![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
mary_spiriГидротермальные явления в Йеллоустоуне, несмотря на дикое разнообразие, все построены по одному и тому же принципу.
Как известно, в кальдере древнего вулкана земная кора тонкая, и раскаленная магма залегает вблизи к поверхности. А гидротермальные явления начинаются с образования резервуаров неподалеку от магмы, в которых скапливается вода. Вода сочится с поверхности, поэтому кстати хорошая гроза часто усиливает гидротермальную активность. А дальше все зависит от формы резервуара и окружающих пород. Если резервуар с широким горлом, то образуется горячий источник - перманентная емкость с водой, температура которой зависит от скорости циркуляции. Ибо во всех источниках идет один и тот же процесс: горячая вода поднимается кверху, остужается на поверхности, и опускается обратно вниз, и если такой круговорот происходит беспрепятственно, на поверхность может попадать вода с температурой больше 100 градусов (перегретая за счет давления в глубине). А если круговорот затруднен, то источник имеет более низкую температуру. Именно из-за этого не положено бросать предметы в горячие источники, чтобы их не затыкать.
Если резервуар имеет бутылочное горлышко, то получается гейзер, который образует фонтан на поверхности, только когда избыточное давление перегретой воды внутри резервуара достигает критического значения.
Riverside geyser
Вода обычно сочится из гейзера постоянно, а вот взрывообразные извержения случаются по расписанию. Некоторые гейзеры хорошо предсказуемы, вроде Старого Верного (90 минут между извержениями), другие предсказуемы с зазором в +/- 30 мин, час, два и т.д. Ну и бывают взрывы типа раз в столетие, или в три месяца, или в зависимости от общего баланса кальдеры и землетясений.
Огромную роль играют породы, окружающие резервуар с кипятком. Химия там сложная, определяет ее кислотность, источники бывают в полном диапазоне, от очень кислых до очень щелочных. Кислотные источники растворяют породы, образуя опалесцирующие взвеси и всяческие грязевые котлы, которые плюются разноцветной глиной на метр в воздух. Плевалки эти ужасно забавны, но их довольно трудно фотографировать. Лучшая плевалка расположена на гидротермальном поле "Котлы с краской для художника" (Artist Paint Pots). Там надо пройти около километра в один конец, но плевалка того стоит, веселенькое образование, наша Лана была в восторге.
А рядом с плевалкой расположен котел с чудесными пузырями, которые лопаются с легкими щелчками.
"Фонтанные котлы" (Fountain Paint Pots) похуже, в основном пузырятся, а не плюются, зато рядом там постоянно бьет гейзерочек Клепсидра.
Температура, химия и кислотность определяют то, кто из микробов живет в источнике. Все они "экстремофилы", способные выдерживать экстремальные условия, все зависит от того, какие. Обычно у них высокий уровень специализации, и если кто-то может жить при температуре 80 Цельсия и кислотности 2, то никакие другие условия для этого организма не годятся. Поэтому по краям горячих источников образуются слоистые микробиальные маты, где каждый живет в оптимальных для себя условиях (и питается строго теми соединениями, для которых у него есть ферментативные системы). Маты эти бывают безумной красоты, вот например, варианты матов, окружающие гигантский горячий источник диаметром в 70 м под названием Гранд Призматик (Grand Prismatic).
Снизу с дорожки источник тольком не виден, слишком большой, только синий туман поднимается наз огромным зеркалом. А маты тянутся на десятки метров, и они самые разные, между снимками расстояние не превышает десятков метров.
Микробы Йеллоустоуна - это биотехнологический ресурс, использование которого строго контролируется. Доступ регулируется и наиболее прост для "некоммерческого использования в целях фундаментальной науки". Беда в том, что культивировать этих микробов обычно несложно, надо просто создать для них те же условия, что и в родном источнике. А дальше просто - прочесть геном, выявить интересные ферментативные системы, клонировать соответствующие гены, и все, дальше можно это все коммерчески продать. Ибо к каждому академическому ученому, имеющему доступ к горячим источникам парка, стоит очередь из гигантов биотехнологии. Возможности применения бескрайни: например, все современные стиральные порошки содержат ферменты протеазы (разрушающие белки) из экстремофилов, которые работают при высокой температуре для эффективной стирки. Ну а классика - это конечно ПЦР, технология, целиком основанная на ферменте из экстремофилов, который легко выдерживает 98 Цельсия, и без которого циклическая цепная реакция практически неосуществима. Есть и масса новых применений, и будущих "открытий чудных". Но скупой рыцарь сидит на своих сундуках прочно: "И мне они принадлежат!". А доступ имеют седовласые академические авторитеты, и торгуют им направо и налево. В университете, где я работала до 2017 года, даже наш декан, вхожий в научную элиту, смог получить доступ всего к одному и малоинтересному источнику, в котором росла всего парочка видов микробов, но был счастлив до посинения, ибо тут же отхватил под это дело грант от биотех компании. И ему тут же помогли сдлеать довольно сложного плавающего робота для отбора и хранения воды (температура источника была 80 градусов). А закончилось все статьей в Нейчур и хрен знает какими деньгами. Такое вот "некоммерческое" использование для своих.
