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Zerbrechen Fische ein Wassermolekül, um Sauerstoff aufzunehmen?

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Wie trennen Fische Sauerstoff von H .?20 & konsumieren? Brechen sie das Wassermolekül auf und nehmen nur den Sauerstoff auf?


Die Antwort darauf, denke ich, ist, dass sie es nicht tun.

Sie verwenden molekularen Sauerstoff (O2) gelöst im Wasser zur Atmung, wo es als terminaler Elektronenakzeptor wirkt, genauso wie wir molekularen Sauerstoff der Luft zur Atmung verwenden. Wir können vom Wasser sprechen als mit Sauerstoff angereichert.

Wasser ist in Photosynthese aufgeteilt, wo Reduktionsäquivalente aus Wasser werden verwendet, um NADP . zu reduzieren+ (Angabe von NADPH).

Eine der großen Entdeckungen der Biologie, IMO, ist, dass der bei der Photosynthese der Grünpflanzen gebildete Sauerstoff aus Wasser und nicht aus CO . stammt2.

Tricarbonsäurezyklus (Krebs-Zyklus) Rant

Trotz gegenteiliger Behauptungen, am berüchtigtsten von Racker (1976, S. 28 - 29) und Wieser (1980), aber auch beispielsweise von Madeira (1988) und Mego (1986), ist Wasser nicht im Tricarbonsäurezyklus (Krebs-Zyklus) gespalten. Banfalvi (1991) segelt auch hier ziemlich dicht am Wind.

Das heißt, reduzierende Äquivalente aus Wasser sind nicht über die Atmungskette weitergegeben oder in irgendeiner Weise zur Herstellung von ATP verwendet werden oder in irgendeiner Weise eine "Quelle" freier Energie sind. Solche Behauptungen, IMO, sind Unsinn.

Die definitiven Antworten auf das Papier von Wieser (1980) geben Atkinson (1981) und Herreros & Garcia-Sancho (1981). Beide Artikel sind Modelle der Klarheit und widerlegen die Behauptungen von Wieser (1980) kategorisch. Nichtsdestotrotz taucht die Kontroverse, wie durch die obigen Referenzen gezeigt, periodisch auf.

Die einzigen Quellen für reduzierende Äquivalente im TCA-Zyklus sind Kohlenstoffverbindungen, und die einzigen Elektronen, die die Atmungskette entlang weitergegeben werden, sind diejenigen, die in C-H- und C-C-Bindungen „gehalten“ werden (Herreros & Garcia-Sancho, 1981). Eine Ionisierung ist weder eine Oxidation noch eine Reduktion (siehe Atkinson, 1981) und auch keine Hydratation. Hinzufügen von Wasser zu (sagen wir) einer Doppelbindung nicht machen die Verbindung nicht mehr oxidiert oder reduziert. Was Sauerstoff und Elektronen betrifft, und aus biologischer Sicht verallgemeinert, gilt das, was es hat - außer in der Photosynthese.

Wie Sie vielleicht erraten haben, ist die Spaltung des Wassers im TCA-Zyklus ein Lieblingsspruch von mir. Danke für die Gelegenheit, meine Ansichten zu veröffentlichen!

Bearbeiten 3

Bei der Suche bei Google gefunden (Brière et al, 2006). In einer eingeladenen Rezension für das American Journal of Physiology (Cell Physiology) noch dazu!

Schließlich sollte der TCA-Zyklus auch als wasserspaltender Prozess betrachtet werden, der Sauerstoff für die Acetyl-CoA-Oxidation erzeugt [sie zitieren Wieser]

Der TCA-Zyklus produziert nun Sauerstoff aus Wasser. Wunder werden nie aufhören!

(Endbearbeitung)

(Ende Schimpfwort)

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Wie rwst und Alan Boyd darauf aufmerksam gemacht haben, ist die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Wasser sehr wichtig und variiert (zum Beispiel) mit der Temperatur.

Im luftgesättigten Puffer bei 25ÖC die Sauerstoffkonzentration (O2 Moleküle) beträgt etwa 0,24 mM (0,24 µmol/ml oder etwa 0,474 µg-Atome Sauerstoff pro ml). [Chappell (1964)]. Dieser Wert nimmt mit steigender Temperatur ab.

Tolle Frage übrigens.

