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Un métabolisme cohérent peut être coûteux pour les insectes d’eau salée

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Un métabolisme cohérent peut être coûteux pour les insectes d’eau salée

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L’augmentation de la salinité pose généralement un problème aux insectes d’eau douce tels que les éphémères. Une nouvelle étude de l’Université d’État de Caroline du Nord révèle que l’absence de réponses métaboliques à la salinité pourrait expliquer pourquoi certains insectes d’eau douce souffrent souvent d’une salinité élevée, alors que d’autres invertébrés d’eau douce (tels que les mollusques et les crustacés) prospèrent. Dans ce cas, la salinité fait référence aux concentrations de tous les sels dans le milieu aquatique, pas seulement du sodium.

le travail apparaît dans Journal de biologie expérimentale.

« Les habitats d’eau douce en général deviennent plus salés pour un certain nombre de raisons, notamment le sel de déneigement, le ruissellement agricole, l’extraction de charbon et de gaz naturel, la sécheresse et l’élévation du niveau de la mer », explique David Buchwalter, professeur de toxicologie à NC State et auteur correspondant de le livre. recherche. « Les insectes d’eau douce et d’autres organismes qui vivent dans ces systèmes sont utilisés comme indicateurs de la santé des écosystèmes. À mesure que ces systèmes deviennent plus salés, nous constatons une diminution de la diversité des insectes, mais nous ne savons pas pourquoi. »

Les animaux aquatiques (y compris les insectes et les crustacés) doivent constamment maintenir un équilibre correct entre l’eau et les sels dans leur corps, un processus appelé osmorégulation. Théoriquement, l’environnement le plus adapté aux animaux aquatiques est celui dans lequel les niveaux de salinité externe sont proches de ceux rencontrés à l’intérieur de l’animal. De cette façon, l’animal n’a pas à travailler aussi dur pour maintenir la régulation osmotique.

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Cependant, l’inverse semble être vrai pour les insectes d’eau douce, où une salinité élevée est toujours associée à des taux accrus d’absorption d’ions chez les insectes, mais également à un retard de croissance ou à la mort.

« Nous pensions que les insectes d’eau douce détournaient peut-être trop de leur énergie vers l’osmorégulation dans des environnements plus salés, les rendant incapables de croître ou de prospérer », explique Buchwalter. « Nous avons donc mesuré les taux métaboliques des crustacés et des insectes dans des environnements dilués et salins pour voir si leurs réponses métaboliques à la salinité étaient similaires. »

L’équipe a examiné trois types d’animaux d’eau douce : deux espèces de gameridés, ou « scuds », qui sont de petits crustacés d’eau douce ; Un escargot d’eau douce ; Et trois types d’insectes aquatiques.

Lors du premier test, ils ont mesuré le métabolisme des animaux en les plaçant dans de l’eau contenant différentes concentrations d’ions sel et en examinant leur taux de consommation d’oxygène. Ils ont observé que les conditions plus diluées rendaient la respiration des crustacés et des escargots plus difficile, augmentant ainsi leur métabolisme, tandis que les taux métaboliques des insectes étaient constants quelle que soit la salinité.

Ensuite, l’équipe a examiné si l’augmentation du rythme respiratoire était liée au transport d’un ion particulier. Les isotopes radioactifs des ions sel, calcium et sodium, ont permis aux chercheurs de mesurer la quantité et la rapidité avec laquelle les animaux ingèrent différents ions.

Les chercheurs ont découvert que le calcium était le principal moteur de l’augmentation du métabolisme non-insecte dans les zones à faible salinité. En d’autres termes, les crustacés et les escargots ont travaillé plus dur pour transporter les ions calcium dont ils avaient besoin dans un environnement où le calcium était difficile à trouver.