А всем остальным приходится ходить по мосткам и запрещается трогать воду и микробиальные маты. И в отличие от прочих парков, в Йеллоустоуне рейнджеров много, они на каждом шагу. Что наверно правильно, ибо дураков тоже немало. А в тех краях очень легко обвариться. Даже целая книжка была издана про "Смерти в Йеллоустоуне", сестра моя назвала ее книжкой про вареников. А мы долго дрючили старшую внучку на предмет не бегать и слушаться, угрожая посадить ее на поводок в противном случае. А мелкую носили в переноске, всю увязанную ремнями, и выпускали побегать только вдали от гидротермальных примочек.
А под завязку: таблица для биологов, на тему, какие микробы где доминируют, и какого цвета маты образуют. Как видите, немного их, этих экстремофилов.
А вот еще картинки красивых микробиальных матов.
Как известно, в кальдере древнего вулкана земная кора тонкая, и раскаленная магма залегает вблизи к поверхности. А гидротермальные явления начинаются с образования резервуаров неподалеку от магмы, в которых скапливается вода. Вода сочится с поверхности, поэтому кстати хорошая гроза часто усиливает гидротермальную активность. А дальше все зависит от формы резервуара и окружающих пород. Если резервуар с широким горлом, то образуется горячий источник - перманентная емкость с водой, температура которой зависит от скорости циркуляции. Ибо во всех источниках идет один и тот же процесс: горячая вода поднимается кверху, остужается на поверхности, и опускается обратно вниз, и если такой круговорот происходит беспрепятственно, на поверхность может попадать вода с температурой больше 100 градусов (перегретая за счет давления в глубине). А если круговорот затруднен, то источник имеет более низкую температуру. Именно из-за этого не положено бросать предметы в горячие источники, чтобы их не затыкать.
Если резервуар имеет бутылочное горлышко, то получается гейзер, который образует фонтан на поверхности, только когда избыточное давление перегретой воды внутри резервуара достигает критического значения.
Riverside geyser
Вода обычно сочится из гейзера постоянно, а вот взрывообразные извержения случаются по расписанию. Некоторые гейзеры хорошо предсказуемы, вроде Старого Верного (90 минут между извержениями), другие предсказуемы с зазором в +/- 30 мин, час, два и т.д. Ну и бывают взрывы типа раз в столетие, или в три месяца, или в зависимости от общего баланса кальдеры и землетясений.
Огромную роль играют породы, окружающие резервуар с кипятком. Химия там сложная, определяет ее кислотность, источники бывают в полном диапазоне, от очень кислых до очень щелочных. Кислотные источники растворяют породы, образуя опалесцирующие взвеси и всяческие грязевые котлы, которые плюются разноцветной глиной на метр в воздух. Плевалки эти ужасно забавны, но их довольно трудно фотографировать. Лучшая плевалка расположена на гидротермальном поле "Котлы с краской для художника" (Artist Paint Pots). Там надо пройти около километра в один конец, но плевалка того стоит, веселенькое образование, наша Лана была в восторге.
А рядом с плевалкой расположен котел с чудесными пузырями, которые лопаются с легкими щелчками.
"Фонтанные котлы" (Fountain Paint Pots) похуже, в основном пузырятся, а не плюются, зато рядом там постоянно бьет гейзерочек Клепсидра.
Температура, химия и кислотность определяют то, кто из микробов живет в источнике. Все они "экстремофилы", способные выдерживать экстремальные условия, все зависит от того, какие. Обычно у них высокий уровень специализации, и если кто-то может жить при температуре 80 Цельсия и кислотности 2, то никакие другие условия для этого организма не годятся. Поэтому по краям горячих источников образуются слоистые микробиальные маты, где каждый живет в оптимальных для себя условиях (и питается строго теми соединениями, для которых у него есть ферментативные системы). Маты эти бывают безумной красоты, вот например, варианты матов, окружающие гигантский горячий источник диаметром в 70 м под названием Гранд Призматик (Grand Prismatic).
