Мезокосм

редактировать

Мезокосм ( мезо- или «средний» и -cosm «мир») является любой открытой экспериментальной системой, которая исследует природную среду в контролируемых условиях. Таким образом, исследования мезокосма обеспечивают связь между полевыми исследованиями и строго контролируемыми лабораторными экспериментами.

Мезокосмы обычно бывают от среднего до большого (например, водный мезокосм: от 1 доgt; 10 000 л) и содержат несколько трофических уровней взаимодействующих организмов.

В отличие от лабораторных экспериментов, исследования мезокосма обычно проводятся на открытом воздухе, чтобы учесть естественные вариации (например, циклы diel ). Исследования мезокосма могут проводиться либо в помещении, которое достаточно мало, чтобы можно было контролировать ключевые переменные, либо путем сбора ключевых компонентов природной среды в полевых условиях для дальнейших экспериментов.

Были проведены обширные исследования мезокосма, чтобы оценить, как организмы или сообщества могут реагировать на изменение окружающей среды путем преднамеренного манипулирования переменными окружающей среды, такими как повышение температуры, уровня углекислого газа или pH.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Преимущества
  • 2 Недостатки
  • 3 Примеры
  • 4 ссылки

Преимущества

Томатная теплица в Нидерландах. Томатная теплица в Нидерландах.

Преимущество исследований мезокосма состоит в том, что представляющие интерес градиенты окружающей среды (например, температуры потепления) можно контролировать или комбинировать для разделения и понимания лежащих в основе механизма (ов), влияющих на рост или выживание представляющих интерес видов, популяций или сообществ. Манипулируя градиентами (например, климатическими переменными), исследования мезокосма могут выходить за рамки имеющихся данных, помогая создавать более совершенные модели эффектов различных сценариев. Эксперименты с мезокосмом также обычно включают воспроизведение различных уровней лечения.

Манипулирование чем-либо может дать представление о том, чего ожидать, если что-то произойдет в этой экосистеме или окружающей среде. Для комнатных мезокосмов камеры роста дают больший контроль над экспериментом. Когда растения помещают в камеру для выращивания, можно управлять распределением воздуха, температуры, тепла и света, а также наблюдать эффекты воздействия различных количеств каждого фактора.

Теплицы также вносят свой вклад в исследования мезокосма, хотя иногда они могут вызывать изменение климата, мешать эксперименту и приводить к получению неэффективных данных.

Недостатки

Использование камер для выращивания в лабораторных экспериментах иногда является недостатком из-за ограниченного пространства. Еще один недостаток использования мезокосмов - это неадекватная имитация окружающей среды, из-за чего организм избегает определенной реакции по сравнению с его естественным поведением в исходной среде.

Примеры

Рыба Hoplias Malabaricus. А Hoplias malabaricus рыбы.

[A] Маццео и его коллеги изучили пищевые привычки рыб Hoplias malabaricus при воздействии различного количества фитопланктона, зоопланктона и конкуренции. За три месяца до проведения эксперимента они поддерживали среднее количество осадков, температуру воздуха и общую субтропическую среду. Используя 12 единиц, они заполнили их водой из водоносного горизонта, песком и растениями и держали в изоляции до тех пор, пока окружающая среда не стала подходящей для появления фитопланктона. После тщательной подготовки Mazzeo et al. начали эксперимент, разделив эти единицы на категории контроля (зоопланктон и фитопланктон) и 3 эксперимента: ( Jenynsia multidentata с зоопланктоном и фитопланктоном), (молодь Hoplias malabaricus с зоопланктоном и фитопланктоном) и (Large Hoplias malabaricus, Jenynsia multidentata, Jenynsia multidentata, zooplankton и фитопланктон) и фитопланктон) и наблюдаемые различия биомассы в разных условиях.