Verweise

(Entschuldigung für die unvollständige Referenzen von Atkinson und Herreros & Garcia-Sancho. Ich habe eine Fotokopie dieser Papiere, konnte aber nicht die vollständige Quelle ermitteln. Sie sind beide im Abschnitt "Briefe an den Herausgeber" der Februar-Ausgabe 1981 von Trends in den biochemischen Wissenschaften. Sie scheinen weder in Pubmed noch sonstwo online zu sein. Hat jemand diese Referenzen jemals zitiert gesehen oder kann mir eine vollständige Quelle zur Verfügung stellen?. Ich werde aktualisieren, wenn ich etwas finde)

  • Atkinson, D. E. (1981) TCA-Zyklus-Verwirrung. Trends in den biochemischen Wissenschaften (Ausgabe Februar 1981; vollständige Referenz folgt)

  • Banfalvi, G. (1991)Umwandlung von oxidativer Energie in reduzierende Energie im Citratzyklus. Biochemische Ausbildung, 19, 24 - 26 [siehe hier] (pdf anscheinend kostenlos für alle)

  • Brière, J. J., Favier, J, Gimenez-Roqueplo, A. P. & Rustin, P (2006)Tricarbonsäurezyklus-Dysfunktion als Ursache menschlicher Erkrankungen und Tumorbildung. Am J Physiol Cell Physiol, 291, C1114-20. [Veröffentlicht] [pdf]

  • Chappell (1964)Die Oxidation von Citrat, Isocitrat und Cis-Aconitat durch isolierte Mitochondrien. Biochem J., 90, 225-237.[veröffentlicht] [pdf]

  • Herreros, B. & Garcia-Sancho, J. (1981) TCA Cycle Confusion. Trends in den biochemischen Wissenschaften (Ausgabe Februar 1981; vollständige Referenz folgt)

  • Madeira, V.M.C. (1988)Stöchiometrie von reduzierenden Äquivalenten und Aufspaltung von Wasser im Zitronensäurezyklus. Biochemische Ausbildung 16, 94 - 96 [pdf] (anscheinend kostenlos für alle.)

  • Mego, J. L. (1986) Die Rolle des Wassers bei der Glykolyse Biochemische Ausbildung, 14, 130 - 131. (siehe hier)

  • Racker, E. (1976) Ein neuer Blick auf Mechanismen in der Bioenergetik. Akademische Presse, New York.

  • Wieser (1980) Lehrbuchfehler: Die Spaltung von Wasser durch den Tricarbonsäurezyklus. Lehrbuchfehler oder Lehrbuchauslassung? Trends in den biochemischen Wissenschaften, 5 (Ausgabe 11), 284. [siehe hier]. [pdf], anscheinend kostenlos für alle.

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Ich konnte die genaue Referenz für das unvollständige nicht finden Atkinson und Herreros & Garcia-Sancho oben zitierte Referenzen, aber als Antwort auf diese große Frage habe ich hier eine Kopie einer sehr schlechten gescannten Version eingestellt

Ein weiterer großartiger Hinweis auf diese Kontroverse, den ich hätte zitieren sollen, ist der folgende:

  • Losada, Manuel. (1978)Energieübertragende Redoxsysteme und der Mechanismus der oxidativen Phosphorylierung. Bioelektrochemie und Bioenergetik, 5, 296-310 [Science Direct].

Das Folgende ist der relevante Abschnitt für diejenigen, die keinen Zugang haben:

Eine vollständigere Version der oben zitierten Racker-Referenz von Losada (1978):

Pyruvat hat jedoch nur 4 Wasserstoffatome, die an 2 Sauerstoffatome abgegeben werden können, und sollte daher bei einem P:O-Verhältnis von 3 nur 6 Moleküle ATP ergeben (Tabelle 1.2). Woher kommen die anderen 6 Wasserstoffe, damit 15 ATP gebildet werden können? Die Antwort auf diese Frage gibt uns, wie ich denke, den Schlüssel zum Rätsel, warum die Natur das komplexe akrobatische Schema des Krebs-Zyklus entworfen hat. Sein Hauptzweck ist meines Erachtens die Steigerung der Energieausbeute durch die Katalyse der Wasserspaltung.

Es gibt drei Schritte, in denen Wasser in den Krebs-Zyklus eintritt. - einer bei der Umwandlung von Fumarat in Malat und die anderen beiden etwas indirekter bei der Verwertung von Acetyl-CoA und Succinyl-CoA. Im Verlauf des Krebs-Zyklus werden die Wasserstoffe dieser Wassermoleküle vom Sauerstoff getrennt und an DPN oder ein Flavoprotein (z .

[Racker, E. (1976). A New Look at Mechanisms of Bioenergetics, S. 5-6, Academic Press].

