האתר נמצא בשלבי בנייה ומכיל מידע לא בשל.

למידע עדכני ושרותים בנושא פטנטים, פיתוח מוצרים והנדסה, יש להיכנס לפורטל הפטנטים:

פטנטים תבנית נגישות לג'ומלה!

אבטיפוס

נכתב ע"י Nimo שישי, 05 דצמבר 2008 16:36

גורם מגביל לכירסום עובד בעיבוד שבבי

תהליך מוגבל ע"י גורם שבד"כ נמצא בחסר. למשל אם צריך שלושה ולקולאריים ואחד נמצא בחסר הוא הגורם המגביל כי התהליך לא יתקדם בלעדיו. הגורם המגביל עיבוד שבבי של אבטיפוס לרוב הוא לא רק אחד, משום שזה תלוי בלא מעט קריטריונים. תהליכים רבים בעיבוד שבבי מוגבלים ע"י גורמים סביבתיים, למשל יצרנות שניונית שיכולה להיות מוגבלת ע"י הראשונית או מחלות וגורמים נוספים. ע"י ולקולאריים באופן ישיר היא לא תהיה מוגבלת בגלל שהם חומרים אנאורגאניים שאותם קולטים האוטו-טרופים וההטרו-טרופים לא קולטים אותם ישירות לגוף. הם אוכלים אחרים (יצרנים ראשוניים) שמכילים את ולקולאריים. (דטריטיבורים: בורים= האוכלים, דטריטוס= חומר מת).

מדידת יצרנות ראשונית בים: פרופיל אנכי בעמודת המים.

קצב עליית החמצן בבקבוק מואר= יצרנות נטו.

קצב ירידת החמצן בבקבוק חשוך= נשימה.

יצרנות ראשונית ברוטו = יצרנות ראשונית נטו + נשימה.

המדידה למעשה נעשית ע"י איסוף מים מעומקים שונים לבקבוקים שקופים ואטומים ומחזירים אותם למים. שם נמדוד חריטה או חמצן או פחמן דו חמצני. כך נוכל למצוא גם את היצרנות נטו וגם ברוטו. כשאנחנו מתייחסים ליצרנות ראשונית צריך להוציא את הזואופלנקטון כי הוא נושם והוא ישנה את מידת החמצן / הפחמן בבקבוקים. יחד עם זאת יש את החיידקים שנושמים ויכולים לשנות משמעותית את הריכוזים ולכן צריך לשנות את הפרמטרים. כיום מתפתחים מדדים שונים מחמצן / פחמן דו חמצני. השיטות המקובלות זה למעשה סימון רדיואקטיבי. הכנסת פחמן דו חמצני מסומן למים או לאוויר תמדוד כמה פחמן מסומן נכנס לתוך הגוף. אם למשל זה מים ניקח בקבוק שקוף ונכניס אליו ¹⁴C בכמות ידועה (שמהווה 1% מכל מה שבתמיסה).. אח"כ נסנן את המים ונראה רק את הפחמן המסומן במערכת. כך אנחנו מודדים את כמות הפחמן המסומן בלבד. זה לא נטו או ברוטו בגלל שיש ערבוב- חלק מהקיבוע הולך גם לתצרוכת פנימית של התא. יש פקטור של כ- 10% באינקובציה של 6 שעות אז אפשר לדעת בערך את כמות הפחמן המסומן שנכנס לסוכרים ונפלט למים. זה איזוטופ פחמן לא יציב אבל יש איזוטופים יציבים כדוגמת ¹³C.

פרקציונציה= בתהליך הפוטוסינתזה האנזימים קולטים אבטיפוס. רוב התהליכים קולטים בהעדפה את האיזוטופ הקל וברגע זה האב טיפוס שהם מייצרים יהיו קלים יותר יחסית לפחמן הדו חמצני שבאוויר. ההעדפה הזאת נובעת מכך שהוא קל יותר וזז מהר יותר בין המולקולות אז הסיכוי שלו להיתקל באנזים רב יותר.  פרקציונציה זה תהליך שבסופו משתנה ההרכב האיזוטופי מהאחוזים (הידועים) ההתחלתיים).  לדוגמא, בפוטוסינתזה הפרקציונציה תעשה אבטיפוס קלים יותר, זה יוריד את ריכוז הפחמן הכבד (כי יש עדיפות לפלוט את הקל) ואת דלתא.

אם העיבוד שבבי מפריש יותר בהעדפה את האיזוטופ הקל (במקרה של חנקן), אז הגוף שלו נעשה כבד יותר כי נשאר בו האיזוטופ הכבד יותר. בעזרת זה אפשר לאתר רמות טרופיות של האבטיפוס. הצמחוניים יהיו כבדים יותר מהצמח, מהכלי הזה אנחנו יודעים שזה קופץ בשתי פטנטים per ml (זה לא נמדד באחוזים). כשאנחנו מודדים כמה כבד העיבוד שבבי (במשקל האיזוטופי) ויודעים שהיחס בין הרמות הוא 2 פטנטים יותר אפשר לדעת ממה הוא ניזון.