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En revanche, les taux métaboliques des insectes sont restés constants dans les environnements salins et dilués, bien qu’ils aient un taux de transport d’ions calcium plus élevé dans l’environnement salin. Les insectes semblent avoir très peu de demande en calcium ; En fait, des recherches antérieures ont montré qu’un excès de calcium pouvait être toxique pour eux.

Les chercheurs pensent que l’utilisation par les animaux de l’énergie interne, ou du transport actif, lors du déplacement des sels pourrait en être l’explication.

« Lorsque nous constatons une augmentation du métabolisme chez les non-insectes dans des environnements dilués, cela peut être dû au fait qu’ils doivent travailler plus dur pour obtenir plus de calcium », explique Buchwalter. « Bien que cela puisse paraître contre-intuitif, l’inverse est vrai pour les insectes, qui travaillent plus dur dans un environnement plus salé pour maintenir l’homéostasie, même si leur rythme respiratoire n’augmente pas. Au lieu de cela, ils semblent utiliser des ressources destinées à leur croissance.  » Et la croissance. Développer pour « annuler » l’absorption excessive d’ions lorsque les choses deviennent plus salées. »

« Le transport des ions sel a un coût énergétique pour l’animal », explique Buchwalter. « Donc, pour les insectes d’eau douce, l’idée selon laquelle les organismes devraient prospérer dans des environnements proches de leur salinité interne est fausse. De plus, la faible demande en calcium peut les aider à prospérer dans des environnements très dilués où les insectes dominent généralement l’environnement. » stressant pour les crustacés et les escargots dans cette étude. Étonnamment, les espèces vivant dans les mêmes habitats peuvent avoir des physiologies différentes. »

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Les travaux futurs exploreront si ces différences physiologiques dépendent de l’origine des organismes testés ou de l’utilisation du calcium dans leurs exosquelettes/coquilles.

Plus d’information:
Jimmy K. Cochran et al., La respirométrie révèle des différences significatives basées sur la lignée dans l’énergie de l’osmorégulation chez les invertébrés aquatiques. Journal de biologie expérimentale (2023). est ce que je: 10.1242/jeb.246376

Informations sur les magazines :
Journal de biologie expérimentale


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Imagerie spatiale Teledyne à bord du satellite EarthCARE

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Imagerie spatiale Teledyne à bord du satellite EarthCARE


Crédits : NASA

Teledyne Space Imaging, un fabricant britannique de capteurs d’imagerie, a fourni les principaux instruments et capteurs d’imagerie pour le satellite EarthCARE, un projet avancé de surveillance du climat terrestre dont le lancement dans l’espace est prévu en mai 2024 et mis en œuvre conjointement par l’Agence spatiale européenne (ESA). la société aérospatiale japonaise. Agence d’exploration (JAXA).

Le satellite EarthCARE sera lancé depuis la base spatiale de Vandenberg en Californie, aux États-Unis, à bord d’une fusée SpaceX Falcon 9. Sa mission est de faire progresser les connaissances humaines sur le rôle que jouent les aérosols et les nuages ​​dans le système climatique de notre planète. Le satellite utilisera les instruments Teledyne Space Imaging pour capturer des données qui seront renvoyées sur Terre pour faciliter la surveillance environnementale et la prise de décision future. EarthCARE signifie Earth Cloud Aerosol et Radiation Explorer.

Le projet EarthCARE représente la mission Earth Explorer la plus importante et la plus complexe de l’ESA à ce jour. Le satellite a été conçu et fabriqué par un consortium de plus de 75 entreprises, sous la supervision du maître d’œuvre Airbus. Il mesurera les profils globaux des aérosols, des nuages ​​et des précipitations, en mettant l’accent sur les flux radiatifs et les taux de chauffage qui en dérivent. Le satellite EarthCARE orbitera à une altitude d’environ 400 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre afin de se rapprocher le plus possible des aérosols et des cirrus présentant un intérêt particulier.