IMO, der letzte Satz dieses Zitats ist kompletter Quatsch. (Für DPN lesen Sie NAD. DPN oder Diphospo-Pyridin-Nukleotid (oder so ähnlich), ist ein alter Name für NAD)


Keine Fischgruppe hat das Meer mehr erobert als die Knochenfische. Sie sind die fortschrittlichsten aller Fische und dominieren sowohl in Meeres- als auch in Süßwasserlebensräumen. Eine unglaubliche Vielfalt an Knochenfischen ist auf der ganzen Welt zu finden.

Das Leben in einem Fluss ist nicht immer einfach, aber Flussfische gedeihen aufgrund einiger wichtiger Anpassungen in den frei fließenden Bedingungen von Flüssen.

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Lichtabsorption

Lichtenergie tritt in den Prozess der Photosynthese ein, wenn Pigmente das Licht absorbieren. In Pflanzen absorbieren Pigmentmoleküle nur sichtbares Licht für die Photosynthese. Das vom Menschen als weißes Licht wahrgenommene sichtbare Licht existiert tatsächlich in einem Regenbogen von Farben. Bestimmte Objekte wie ein Prisma oder ein Wassertropfen streuen weißes Licht, um diese Farben für das menschliche Auge sichtbar zu machen. Der sichtbare Lichtanteil des elektromagnetischen Spektrums wird vom menschlichen Auge als Regenbogen von Farben wahrgenommen, wobei Violett und Blau kürzere Wellenlängen und daher eine höhere Energie haben. Am anderen Ende des Spektrums in Richtung Rot sind die Wellenlängen länger und haben eine geringere Energie.


Neuer Weg zur Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff entwickelt

Die Entwicklung effizienter Systeme zur Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, angetrieben durch Sonnenlicht, gehört heute zu den wichtigsten Herausforderungen für die Wissenschaft und untermauert das langfristige Potenzial von Wasserstoff als sauberer, nachhaltiger Kraftstoff. Aber heute existierende künstliche Systeme sind sehr ineffizient und erfordern oft den zusätzlichen Einsatz von chemischen Opfermitteln. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, neue Mechanismen zu etablieren, durch die eine Wasserspaltung stattfinden kann.

Ein einzigartiger Ansatz, der von Prof. David Milstein und Kollegen der Abteilung Organische Chemie des Weizmann-Instituts entwickelt wurde, bietet jetzt wichtige Schritte zur Bewältigung dieser Herausforderung. Während dieser Arbeit demonstrierte das Team eine neue Art der Bindungsbildung zwischen Sauerstoffatomen und definierte sogar den Mechanismus, nach dem sie stattfindet. Tatsächlich erweist sich die Erzeugung von Sauerstoffgas durch die Bildung einer Bindung zwischen zwei Sauerstoffatomen, die aus Wassermolekülen stammen, als Flaschenhals bei der Wasserspaltung. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich veröffentlicht in Wissenschaft.

Die Natur hat, indem sie einen anderen Weg eingeschlagen hat, einen sehr effizienten Prozess entwickelt: Photosynthese &ndash durch Pflanzen &ndash die Quelle allen Sauerstoffs auf der Erde. Obwohl es erhebliche Fortschritte beim Verständnis der Photosynthese gegeben hat, ist die Funktionsweise dieses Systems noch unklar. Weltweit wurden große Anstrengungen unternommen, um künstliche Photosynthesesysteme auf der Basis von Metallkomplexen zu entwickeln, die als Katalysatoren dienen, jedoch mit geringem Erfolg. (Ein Katalysator ist eine Substanz, die in der Lage ist, die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion zu erhöhen, ohne sich aufzubrauchen.)

Der neue Ansatz, den das Weizmann-Team kürzlich entwickelt hat, ist in eine Abfolge von Reaktionen unterteilt, die in aufeinanderfolgenden thermischen und lichtgetriebenen Schritten zur Freisetzung von Wasserstoff und Sauerstoff führt, vermittelt durch einen einzigartigen Inhaltsstoff &ndash einen speziellen Metallkomplex, den das Milstein-Team in früheren Studien entworfen. Darüber hinaus ist der von ihnen entworfene &ndash ein Metallkomplex des Elements Ruthenium &ndash ein &lsquosmarter&rsquo-Komplex, bei dem das Metallzentrum und der daran gebundene organische Teil bei der Spaltung des Wassermoleküls zusammenwirken.

Das Team fand heraus, dass beim Mischen dieses Komplexes mit Wasser die Bindungen zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen aufbrechen, wobei ein Wasserstoffatom schließlich an seinen organischen Teil bindet, während die restlichen Wasserstoff- und Sauerstoffatome (OH-Gruppe) an sein Metallzentrum binden.