[B] Фланаган и Макколи протестировали влияние потепления климата на концентрацию углекислого газа в неглубоких водоемах, создав восьмицилиндровый мезокосм in situ. Они разделили его на четыре контрольных и четыре эксперимента на пруду кампуса Университета Калгари. Эти мезокосмы содержали отверстия внизу и были погружены на ту же глубину, что и пруд. Благодаря тщательной защите отложений и температуры от любых изменений производство зоопланктона и водорослей было успешным. После манипуляций (нагнетания тепла в воду) они измерили отложения на дне пруда на предмет концентрации углекислого газа. Собрав данные и проанализировав их, Фланаган и Макколи пришли к выводу, что из-за потепления окружающей среды в пруду углекислый газ из пруда будет увеличиваться в окружающую среду, в свою очередь, уменьшая количество углекислого газа в отложениях, косвенно изменяя углеродный цикл этой экосистемы.

[C] Мезокосмы полезны для изучения судьбы загрязнителей в морской среде, а также дают возможность проводить контролируемые манипулятивные эксперименты, которые невозможно проводить в естественной морской среде. С 1976 года Лаборатория исследований морских экосистем (MERL) Университета Род-Айленда проводит исследования загрязнения и экспериментальные морские экологические исследования с использованием мезокосмических резервуаров, забирающих воду из близлежащего залива Наррагансетт.

[D] Мезокосмы также использовались для изучения того, как диверсификация трехиглой колюшки влияет на трофические сообщества и другие экосистемные процессы.

Мезокосмы Лаборатории исследования морских экосистем (MERL) имеют глубину 8 метров и объем 7 кубических метров. Резервуары для мезокосма были спроектированы так, чтобы соответствовать средней глубине прилегающего Западного прохода залива Наррагансетт, из которого они черпают воду. Компания MERL расположена по адресу 41.491764 ° N 71.420651 ° W от Саут-Ферри-Роуд. в Наррагансетте, Род-Айленд. 41 ° 29′30 ″ с.ш. 71 ° 25′14 ″ з.д. /  / 41.491764; -71.420651

Примеры публикаций научных исследований с использованием мезокосмов MERL включают:

  • Hinga, KR, MEQ Pilson, RF Lee, JW Farrington, K. Tjessem и AC Davis. 1980. Биогеохимия из бензантрацена в закрытой морской экосистеме. Наука об окружающей среде и технологии 14: 1136-1143.
  • Хант, К.Д. и С.Л. Смит. 1982. Контролируемые морские экосистемы - инструмент для изучения стабильных циклов следов металлов: долгосрочная реакция и изменчивость. С. 123–135 В: Г. Д. Грайс и М. Р. Ривз, (ред.) Морские мезокосмы: биологические и химические исследования в экспериментальных экосистемах. Springer Verlag, Нью-Йорк.
  • Donaghay, PL 1984. Использование мезокосмов для оценки загрязнения морской среды. С. 589–620 В: HH White, (ed). Концепции измерения загрязнения морской среды. Колледж Морского Гранта Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд.
  • Деринг, PH, CA Oviatt, и JR Reilly 1986. Влияние фильтрующего кормления моллюсков Mercenaria mercenaria на круговорот углерода в экспериментальных морских мезокосмах. Журнал морских исследований 44: 839-861.
  • Овиатт, Калифорния, Д. Т. Рудник, А. А. Келлер, П. А. Сампу и Г. Т. Альмквист. 1986. Сравнение измерений системного кислорода и углекислого газа и C-14 метаболизма в мезокосмах устья. Серия «Прогресс морской экологии» 28: 57-67.
  • Новицки, Б.Л. и К.А. Овиатт. 1990. Являются ли эстуарии ловушками для антропогенных питательных веществ? Свидетельства эстуарных мезокосмов. Серия «Прогресс морской экологии» 66: 131-146.
  • Деринг, PH, CA Oviatt, BL Nowicki, EG Klos и LW Reed. 1995. Ограничение первичной продукции фосфора и азота в смоделированном эстуарном градиенте. Лимнология и океанография. 124: 271-287.
  • Пейтрос, Дж. М. и М. А. Райс. 2003. Воздействие устриц, выращиваемых в аквакультуре, Crassostrea virginica (Gmelin, 1791) на качество воды и седиментацию: результаты исследования мезокосма. Аквакультура 220: 407-422.

использованная литература

Последняя правка сделана 2024-01-02 08:13:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте