КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
A revision of the current paradigm of the energy flow in aquatic ecosystems (and, in particular, microplankton) is required as the latter is based on a few false assumptions, namely: (i) the energy flow is coupled exceptionally to trophic processes (“trophic energy flow”); (ii) aerobic respiration i...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Marine Ecological Journal
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://mej.od.ua/index.php/mej/article/view/151 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Marine Ecological Journal |
Institution
Marine Ecological Journal| id |
oai:ojs2.mej.od.ua:article-151 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Marine Ecological Journal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-05-15T22:02:39Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
енергетичний баланс потоки речовини та енергії дихання респірометрія теплопродукція мікрокалориметрія нанокалориметрія мікробна петля водні екосистеми |
| spellingShingle |
енергетичний баланс потоки речовини та енергії дихання респірометрія теплопродукція мікрокалориметрія нанокалориметрія мікробна петля водні екосистеми Муханов, В. С. КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ |
| topic_facet |
енергетичний баланс потоки речовини та енергії дихання респірометрія теплопродукція мікрокалориметрія нанокалориметрія мікробна петля водні екосистеми energy balance energy and matter flows respiration respirometry heat dissipation microcalorimetry nanocalorimetry microbial loop aquatic ecosystems |
| format |
Article |
| author |
Муханов, В. С. |
| author_facet |
Муханов, В. С. |
| author_sort |
Муханов, В. С. |
| title |
КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ |
| title_short |
КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ |
| title_full |
КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ |
| title_fullStr |
КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ |
| title_full_unstemmed |
КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ |
| title_sort |
концепція енергетичного балансу в додатку до мікробної харчової мережі водних екосистем |
| title_alt |
APPLYING THE PARADIGM OF ENERGY BALANCE TO MICROBIAL FOOD WEB IN AQUATIC ECOSYSTEMS |
| description |
A revision of the current paradigm of the energy flow in aquatic ecosystems (and, in particular, microplankton) is required as the latter is based on a few false assumptions, namely: (i) the energy flow is coupled exceptionally to trophic processes (“trophic energy flow”); (ii) aerobic respiration is the only catabolic process in the oxic water column; (iii) intracellular metabolism is the only source of heat energy dissipated by water sample. Almost no progress in developing the energy flow paradigm was observed for the last decades, likely owing to imperfections in the methodology for measuring the energy flow directly as heat dissipation. There is a considerable gap in the data on in situ physiological activity of planktonic microorganisms, which is filled with indirect estimates of their metabolic rates approximated from material flows (like production). This prevalent approach provides no valuable information on the real metabolic rate but produces its fallacious estimates as the net growth efficiency (K2) is not actually measured in the same experiment. In microplankton studies, an extensive approach prevails in which integral respiration measurements are favored over estimates of metabolic fluxes per cell, biovolume and biosurface. This limits our knowledge of physiological activity of planktonic microorganisms and, besides, deprives the researcher an opportunity to verify the results obtained. Doubt has been recently thrown on the validity of the respirometric estimates of the energy flows in aquatic ecosystems and, consequently, there exist a demand on alternative methodological approaches to solve the problem. Applying nanocalorimetry in the field of hydrobiology looks promising as a highly sensitive method for measuring directly the heat dissipation by native microplankton, without any cell pre-concentration. Modern knowledge of the viral loop, physiology of ultramicrobacteria, and bacteria-mediated extracellular hydrolysis of biopolymers have to be taken into account to calculate detailed energy budget of microplankton. |
| publisher |
Marine Ecological Journal |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://mej.od.ua/index.php/mej/article/view/151 |
| work_keys_str_mv |
AT muhanovvs applyingtheparadigmofenergybalancetomicrobialfoodwebinaquaticecosystems AT muhanovvs koncepcíâenergetičnogobalansuvdodatkudomíkrobnoíharčovoímerežívodnihekosistem |
| first_indexed |