Diese modifizierte Version des Komplexes bildet die Grundlage für die nächste Stufe des Prozesses: die &lsquoErhitzungsstufe.&rsquo Wenn die Wasserlösung auf 100 Grad C erhitzt wird, wird Wasserstoffgas aus dem Komplex freigesetzt &ndash eine potenzielle Quelle für sauberen Brennstoff &ndash und eine andere? An das Metallzentrum wird eine OH-Gruppe angefügt.

&lsquoAber der interessanteste Teil ist die dritte &lsquolight-Stufe&rsquo&rsquo, sagt Milstein. &lsquoAls wir diesen dritten Komplex bei Raumtemperatur dem Licht aussetzten, wurde nicht nur Sauerstoffgas erzeugt, sondern der Metallkomplex kehrte auch in seinen ursprünglichen Zustand zurück, der für weitere Reaktionen recycelt werden konnte.&rsquo

Diese Ergebnisse sind umso bemerkenswerter, wenn man bedenkt, dass die Bildung einer Bindung zwischen zwei Sauerstoffatomen, die durch einen künstlichen Metallkomplex gefördert wird, ein sehr seltenes Ereignis ist und unklar war, wie es ablaufen kann. Milstein und seinem Team ist es aber auch gelungen, einen noch nie dagewesenen Mechanismus für einen solchen Prozess zu identifizieren. Weitere Experimente haben gezeigt, dass Licht während der dritten Stufe die Energie liefert, die erforderlich ist, um die beiden OH-Gruppen zu verbinden, um Wasserstoffperoxid (H2O2) zu bilden, das schnell in Sauerstoff und Wasser zerfällt. &lsquoDa Wasserstoffperoxid als relativ instabiles Molekül gilt, haben Wissenschaftler diesen Schritt immer ignoriert und für unplausibel gehalten, aber wir haben das Gegenteil bewiesen&rsquo, sagt Milstein. Darüber hinaus hat das Team Beweise vorgelegt, die zeigen, dass die Bindung zwischen den beiden Sauerstoffatomen innerhalb eines einzelnen Moleküls erzeugt wird und nicht zwischen Sauerstoffatomen, die sich auf separaten Molekülen befinden, wie allgemein angenommen, und von einem einzigen Metallzentrum stammt.

Die Entdeckung eines effizienten künstlichen Katalysators für die sonnenlichtgetriebene Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff ist ein wichtiges Ziel der Erforschung erneuerbarer sauberer Energie. Bisher hat das Team von Milstein einen Mechanismus für die Bildung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser demonstriert, ohne dass chemische Mittel zum Einsatz kommen müssen, durch einzelne Schritte unter Verwendung von Licht. Für ihre nächste Studie planen sie, diese Stufen zu einem effizienten Katalysatorsystem zu kombinieren und damit die Akteure im Bereich der alternativen Energien diesem Ziel einen wichtigen Schritt näher zu bringen.

An der Forschung beteiligt waren der ehemalige Postdoktorand Stephan Kohl, Ph.D. Student Leonid Schwartsburd und Techniker Yehoshoa Ben-David der gesamten Abteilung für Organische Chemie, zusammen mit den Wissenschaftlern Lev Weiner, Leonid Konstantinovski, Linda Shimon und Mark Iron von der Abteilung Chemical Research Support.

Die Forschung von Prof. David Milstein wird vom Mary and Tom Beck-Canadian Center for Alternative Energy Research und dem Helen and Martin Kimmel Center for Molecular Design unterstützt. Prof. Milstein ist Inhaber des Israel Matz Professorial Chair für Organische Chemie.

Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von Weizmann-Institut für Wissenschaften. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.


Wie lichtabhängige Reaktionen funktionieren

Der Gesamtzweck der lichtabhängigen Reaktionen besteht darin, Lichtenergie in chemische Energie umzuwandeln. Diese chemische Energie wird vom Calvin-Zyklus verwendet, um den Zusammenbau von Zuckermolekülen voranzutreiben.

Die lichtabhängigen Reaktionen beginnen in einer Gruppierung von Pigmentmolekülen und Proteinen, die als Photosystem bezeichnet werden. Photosysteme existieren in den Membranen von Thylakoiden. Ein Pigmentmolekül im Photosystem absorbiert jeweils ein Photon, eine Menge oder ein „Paket&rdquo an Lichtenergie.

Ein Photon der Lichtenergie wandert, bis es ein Chlorophyllmolekül erreicht. Das Photon bewirkt, dass ein Elektron im Chlorophyll "anregt" wird. Die dem Elektron zugeführte Energie ermöglicht es ihm, sich von einem Atom des Chlorophyll-Moleküls zu lösen. Chlorophyll soll daher ein Elektron „spenden&rdquo (Abbildung 5.2.5).

Um das Elektron im Chlorophyll zu ersetzen, wird ein Wassermolekül gespalten. Diese Aufspaltung setzt ein Elektron frei und führt zur Bildung von Sauerstoff (O2) und Wasserstoffionen (H + ) im Thylakoidraum. Technisch gesehen setzt jedes Zerbrechen eines Wassermoleküls ein Elektronenpaar frei und kann daher zwei gespendete Elektronen ersetzen.

Abbildung 5.2.5: Lichtenergie wird von einem Chlorophyllmolekül absorbiert und über einen Weg an andere Chlorophyllmoleküle weitergegeben. Die Energie gipfelt in einem Chlorophyllmolekül, das sich im Reaktionszentrum befindet. Die Energie „erregt„ eines seiner Elektronen genug, um das Molekül zu verlassen und auf einen nahegelegenen primären Elektronenakzeptor übertragen zu werden. Ein Wassermolekül spaltet sich, um ein Elektron freizusetzen, das benötigt wird, um das gespendete zu ersetzen. Auch bei der Wasserspaltung entstehen Sauerstoff- und Wasserstoffionen.

Durch das Ersetzen des Elektrons kann Chlorophyll auf ein anderes Photon reagieren. Die als Nebenprodukte entstehenden Sauerstoffmoleküle gelangen in die Umgebung. Bei den restlichen lichtabhängigen Reaktionen spielen die Wasserstoffionen eine entscheidende Rolle.

Denken Sie daran, dass der Zweck der lichtabhängigen Reaktionen darin besteht, Sonnenenergie in chemische Träger umzuwandeln, die im Calvin-Zyklus verwendet werden. In Eukaryoten und einigen Prokaryoten existieren zwei Photosysteme. Das erste heißt Photosystem II, das eher nach der Reihenfolge seiner Entdeckung als nach der Reihenfolge seiner Funktion benannt wurde.

Nach dem Auftreffen des Photons überträgt das Photosystem II das freie Elektron auf das erste einer Reihe von Proteinen innerhalb der Thylakoidmembran, die als Elektronentransportkette bezeichnet wird. Wenn das Elektron an diesen Proteinen vorbeiläuft, treibt die Energie des Elektrons Membranpumpen an, die aktiv Wasserstoffionen entgegen ihrem Konzentrationsgradienten aus dem Stroma in den Thylakoidraum bewegen. Dies ist ganz analog zu dem Prozess, der im Mitochondrium abläuft, bei dem eine Elektronentransportkette Wasserstoffionen aus dem mitochondrialen Stroma durch die innere Membran und in den Zwischenmembranraum pumpt, wodurch ein elektrochemischer Gradient entsteht. Nachdem die Energie verbraucht ist, wird das Elektron von einem Pigmentmolekül im nächsten Photosystem, das Photosystem I genannt wird, aufgenommen (Abbildung 5.2.6).

Abbildung 5.2.6: Vom Photosystem II wandert das Elektron entlang einer Reihe von Proteinen. Dieses Elektronentransportsystem nutzt die Energie des Elektrons, um Wasserstoffionen in das Innere des Thylakoids zu pumpen. Ein Pigmentmolekül im Photosystem I nimmt das Elektron auf.


/>Anlagenmanagement in Florida Waters

Sauerstoff ist ein natürliches Element, ohne das kein Tier leben kann. Fische und andere Wassertiere sind genauso auf den im Wasser gelösten Sauerstoff angewiesen wie der Mensch auf den Sauerstoff in der Luft.

Viele Menschen sind überrascht zu erfahren, dass Fische und andere Wasserorganismen keinen Sauerstoff aus Wassermolekülen (H2O) verwenden. Dies liegt daran, dass das einzelne Sauerstoffmolekül (O) an die beiden Wasserstoffmoleküle (H2) gebunden ist und in dieser Form nicht verwendbar ist. Stattdessen sind Wasserorganismen auf gelöstes Sauerstoffgas (O2) angewiesen, eine farb-, geschmacks- und geruchlose Substanz, die von Pflanzen und der Atmosphäre ins Wasser gelangt.

Sauerstoff aus Pflanzen

Unter Verwendung von Kohlendioxid, Wasser und Lichtenergie erzeugen (Wasser- und Land-)Pflanzen neue Zellen und reparieren beschädigte durch einen Prozess, der als Photosynthese bekannt ist. Als Nebenprodukt wird gelöstes Sauerstoffgas freigesetzt.