 

 

 

 

 

שרשרת המזון:

יעילות אקולוגית= כאשר אנחנו אוכלים אוכל אנחנו מייצרים או בונים גוף, בהתאם לרמת האוכל שנאכלה. היעילות היא:

E=P/I

קצב יצירת החומר האורגאני ע"י כל האבטיפוס הפוטו-אוטו-טרופים בבית הגידול (אנרגיה ליחידת שטח ליחידת זמן) – P

קצב הגעת אנרגיית האור ב- PAR (אנרגיה ליחידת שטח ליחידת זמן) – I

יצרנות שניונית- צרכנות

קצב היצרנות של העיבוד שבבי ברמה טרופית עליונה יותר.

החשיבות היא יישומית, אם נדע את קצב היצרנות של הרמות הגבוהות גם אפשר לקבוע מכסה מקסימאלית של צייד. שצדים מעבר ליצרנות הנטו פוגעים באוכלוסיה עצמה.

היעילות האקולוגית מחושבת בכל רמה טרופית ולא רק בפוטוסינתזה. זה כמה חומר יצרנו ברמה הטרופית שלנו שזמין לרמה הבאה.  מה שמעורב בתהליך הזה זה מספר יעילויות-

יעילות צריכה: כמה מהחומר נאכל ע"י הרמה הטרופית הבאה (n).     CE=I_n/P_n-1

יעילות הטמעה: חלק מהמזון מופרש בהפרשות וחלק עובר אסימילציה (נכנס למחזור הדם בגוף), נחלק את רמת ההטמעה בחומר שנכנס לחישוב היעילות של ההטמעה.                    AE=A_n/I_n

יעילות היצרנות: נוצר חומר ברמה הטרופית הספציפית. נאמר שצבי אכל עשב, ניצל אותו למה שהוא צריך ויצר עוד חומרים בעצמו שהשתחררו.                  PE=P_n/A_n

הכפלת כל ולקולארי זו בזו תיתן את היעילות האקולוגית                 E=P_n/P_n-1

היעילות האקולוגית בגדול בעולם היא בערך 10%. אבל יש טווח מאוד גדול של יעילויות לכן הערך הזה נחשב להערכה גסה.

חשיבות היעילות האקולוגית היא למציאת מזון לאנושות.

הפירמידה האלטונית:

אלטון היה חוקר שבתחילת המאה ה-20 חילק את החברה לרמות טרופיות מבחינת הביומסה שלהם ובד"כ אנחנו מוצאים בחברות אקולוגיות שיש הרבה יצרנים וצרכנים.

לפעמים אנו מוצאים פירמידה שלפחות שלב אחד ממנה הפוך, הביומסה של הצמחונים נגיד תהיה גדולה יותר מהיצרנים. כשמדובר בביומסה הפטנטים הן משקל לשטח. יצרנות היא משקל לשטח- לזמן. כלומר אם יש מערכת שכל הזמן מייצרת הרבה הביומסה שלה יכולה להיות נמוכה כי יש מעט ממנה אבל הם מייצרים הרבה. הרמה הטרופית מעל יכולה לקיים ביומסה עם קצב אכילה סביר אבל לא גבוה.  יכול להיות שהשטח של הצמחונים קטן יחסית.

בפירמידה האלטונית אין התייחסות למספרים.

מה מגביל את מספר הרמות הטרופיות בשרשרת המזון?

-          ישנה חוקיות שבד"כ ניתן למצוא עד 5 רמות בשרשרת המזון. הסיבה היא שהיעילות פוחתת מרמה לרמה, כל עיבוד שבבי ברמות הגבוהות כבר מספק פחות ופחות חומרים לאלה שמעליו. העיט הוא טורף על כי אותו לא טורפים והוא יכול לכסות שטח רחב בחיפוש אחרי הרבה אוכל. בעצם ככל שעולים הרמות והאבטיפוס מספקים פחות חומרים לטורפים שלהם הטורפים יצטרכו לחפש יותר ולאכול יותר. לכן לעיט יש את האפשרות לעוף במשטחים מרחביים גדולים והטורף שלו היה צריך לכסות שטח הרבה יותר גדול.

מגבלה נוספת היא שאם תקרה הפרעה אקולוגית, התנאים ישתנו, ומישהו מהסולם יכחד אז גם כל האבטיפוס ברמות שמעליו יכחדו. לכן מבחינת כדור הארץ שרשראות לינאריות לא יציבות אלא מורכבות שכל עיבוד שבבי ניזון מכמה מקורות.

קיימת בעייתיות במושג שרשרת המזון. אם יש טורף שהטרף שלו ניזון ממנו עצמו יש בעייתיות בסיווג האבטיפוס ברמות טרופיות. יש גם קניבליזם- אבטיפוס בטבע שניזונים זה מזה. הבעיה העיקרית היא המפרקים. רוב היצרנות הראשונית הולך למפרקים והם חלק ניכר מהמערכת. במקום שרשרת המזון אנו משתמשם במארג מזון.