Teledyne Space Imaging a fourni un dispositif à couplage de charge personnalisé (CCD243) pour l’instrument ATLID du satellite. Cet appareil LIDAR dispose d’un récepteur à haute résolution spectrale et d’un canal de dépolarisation pour garantir des données aériennes de haute qualité.

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Ce CCD spécialisé possède une résolution temporelle élevée qui lui permet de capturer des profils verticaux détaillés des aérosols et des cirrus via une technologie de détection avancée. Les capteurs d’imagerie sont conçus et optimisés pour fonctionner à une longueur d’onde de 355 nm. Le capteur CCD243 a des dimensions de 6 x 6 pixels, 30 microns carrés, à partir desquels les signaux sont combinés en un pixel par atmosphère.

Gabriella Druitt, responsable de l’ingénierie chez Teledyne Space Imaging, déclare : « Notre technologie de détection aidera le satellite de l’ESA et de la JAXA EarthCARE à fournir des informations importantes non seulement sur la façon dont les aérosols, les nuages ​​et les précipitations affectent le forçage et l’impact du rayonnement solaire et infrarouge sur la planète, mais aussi sur ce que cela pourrait signifier sur la façon dont nous abordons le changement climatique. « Nous sommes fiers d’être impliqués dans une mission d’exploration de la Terre aussi importante et ambitieuse et enthousiasmés par le lancement qui approche à grands pas en Californie.

Teledyne Space Imaging est un leader dans le domaine des solutions spatiales complexes et techniques, fabriquant des systèmes électroniques, d’imagerie et de détection avancés pour fonctionner dans l’économie spatiale mondiale en pleine croissance.

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Il a été découvert que cette planète rocheuse brûlante, deux fois plus grande que la Terre, possède une atmosphère épaisse

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Il a été découvert que cette planète rocheuse brûlante, deux fois plus grande que la Terre, possède une atmosphère épaisse
Les soi-disant super-Terres – connues sous le nom de 55 Cancri e – font partie des rares planètes rocheuses en dehors de notre système solaire dotées d’une atmosphère importante.
En savoir plus
Une atmosphère épaisse a été découverte autour d’une planète deux fois plus grande que la Terre dans un système solaire voisin, ont rapporté mercredi des scientifiques. Les soi-disant super-Terres – connues sous le nom de 55 Cancri e – font partie des rares planètes rocheuses en dehors de notre système solaire dotées d’une atmosphère importante, recouverte d’une couverture de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone. Les montants exacts ne sont pas clairs. L’atmosphère terrestre est un mélange d’azote, d’oxygène, d’argon et d’autres gaz.

« C’est peut-être la preuve la plus solide à ce jour que cette planète possède une atmosphère », a déclaré Ian Crosfield, un astronome qui n’a pas participé à la recherche publiée dans la revue Nature. Le terme Super Terre fait référence à la taille de la planète, plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune. Les températures d’ébullition de la planète – qui peuvent atteindre 2 300 degrés Celsius – signifient qu’il est peu probable qu’elle abrite la vie.

Au lieu de cela, les scientifiques affirment que cette découverte est un signe prometteur selon lequel il pourrait exister d’autres planètes rocheuses dotées d’une atmosphère épaisse qui pourraient être plus habitables. L’exoplanète, située à 41 années-lumière, est huit fois plus lourde que la Terre et orbite si étroitement autour de son étoile Copernic qu’elle a des côtés jour et nuit permanents. Une année-lumière équivaut à environ 9,7 billions de kilomètres. Sa surface est recouverte d’océans magmatiques.

Pour en savoir plus sur la composition de l’atmosphère de la planète, les chercheurs ont étudié les observations du télescope spatial Webb avant et après le passage de la planète derrière son étoile. Ils ont séparé la lumière émise par la planète de son étoile et ont utilisé les données pour calculer la température de la planète. Il est prouvé que la chaleur de la planète était répartie uniformément sur sa surface, une astuce bien connue pour créer une ambiance festive. Les gaz libérés par les océans magmatiques peuvent jouer un rôle clé dans le maintien de la stabilité de leur atmosphère. L’exploration de cette super-Terre pourrait également fournir des indices sur l’évolution de la Terre et de Mars. « C’est une fenêtre rare », a déclaré Renyu Hu du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qui a participé à la recherche.