In Wasserumgebungen geben frei schwebende mikroskopisch kleine Pflanzen, die als Algen bekannt sind, und größere Unterwasserpflanzen (Makrophyten) Sauerstoff direkt in das Wasser ab, wo er von Tieren und anderen Organismen, einschließlich der Pflanzen selbst, verwendet wird.

Sauerstoffspendende Pflanzen

Während alle Pflanzen Sauerstoff produzieren, produzieren einige mehr als andere. In der aquatischen Umwelt haben eine Reihe von Wasserpflanzenarten sauerstoffreiche Fähigkeiten.

Einige Arten sind bei Aquarien- und Teichliebhabern besonders beliebt.

  • Bacopa caroliniana (Bakopa)
  • Cabomba caroliniana (Cabomba oder Fanwort)
  • Ceratophyllum demersum (Waschbär)
  • Juncus repens (eilen)
  • Najas guadalupensis (südliche Najade)
  • Nymphoides aquatica (Bananenlilie)
  • Potamogeton diversifolius (Wasserfaden-Laichkraut)
  • Vallisneria americana (Bandgras oder Aalgras)

Leider sind einige von ihnen nicht heimisch und können in Florida invasiv werden.

  • Hydrilla verticillata (Hydrilla)
  • Myriophyllum aquaticum (Papageienfeder)
  • Nymphoides cristata (Weißwasser-Schneeflocke)
  • Nymphoides peltata (gelbes schwebendes Herz)

Sauerstoff aus der Atmosphäre

Neben dem von Pflanzen erzeugten Sauerstoff drückt der Luftdruck der Erde ständig winzige Moleküle von gelöstem Sauerstoffgas in die Oberflächengewässer unserer Seen, Teiche, Ozeane und Schwimmbäder – sogar in das Wasserglas auf Ihrer Küchentheke. Der Vorgang wird als Diffusion bezeichnet. Wenn Sauerstoffgas in Wasser gedrückt wird, wird gleichzeitig überschüssiger Sauerstoff aus dem Wasser an die Luft abgegeben. Wind- und Wellenbewegungen oder mechanische Belüfter beschleunigen die Diffusion, indem sie mehr Oberfläche für das Eindringen von Sauerstoff in das Wasser schaffen.

Die einzigartige Fähigkeit des Wassers, Sauerstoff aufzunehmen und abzugeben, ermöglicht es Fischen und anderen Tieren, unter Wasser zu atmen (zu atmen). Sauerstoffkonzentrationen in aquatischen Umgebungen sind jedoch selten stabil. Wenn die Sonne scheint und Wasserpflanzen (einschließlich Algen) mit voller Photosynthese arbeiten, ist Sauerstoff reichlich vorhanden. Nach Sonnenuntergang wird jedoch die Photosyntheseaktivität und damit die Sauerstoffkonzentration stark reduziert. Normalerweise befindet sich im Wasser ein Puffer mit gelöstem Sauerstoff, der bis zum Morgen reicht, wenn der Prozess wieder beginnt. Wenn jedoch etwas das Muster ändert, kann Sauerstoff verbraucht werden.

Wetter und Sauerstoffmangel

Sauerstoffgehalt im Fluss während des Tages

Starke Regenfälle können organische Stoffe (Blätter, Zweige und Gräser) in ein Gewässer spülen und eine Kettenreaktion auslösen, die Sauerstoff schnell verbraucht. Sobald die Trümmer ins Wasser gespült werden, beginnen Milliarden von Mikroorganismen (einschließlich Bakterien und Zooplankton), die Vegetation zu zersetzen. Wird viel organisches Material auf einmal eingebracht, kann die erhöhte Aktivität der Mikroorganismen den Sauerstoffverbrauch beschleunigen. Auch gelöste Stoffe aus der verrottenden Vegetation des Sees (oder aus den den See umgebenden Feuchtgebieten) können nach starkem Regen ins Wasser gelangen und eine ähnliche Wirkung haben wie Abfälle aus Tiermasten oder Klärgrubenabwasser. Weitere Informationen zu den Auswirkungen von Farbe und gelösten Substanzen auf Wasser finden Sie im Florida LAKEWATCH Circular 108, A Beginners Guide to Water Management – ​​Color.

Manchmal kann es zu einem Überschuss an gelöstem Sauerstoff kommen und manchmal kann er gefährlich tief absinken – so tief, dass Fische und andere Organismen gestresst werden, krank werden oder sogar sterben (z. B. ein Fischsterben). In Floridas Warmwasserseen gehören sauerstoffbedingte Probleme zu den häufigsten Ursachen für Fischsterben. Obwohl es für den Menschen störend ist, sind die meisten Fischsterben das Ergebnis natürlicher Prozesse. Für eine optimale Gesundheit benötigen Warmwasserfische (die in Florida) im Allgemeinen gelöste Sauerstoffkonzentrationen von fünf ppm (5 ppm). Obwohl diese Sauerstoffmenge in den meisten Gewässern verfügbar ist, ist sie nie konstant. Fische sterben normalerweise bei Sauerstoffkonzentrationen von 2 mg/l oder weniger. Weitere Informationen finden Sie unter Gelöster Sauerstoff für die Fischproduktion von Ruth Francis-Floyd.