Снизу с дорожки источник тольком не виден, слишком большой, только синий туман поднимается наз огромным зеркалом. А маты тянутся на десятки метров, и они самые разные, между снимками расстояние не превышает десятков метров.
Микробы Йеллоустоуна - это биотехнологический ресурс, использование которого строго контролируется. Доступ регулируется и наиболее прост для "некоммерческого использования в целях фундаментальной науки". Беда в том, что культивировать этих микробов обычно несложно, надо просто создать для них те же условия, что и в родном источнике. А дальше просто - прочесть геном, выявить интересные ферментативные системы, клонировать соответствующие гены, и все, дальше можно это все коммерчески продать. Ибо к каждому академическому ученому, имеющему доступ к горячим источникам парка, стоит очередь из гигантов биотехнологии. Возможности применения бескрайни: например, все современные стиральные порошки содержат ферменты протеазы (разрушающие белки) из экстремофилов, которые работают при высокой температуре для эффективной стирки. Ну а классика - это конечно ПЦР, технология, целиком основанная на ферменте из экстремофилов, который легко выдерживает 98 Цельсия, и без которого циклическая цепная реакция практически неосуществима. Есть и масса новых применений, и будущих "открытий чудных". Но скупой рыцарь сидит на своих сундуках прочно: "И мне они принадлежат!". А доступ имеют седовласые академические авторитеты, и торгуют им направо и налево. В университете, где я работала до 2017 года, даже наш декан, вхожий в научную элиту, смог получить доступ всего к одному и малоинтересному источнику, в котором росла всего парочка видов микробов, но был счастлив до посинения, ибо тут же отхватил под это дело грант от биотех компании. И ему тут же помогли сдлеать довольно сложного плавающего робота для отбора и хранения воды (температура источника была 80 градусов). А закончилось все статьей в Нейчур и хрен знает какими деньгами. Такое вот "некоммерческое" использование для своих.
А всем остальным приходится ходить по мосткам и запрещается трогать воду и микробиальные маты. И в отличие от прочих парков, в Йеллоустоуне рейнджеров много, они на каждом шагу. Что наверно правильно, ибо дураков тоже немало. А в тех краях очень легко обвариться. Даже целая книжка была издана про "Смерти в Йеллоустоуне", сестра моя назвала ее книжкой про вареников. А мы долго дрючили старшую внучку на предмет не бегать и слушаться, угрожая посадить ее на поводок в противном случае. А мелкую носили в переноске, всю увязанную ремнями, и выпускали побегать только вдали от гидротермальных примочек.
А под завязку: таблица для биологов, на тему, какие микробы где доминируют, и какого цвета маты образуют. Как видите, немного их, этих экстремофилов.
А вот еще картинки красивых микробиальных матов.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2021-07-28 01:10 am (UTC)LiveJournal categorization system detected that your entry belongs to the following categories: Наука (https://www.livejournal.com/category/nauka?utm_source=frank_comment), Природа (https://www.livejournal.com/category/priroda?utm_source=frank_comment), Путешествия (https://www.livejournal.com/category/puteshestviya?utm_source=frank_comment).
If you think that this choice was wrong please reply this comment. Your feedback will help us improve system.
Frank,
LJ Team
no subject
Date: 2021-07-28 01:13 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 02:50 am (UTC)Термофилы, хемолитотрофы...
Но получить чистую устойчивую культуру для биотехнологических процессов было сложно. Иногда сотрудники годами колупались, а всё не получалось.
А как с этим у "зверинцев" из Йеллоустона? Или для целей генной инженерии чистая культура и не нужна?
no subject
Date: 2021-07-28 03:03 am (UTC)Сейчас обычно весь мета-геном секвенируют, все сообщество, а дальше пытаются построить метаболизмы из получившихся наборов генов. Чистые устойчивые культуры нужны для экспериментов, да и то необязательно, можно использовать сообщество-мезокосм, всякие обогащённые культуры и т.п. А отдельные гены можно клонировать и изучать в модельных организмах. Так что культивировать пытаются, но это только один метод, далеко не самый важный.
no subject
Date: 2021-07-28 05:42 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 06:48 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 07:54 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 08:17 pm (UTC)Да, мощности сейчас такие, что зашибись. И охрана мощностей. Мы у себя в конторе даже не знаем, где физически находится выход на сервера, с которых доступ в облачное хранение и компьютеры. И даже есть фальшивые бутафорские выходы, комнаты с процессорами и мигающими лампочками, прям Голливуд, который никуда не ведёт. И крайне ограничен круг людей, которые имеют доступ в систему, через которую ведутся расчеты.
no subject
Date: 2021-07-28 10:54 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 02:55 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 03:03 am (UTC)И вам спасибо!
no subject
Date: 2021-07-28 03:51 am (UTC)Когда редактировала фотографии с горячими источниками, случайно обнаружила необычное: когда воспользовалась опцией фото-редактора "saturation", оказалось в некоторых фотографиях пар над источником становился интенсивно бирюзового цвета. Самое необычное заключалось в том, что в пределах одной и той же фотографии пар при использовании этой опции становился бирюзовым не везде, а только в определенных местах-очевидно там, где был определенный химический состав пара. На соседнем участке над этим же источником, пар упрямо оставался серым и хладнокровно игнорировал команду "saturation".
no subject
Date: 2021-07-28 03:59 am (UTC)Да, цвет пара над Гранд Призматик очень изысканный, и зависит от освещения, по-моему он синее по утрам. Я туда всегда утром стараюсь попасть. У нас ещё была дымка от пожаров, она здорово портит фото.
А цвета матов настолько были интенсивны, что их подкручивать было опасно, и так кажутся черезчур. Некоторые просто "вырви глаз".
Научные страсти там очень серьёзные, любая публикация про парк требует согласия со стороны федералов. Сейчас вроде бы делается полегче, потому что публикуется много информации про геномы. Во многих случаях этой информации достаточно для прогресса биотеха, сами организмы не нужны, соответствующий ген можно сделать и изучить. Есть государственные программы, которые секвенируют и публикуют геномы микробов экстремофилов.
Ведь главное это свобода информации, ее доступность
no subject
Date: 2021-07-28 07:12 pm (UTC)Доступность информации- это хорошо ).
no subject
Date: 2021-07-28 08:18 pm (UTC)Ещё наверно от положения солнца зависит, и от того, насколько оно низкое. Вообще краски там необыкновенные.
no subject
Date: 2021-07-28 08:22 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 08:26 pm (UTC)Для своей индустрии надо научиться как следует все это богатство изучать. Я знаю несколько мест в Москве, где умеют, и хорошо живут в результате, открывают например новые флуоресцентные белки и продают их в биотех. Но это нестандартные умения очень продвинутых людей.
no subject
Date: 2021-07-29 12:27 am (UTC)Впрочем, если мне память не изменяет, в Японии тоже в основном NEB-овскими ферментами пользовались
no subject
Date: 2021-07-29 01:47 am (UTC)На моей памяти, японцы все больше Takara пользовались. А эта контора приобрела Clontech, где в Калифорнии работала куча наших соотечественников. Которые таким образом зачастую продавали старые российские разработки. Мои московские знакомые с ними сотрудничали, и были они люди серьезные.
В целом же мало кто нынче умеет ферменты инженерить, но все же такие люди есть, думаю, и в Японии.
no subject
Date: 2021-07-28 05:23 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 01:25 pm (UTC)Спасибо, что читаете
no subject
Date: 2021-07-28 05:34 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 01:37 pm (UTC)А какие у тамошних микробов метаболизмы! Закачаешься! И при этом весь экстрим построен на тех же принципах, что и наше тело, которое не выносит 80-ти градусной воды.
no subject
Date: 2021-07-28 05:50 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 01:35 pm (UTC)Я сама, когда впервые услышала во время научного доклада, очень удивилась. А потом поняла, что это закономерно. Ибо масштаб потенциального рынка огромен.
no subject
Date: 2021-07-28 06:25 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 08:22 pm (UTC)Из нового например ДНК полимеразы со свойствами, отличающимися от тех, которые уже используются в ПЦР. Высокоточные, супер-скоростные, или наоборот замедленные. Или нуклеазы для резки ДНК по специфическим последовательностям или для одноцепочечной. Кроме ДНК-модифицирующих ферментов, большой интерес представляют гидролазы. Ну и интересны фотосинтезы, фиксация азота, поедание всякой химии. Там все интересно. Кроме того, разные организмы по-разному могут решать один и тот же круг задач, и это тоже может пригодиться. Ну и устойчивость к температуре и кислотности разная.
no subject
Date: 2021-07-28 08:24 pm (UTC)потом еще — всякие пастеризации
no subject
Date: 2021-07-28 06:10 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 01:24 pm (UTC)Драконовские регуляции в принципе нужны для того, чтобы не кинулись и не затоптали. Вопрос для меня в степени, мне кажется, что сейчас слишком строго, надо давать больше разрешений. А в принципе довольно понятно, о каких деньгах речь. ВСЕ стиральные порошки в современном мире содержат ферменты из экстремофилов, рынок ПЦР это много миллиардов долларов т.п.
no subject
Date: 2021-07-28 08:08 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 08:13 pm (UTC)Слишком большие деньги в перспективе, а государство хочет свой кусок поиметь. Оно же это все бережет и охраняет. Поэтому и использование хочет контролировать.
no subject
Date: 2021-07-28 08:39 pm (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 10:22 pm (UTC)Нет, государство это не про деньги, а про контроль. А контроль требует медленности и осторожности. А то ведь есть всегда риск продешевить . Надо сначала все взвесить и изучить.
no subject
Date: 2021-07-28 11:03 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-28 01:34 pm (UTC)Да, большинство тех, кто образует маты, умеет фотосинтезировать, часто это aerobic anoxygenic вариант.
А воровать настолько в открытую тут не положено. Опубликовать без разрешения невозможно, продатт краденое тоже. Наверно всё равно воруют, но маргиналы, а они и сделать с наворованым ничего толком не могут.
no subject
Date: 2021-07-29 03:37 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-29 03:39 am (UTC)Да, мы четыре дня по Йеллоустоуну ходили, очень здорово вышло, но народу много. Больше обычного, поэтому надо очень четко планировать, чтобы попадать, куда хочется.
no subject
Date: 2021-07-29 08:19 am (UTC)no subject
Date: 2021-07-29 02:58 pm (UTC)Там не только бактерии, но ещё и микробы археи, предки и бактерий и нас с вами). Археи растут обычно медленно, зато они наиболее устойчивы из термофилов и экстремофилов. Но в Йеллоустоуне у них хотя бы много еды и солнца. Меня больше всего в свое время потрясла лекция об экстремофилам, живущих в подледных пещерах, образованных фумаролами вулкана Эребус в Антарктиде. Где всегда ледяной холод, полное отсутствие света, и из еды какой-нибудь сероводород. И все равно жизнь есть, хотя и довольно дохлая!
no subject
Date: 2021-07-29 11:00 am (UTC)"А доступ имеют седовласые академические авторитеты, и торгуют им направо и налево."
Прямо завязка для триллера, где (анти)герои добывают образцы под носом у охраны, чтобы сделать (важный для сюжета объект).
no subject
Date: 2021-07-29 02:51 pm (UTC)Ох, триллеров в биотехе хватает, вполне реальных. Мой любимый выложен в этом журнале по тегу Мастера продаж. И самое печальное в том триллере, что все это правда без прикрас...
no subject
Date: 2021-08-02 12:28 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-02 01:17 pm (UTC)Да конечно можно.
no subject
Date: 2021-08-06 05:43 pm (UTC)Но неужели это юогатство раскапывют только генетики-биохимики и тп? А экологи, биоценологи туда не лезут?
no subject
Date: 2021-08-06 06:09 pm (UTC)Да, там место абсолютно фантастическое. Но попасть в допущенные крайне сложно. С другой стороны, все равно разрешают только отбор проб, никаких экспериментов и вмешательства. А пробы обычно идут на сиквенирование ДНК, и все данные выкладывают в открытый доступ. Так что в принципе все остальные могут работать с готовыми метагеномами, биогеохимические данные к ним добавлены, и можно довольно много чего посмотреть. Вообще система открытых баз данных это дело ценное, например у Joint Genome Institute (IMG system). Я довольно много это все использовала, и это было очень интересно.
no subject
Date: 2021-09-26 10:04 pm (UTC)Читала недавно книгу Роба Данна (биолог из Университета Северной Каролины), «Не один дома» о микро- (и не очень) организмах рядом с человеком. Так вот, он писал о случайном открытии экстремотермофилов в домашних водонагревателях и о проблеме, что почти невозможно найти грант на исследования микромира...
no subject
Date: 2021-09-26 11:16 pm (UTC)В Исландии и Новой Зеландии свои правила, ничем не менее строгие. На Камчатку один знакомый американец летал за экстремофилам, ему было настолько страшно (армейский транспортный самолёт без сортира, где пили водку все, включая пилотов), что больше ни ногой.
А с грантами действительно полный швах. Особенно если это нормальная микробиология, а не экстемофилы.