашу палубу еще более яркой, добавьте освещение вдоль перил. Когда солнце садится, ваша палуба выходит на парад с полосами наружных ленточных фонарей, которые проходят по всей длине перил. В целом, ленточные светильники — отличный способ подчеркнуть любые архитектурные детали вашего дома.
All in the Family
Добавьте гармонии любому ландшафтному дизайну, сочетая светильники в одном стиле. Многие производители изготавливают светильники разных стилей — столбовые и дорожные, бра, палубные светильники — в одном дизайне, но для разных целей. Их координация дает согласованность, но позволяет использовать соответствующий свет для конкретной области.
Box It Up
Иногда сам светильник может быть архитектурным элементом. Современные угловые конструкции светодиодного освещения дорожек интересны сами по себе, но также могут подчеркивать аналогичные элементы самого дома.
Световой поток этих светодиодных светильников обеспечивает достаточную освещенность, чтобы можно было вырезать интересные геометрические формы и необычные конструкции.
Natural Essentials
Натуральные материалы помогают интегрировать освещение в открытый ландшафт. Плетеный оттенок с более округлой формой кажется мягким и вдохновленным природой. Органические материалы создают ощущение связи светильников с общим ландшафтом, а также могут быть выдающейся контрастной чертой в упрощенном дизайне.
Есть так много прекрасных способов осветить ваши открытые пространства. Будь то яркое светодиодное ландшафтное освещение или водонепроницаемое освещение пруда, наружное освещение обладает огромной универсальностью. Вдумчиво спланировав и внедрив дизайн освещения, вы можете сделать свой дом изюминкой.
ПОСМОТРЕТЬ ДРУГИЕ ИДЕИ ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЙ
ЛАНДШАФТНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Дизайн ландшафтного освещения – идеи и концепции для рассмотрения
Процесс проектирования наружного освещения является очень важным этапом в общем процессе проекта наружного освещения.
Это шаг, на котором искусство и техника объединяются, чтобы привлечь профессионалов в области ландшафтного освещения в свою особую нишу. Многие профессионалы, способные построить террасы, террасы, перголы, ступени и т. д. за пределами вашего дома, также предлагают услугу по установке системы наружного освещения в качестве дополнительной услуги.
Такая компания, как Landscape Lighting Pro из Юты, занимается только проектированием ландшафтного освещения, установкой и обслуживанием систем наружного освещения. Во всех своих маркетинговых материалах они используют слоган «Искусство света». Эта фраза на самом деле проникает в суть индустрии наружного освещения. Процесс проектирования проекта наружного освещения заключается в том, что специалист по освещению сотрудничает с владельцем дома с самого начала решения этого человека установить систему освещения на своей территории.
Процесс проектирования — это холст, который является фоном проекта. Здесь профессионал в области ландшафтного освещения берет на себя роль художника.
- Расположите осветительные приборы там, где они будут создавать тени и глубину.
- Убедитесь, что ключевые точки, которые необходимо выделить, включают уникальные архитектурные особенности объекта.
- Скройте источник света и проверьте наличие бликов от этих источников со всех сторон.
- Выберите комбинацию методов освещения, чтобы продемонстрировать дом, патио и террасы, водные объекты и листву.
- Хороший дизайн наружного освещения — это произведение искусства, которое должно привлекать внимание к ключевым элементам наружного пространства.
- Всегда помните о безопасности и надежности, стремясь создать эстетически приятный визуальный опыт.
Вот список некоторых методов, которые используются профессионалами по освещению для создания искусного дизайна по всему объекту: свет вверх к объекту (дереву, кусту, скульптуре и т. д.), чтобы выделить этот конкретный объект.- Создание силуэта. Разместив рабочий свет (предпочтительнее прожектор) за элементом, направленным на соседнюю стену, чтобы создать освещенный фон для изображаемого объекта.
- Затенение. Подобно силуэту, при затенении осветительная арматура размещается перед элементом (например, мягким тонким деревом), фокусируя свет, проходящий через объект, на соседнюю стену. Движение дерева на ветру создаст драматический эффект.
- Промывка стен. Этот метод создает успокаивающее и ровное свечение на фасаде, на который направлен рабочий свет. Поместите светильник на расстоянии нескольких футов от поверхности и наклоните его сбоку. Это создает равномерный и тонкий окружающий свет, подчеркивающий поверхность.
Использование прожектора работает более эффективно, чем прожектора.
Использование прожектора работает более эффективно, чем прожектора.- Лунное освещение — использование светильника с полной защитой от бликов и его крепление высоко на дереве под углом вниз. Эта техника имитирует настоящий лунный свет, сияющий сквозь ветки. Он обеспечивает очень естественный и красивый световой эффект, распространяющийся на большую площадь.
Все вышеперечисленные и многие другие творческие техники являются доступными инструментами для профессионалов наружного освещения, имеющих подготовку и техническую подготовку в индустрии наружного освещения. Здесь, в штате Юта, ландшафтное освещение Pro of Utah обладает всеми навыками и мастерством, чтобы помочь домовладельцу, который заинтересован в установке системы наружного освещения на своей территории. У них есть проверенный послужной список, и когда вы заходите на их веб-сайт www.utahlights.com, вы найдете очень полный раздел руководства по дизайну, который может прояснить многие из ваших вопросов, а также множество рекомендаций от домовладельцев, таких как вы, которые работали с ними, чтобы создать систему наружного освещения, которой они с гордостью делятся со своей семьей и гостями.