Wasser ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel

Da Wasser polar ist, mit leichten positiven und negativen Ladungen, können sich ionische Verbindungen und polare Moleküle darin leicht auflösen. Wasser ist daher ein sogenanntes Lösungsmittel – eine Substanz, die eine andere Substanz auflösen kann. Die geladenen Teilchen bilden mit einer umgebenden Schicht aus Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen. Dies wird als Hydratationskugel bezeichnet und dient dazu, die Partikel getrennt oder im Wasser dispergiert zu halten. Bei in Wasser gemischtem Kochsalz (NaCl) ([Abbildung 3]) werden die Natrium- und Chloridionen im Wasser getrennt oder dissoziiert, und um die Ionen bilden sich Hydratationskugeln. Ein positiv geladenes Natriumion ist von den teilweise negativen Ladungen von Sauerstoffatomen in Wassermolekülen umgeben. Ein negativ geladenes Chloridion ist von den teilweise positiven Ladungen von Wasserstoffatomen in Wassermolekülen umgeben. Diese Hydratationssphären werden auch als Hydratationshüllen bezeichnet. Die Polarität des Wassermoleküls macht es zu einem wirksamen Lösungsmittel und ist in seinen vielen Funktionen in lebenden Systemen wichtig.

Abbildung 3: Wenn Kochsalz (NaCl) in Wasser gemischt wird, bilden sich um die Ionen herum Hydratationskugeln.


Inhalt

Die meisten Fische tauschen Gase über Kiemen auf beiden Seiten des Rachens (Rachens) aus. Kiemen sind Gewebe, die aus fadenförmigen Strukturen, den sogenannten Filamenten, bestehen. Diese Filamente haben viele Funktionen und "sind am Ionen- und Wassertransfer sowie am Sauerstoff-, Kohlendioxid-, Säure- und Ammoniakaustausch beteiligt. [3] [4] Jedes Filament enthält ein Kapillarnetzwerk, das eine große Oberfläche für den Austausch von Sauerstoff und Kohlenstoff bietet Fische tauschen Gase aus, indem sie sauerstoffreiches Wasser durch ihr Maul ziehen und über ihre Kiemen pumpen Öffnungen an den Seiten des Rachens.

Fische aus mehreren Gruppen können längere Zeit außerhalb des Wassers leben. Amphibienfische wie der Schlammspringer können bis zu mehreren Tagen an Land leben und sich bewegen oder in stehendem oder anderweitig sauerstoffarmem Wasser leben. Viele dieser Fische können über verschiedene Mechanismen Luft atmen. Die Haut von Anguillid-Aalen kann Sauerstoff direkt aufnehmen. Die Mundhöhle des Zitteraals kann Luft atmen. Welse der Familien Loricariidae, Callichthyidae und Scoloplacidae nehmen Luft über ihren Verdauungstrakt auf. [5] Lungenfische, mit Ausnahme des australischen Lungenfisches, und Bichirs haben gepaarte Lungen, die denen von Tetrapoden ähneln und müssen auftauchen, um frische Luft durch den Mund zu schlucken und verbrauchte Luft durch die Kiemen herauszulassen. Gar und Bowfin haben eine vaskularisierte Schwimmblase, die auf die gleiche Weise funktioniert. Schmerlen, Trahiras und viele Welse atmen, indem sie Luft durch den Darm leiten. Schlammspringer atmen, indem sie Sauerstoff über die Haut aufnehmen (ähnlich wie Fröschen). Eine Reihe von Fischen haben sich sogenannte . entwickelt akzessorische Atmungsorgane die der Luft Sauerstoff entziehen. Labyrinthfische (wie Guramis und Bettas) haben ein Labyrinthorgan über den Kiemen, das diese Funktion erfüllt. Einige andere Fische haben Strukturen, die in Form und Funktion Labyrinthorganen ähneln, vor allem Schlangenköpfe, Hechtköpfe und die Familie der Clariidae-Welse.