המפרקים:

חשיבות המפרקים בחברה האקולוגית גדולה מאוד ויש מהם הרבה.

חשיבותם נבדקה באמצעות שקיות עם חומר אורגאני. חלק מהשקיות היו עם חורים קטנים של 0.5 מילימטר וחלק עם חורים גדולים של 7 מילימטר. בחורים הגדולים קצב הפירוק היה הרבה יותר מהיר. כלומר יש מפרקים גדולים שלהם גם יש חשיבות. חשיבות המפרקים בים גם משמעותית. בשנת 1983 החוקר  גילה את קיומה של הלולאה המיקרוביאלית בים. מסתבר שכל האבטיפוס האוטו-טרופים בים מפרישים כמויות ניכרות (כ-10%) של חומר אורגאני מומס. כלומר עיבוד שבבי שעושה פוטוסינתזה ויוצר סוכרים מפריש חלק גדול מהם. למעלה מ-90% מהחומר האורגאני הטוטאלי בים הוא חומר מומס. המאגר הזה לא יכול להיות מנוצל ע"י אבטיפוס למעט חיידקים- הם היחידים שמנצלים חומר אורגאני מומס. לא ברור למה לא התפתחו עוד אבטיפוס שינצלו את כל החומר הזה. בים יש הפרשה ניכרת של DOM/DOC שמנוצל ע"י בקטריות. הפרוטוזואה (ריסניות) מנצלים את הבקטריות וההטרו-טרופים מנצלים אותם.

יום שני 28 ינואר 2008

אחד הסמנים, הפרקציונציות, הטובים ביותר זה  בשלדים גירניים (אלמוגים, אצות גירניות וכד'. שהעיבוד שבבי מת השלד שלו שוקע לקרקעית הים. השכבה הפנימית ביותר היא העתיקה ביותר וככה אפשר לדעת מה הייתה הטמפטנטורה בתקופות שונות. החמצן מגיע גם מחמצן וגם מפחמן דו חמצני.

פרקציונציה בצריכת מזון- במולקולות קטנות אין פרקציונציה. במולקולות גדולות כמו חנקן אפשר לראות הבדלים ולהעריך אותם לרמות טרופיות שונות. למעשה אפשר לעשות משוואה ולראות איזה דיאטה באה מאיזה מקום.

 

חקר מעברי אנרגיה וחומר באקוסיסטמה: נקודות ציון היסטריות

הפעם הראשונה שהתייחסו למעברי אנרגיה וחומר כאלה הייתה בשנת 1920. פחות מ- 100 שנה מאז שאלטון קבע את הפירמידה המחקר התקדם הרבה. דרווין בזמנו בכלל לא חשב על מארג טרופי. למעשה פריצת הדרך בשטח הזה נעשתה ע"י ליגמן בשנת 1942 ושם שרטט לראשונה מארג טרופי. הוא כלל בזה את אור השמש ומעברים מפיטופלנקטון לבקטריות אבל אין לו דגש מספיק על המחזור. בד"כ חייבים להכליל את המפרקים.

הבסיס לחיים על פני כדור הארץ, כפי שצריך לתחזק את הסדר ולהשתמש באנרגיה ובחומר. קיבוע האנרגיה מצורה א-ביוטית לביוטית נעשה ע"י אוטו-טרופים. תהליכי המזון נעשים ע"י הטרו-טרופים. אם לא היה מחזור בכדור הארץ לא היו חיים, החומר לא היה חוזר למערכת. בזכות מפרקים בעיקר החומרים חוזרים למערכת ביולוגית. אנרגיה לעומת זאת אי אפשר למחזר. יש את אור השמש וניתן לקבע אותו אבל לא למחזר.

בתי גידול עיקריים בעולם:

Biome- סוג של חברה המאפיינת בית גידול עיקרי בכדור הארץ. האופן שבו בתי הגידול האלה מיוצגים בגרפים הם שני צירים- טמפטנטורה ומשקעים. שני הגורמים האלה הם הגורמים המגבילים העיקריים. כלומר הם מגבילים את היצרנות הביולוגית. יש את הטמפטנטורה והמשקעים ביבשה אבל חזר הגורם המרכזי- האור.

דוגמא- יערות גשם טרופיים, עשירים במים ויש תחרות על אור. אין שינוי בטמפטנטורה ובמשקעים. לא צפוי שמים יהיו גורם מגביל ביער טרופי. לעומתו, היער הנשיר באזור הממוזג מאופיין בעונתיות חזקה. המשקעים בעיקר בעונת הקיץ, בחורף יש שלג והכל קפוא.

טונדרה- בית גידול שטוח לגמרי. יש שליטה של קיפאון. רק שלושה חודשים בערך עם טמפטנטורה מעל האפס. חורש ים תיכוני מאופיין בכך שאין גשם בקיץ- מאפריל ועד ספטמבר. הטמפטנטורות ממוזגות- בינוניות. אין את בעיית הקיפאון. מדבר סוב- טרופי, בנגב, איזור סהרה, אוסטרליה צפון אמריקה ועוד. כמעט אין גשם, הטמפטנטורה מאוד חמה.