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L’équipe de propulsion de White Sands teste un composant du moteur Orion imprimé en 3D

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L’équipe de propulsion de White Sands teste un composant du moteur Orion imprimé en 3D

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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA

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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA

Lorsque le vaisseau spatial Orion transportera les premiers équipages Artemis vers la Lune et retour, il s’appuiera sur le module de service européen fourni par l’ESA (Agence spatiale européenne) pour effectuer le voyage. Le module de service assure la production d’énergie électrique, la propulsion, le contrôle de la température et le stockage des consommables pour Orion, jusqu’au moment où il se sépare du module d’équipage avant de rentrer dans l’atmosphère terrestre.

Pour les six premières missions Artemis – Artemis 1 à Artemis 6 – la NASA et l’ESA utiliseront un moteur Orbiter Maneuvering System (OMS) remis à neuf du programme de la navette spatiale comme moteur principal du module de service européen. Après Artemis VI, la NASA aura besoin d’un nouveau moteur pour prendre en charge Orion.

Ce besoin sera satisfait par le moteur principal Orion (OME) en cours de développement avec Aerojet Rocketdyne (maintenant connu sous le nom de L3 Harris), mais avant que le moteur principal Orion puisse voler, tous ses composants doivent être minutieusement testés.

Entrez dans le bureau d’essais de propulsion du centre d’essais de White Sands de la NASA. De novembre 2023 à janvier 2024, cette équipe a mené des tests rigoureux sur un composant essentiel de l’OME : l’injecteur qui fournit le propulseur pour démarrer le moteur et fournit la poussée nécessaire pour ramener Orion de la Lune.

Les tests ont été menés sur le banc d’essai 301A dans la zone de propulsion 300 à White Sands. L’injecteur a été monté sur un moteur d’essai et a tiré plusieurs fois pendant trois secondes chacune, pour un total de 21 tests. À chaque test, l’équipe de White Sands a cherché à démontrer la capacité de l’injecteur OME à maintenir une combustion constante et contrôlée et à revenir à des opérations normales si le processus de combustion est artificiellement perturbé.

Plusieurs membres de l’équipe de White Sands ont participé à cet effort. James Hess, chef de projet et directeur des opérations, a veillé à ce que les tests soient réalisés en toute sécurité et avec succès en supervisant les opérations et en s’assurant que les exigences des tests étaient respectées. James Mahoney a géré le calendrier et le budget des tests en tant que chef de projet, tandis que Jordan Addai a dirigé les opérations et les tests proprement dits.

D’autres rôles clés incluent l’ingénieur électricien principal Sal Muniz et l’ingénieur en instrumentation Jesus Lujan Martino. Sean D’Souza d’Aerojet Rocketdyne a servi de responsable des articles de test, garantissant que l’injecteur fonctionnait comme prévu et répondait aux exigences du scénario de test. Un soutien supplémentaire a été fourni par les membres de l’équipe du programme OME du Johnson Space Center et du Glenn Research Center de la NASA.

Les résultats ont confirmé que l’injecteur OME pouvait maintenir une combustion stable et l’équipe a déterminé que les tests étaient réussis. Un aspect unique de l’injecteur OME est qu’il est fabriqué selon un processus de fabrication additive appelé fabrication laser sélective – essentiellement une impression 3D utilisant des poudres métalliques au lieu de plastique. Démontrer l’efficacité des composants imprimés en 3D peut aider la NASA et ses partenaires à réduire les coûts et à accroître l’efficacité des processus de développement.

La conception de l’injecteur sera désormais intégrée dans l’OME complet qui sera testé en tant qu’ensemble moteur complet à White Sands une fois prêt.

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