2025-07-29T04:31:29Z |
| last_indexed |
2025-07-29T04:31:29Z |
| _version_ |
1839678276640964608 |
| spelling |
oai:ojs2.mej.od.ua:article-1512023-05-15T22:02:39Z APPLYING THE PARADIGM OF ENERGY BALANCE TO MICROBIAL FOOD WEB IN AQUATIC ECOSYSTEMS КОНЦЕПЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАЛАНСУ В ДОДАТКУ ДО МІКРОБНОЇ ХАРЧОВОЇ МЕРЕЖІ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ Муханов, В. С. енергетичний баланс, потоки речовини та енергії, дихання, респірометрія, теплопродукція, мікрокалориметрія, нанокалориметрія, мікробна петля, водні екосистеми energy balance, energy and matter flows, respiration, respirometry, heat dissipation, microcalorimetry, nanocalorimetry, microbial loop, aquatic ecosystems A revision of the current paradigm of the energy flow in aquatic ecosystems (and, in particular, microplankton) is required as the latter is based on a few false assumptions, namely: (i) the energy flow is coupled exceptionally to trophic processes (“trophic energy flow”); (ii) aerobic respiration is the only catabolic process in the oxic water column; (iii) intracellular metabolism is the only source of heat energy dissipated by water sample. Almost no progress in developing the energy flow paradigm was observed for the last decades, likely owing to imperfections in the methodology for measuring the energy flow directly as heat dissipation. There is a considerable gap in the data on in situ physiological activity of planktonic microorganisms, which is filled with indirect estimates of their metabolic rates approximated from material flows (like production). This prevalent approach provides no valuable information on the real metabolic rate but produces its fallacious estimates as the net growth efficiency (K2) is not actually measured in the same experiment. In microplankton studies, an extensive approach prevails in which integral respiration measurements are favored over estimates of metabolic fluxes per cell, biovolume and biosurface. This limits our knowledge of physiological activity of planktonic microorganisms and, besides, deprives the researcher an opportunity to verify the results obtained. Doubt has been recently thrown on the validity of the respirometric estimates of the energy flows in aquatic ecosystems and, consequently, there exist a demand on alternative methodological approaches to solve the problem. Applying nanocalorimetry in the field of hydrobiology looks promising as a highly sensitive method for measuring directly the heat dissipation by native microplankton, without any cell pre-concentration. Modern knowledge of the viral loop, physiology of ultramicrobacteria, and bacteria-mediated extracellular hydrolysis of biopolymers have to be taken into account to calculate detailed energy budget of microplankton. Сучасна система поглядів і уявлень про організацію і механізми регулювання потоків енергії у водних екосистемах вимагає ревізії, оскільки в її основу покладено ряд хибних постулатів: 1) потік енергії через екосистему - наслідок лише трофодінамікі і не включає інших процесів; 2) подих - єдиний катаболический процес у стовпі води, внеском анаеробних процесів в інтегральний метаболізм мікроорганізмів пелагиали можна знехтувати; 3) джерела теплопродукції в пробі води пов'язані виключно з внутрішньоклітинним метаболізмом. Відсутність помітного прогресу в розвитку концепції енергетичного балансу водних екосистем обумовлена, на думку автора, недосконалістю методів прямого вимірювання дисипації теплової енергії біологічними системами. Гострий дефіцит даних про фізіологічну активність планктонних мікроорганізмів заповнюється непрямими оцінками швидкості їх метаболізму на основі вимірів матеріальних потоків (в першу чергу, продукції). У фізіологічних дослідженнях переважає екстенсивний підхід, при якому перевага віддається вимірюванню сумарного дихання угрупування в одиниці об'єму біотопу, а питомі швидкості метаболізму, як правило, ігноруються. Коректність застосування респірометрії для вимірювання потоків енергії у водних екосистемах піддається сумніву, отже, заповнення дефіциту біоенергетичних даних вимагає кардинальної зміни методології досліджень. В якості одного з рішень проблеми пропонується використання нанокалоріметріі – високочутливого методу прямого вимірювання швидкості теплового потоку, який не вимагає концентрування проб мікропланктону. Marine Ecological Journal Морський екологічний журнал 2023-05-15 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://mej.od.ua/index.php/mej/article/view/151 Marine Ecological Journal ; No. 3 (2013): Marine ecological journal; 88-99 Морський екологічний журнал; № 3 (2013): Морський екологічний журнал; 88-99 uk https://mej.od.ua/index.php/mej/article/view/151/151 |