Atemluft ist hauptsächlich für Fische von Nutzen, die flache, saisonal wechselnde Gewässer bewohnen, in denen die Sauerstoffkonzentration des Wassers saisonal abnimmt. Fische, die ausschließlich auf gelösten Sauerstoff angewiesen sind, wie Barsche und Buntbarsche, ersticken schnell, während Luftatmer viel länger überleben, teilweise in Wasser, das kaum mehr als nasser Schlamm ist. Im Extremfall können einige luftatmende Fische wochenlang ohne Wasser in feuchten Höhlen überleben und in einen Zustand der Aestivation (Sommerwinterschlaf) eintreten, bis das Wasser zurückkehrt.

Luft atmende Fische können unterteilt werden in verpflichten Luftatmer und fakultativ Luftatmer. Obligatorische Luftatmer, wie der Afrikanische Lungenfisch, müssen regelmäßig Luft atmen oder ersticken. Fakultative Luftatmer, wie der Wels Hypostomus plecostomus, atmen nur bei Bedarf Luft und können sich ansonsten auf ihre Kiemen für Sauerstoff verlassen. Die meisten luftatmenden Fische sind fakultative Luftatmer, die die energetischen Kosten des Aufstiegs an die Oberfläche und die Fitnesskosten der Exposition gegenüber Oberflächenräubern vermeiden. [5]

Alle basalen Wirbeltiere atmen mit Kiemen. Die Kiemen werden direkt hinter dem Kopf getragen und begrenzen die hinteren Ränder einer Reihe von Öffnungen von der Speiseröhre nach außen. Jede Kieme wird von einem knorpeligen oder knöchernen Kiemenbogen getragen. [9] Die Kiemen von Wirbeltieren entwickeln sich typischerweise in den Wänden des Rachens, entlang einer Reihe von Kiemenschlitzen, die sich nach außen öffnen. Die meisten Arten verwenden ein Gegenstrom-Austauschsystem, um die Diffusion von Substanzen in und aus der Kieme zu verbessern, wobei Blut und Wasser in entgegengesetzte Richtungen fließen, was die Effizienz der Sauerstoffaufnahme aus dem Wasser erhöht. [6] [7] [8] Frisches sauerstoffreiches Wasser, das durch den Mund aufgenommen wird, wird ununterbrochen durch die Kiemen in eine Richtung "gepumpt", während das Blut in den Lamellen in die entgegengesetzte Richtung fließt, wodurch der Gegenstrom von Blut und Wasser entsteht wovon das Überleben der Fische abhängt. [8]

Die Kiemen bestehen aus kammartigen Filamenten, den Kiemenlamellen, die ihre Oberfläche für den Sauerstoffaustausch vergrößern. [10] Wenn ein Fisch atmet, saugt er in regelmäßigen Abständen einen Schluck Wasser auf. Dann zieht es die Seiten seiner Kehle zusammen und drückt das Wasser durch die Kiemenöffnungen, so dass es über die Kiemen nach außen gelangt. Die Knochenfische haben drei Bogenpaare, Knorpelfische haben fünf bis sieben Paare, während die primitiven kieferlosen Fische sieben haben. Der Vorfahre der Wirbeltiere hatte zweifellos mehr Bögen, da einige ihrer Chordate-Verwandten mehr als 50 Kiemenpaare haben. [11]

Höhere Wirbeltiere entwickeln keine Kiemen, die Kiemenbögen bilden sich während der Entwicklung des Fötus und bilden die Grundlage für wesentliche Strukturen wie Kiefer, Schilddrüse, Kehlkopf, Kolumella (entsprechend dem Steigbügel bei Säugetieren) und bei Säugetieren der Hammer und Amboss. [11] Fischkiemenschlitze können die evolutionären Vorfahren der Mandeln, der Thymusdrüse und der Eustachischen Röhren sowie vieler anderer Strukturen sein, die aus den embryonalen Kiementaschen stammen. [ Zitat benötigt ]

Wissenschaftler haben untersucht, welcher Teil des Körpers für die Aufrechterhaltung des Atemrhythmus verantwortlich ist. Sie fanden heraus, dass Nervenzellen im Hirnstamm von Fischen für die Entstehung des Atemrhythmus verantwortlich sind. [12] Die Position dieser Neuronen unterscheidet sich geringfügig von den Zentren der respiratorischen Genese bei Säugetieren, aber sie befinden sich im selben Hirnkompartiment, was zu Debatten über die Homologie der respiratorischen Zentren zwischen aquatischen und terrestrischen Arten geführt hat. Sowohl bei der aquatischen als auch bei der terrestrischen Atmung sind die genauen Mechanismen, durch die Neuronen diesen unwillkürlichen Rhythmus erzeugen können, noch nicht vollständig verstanden (siehe Unwillkürliche Kontrolle der Atmung).

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Atemrhythmus ist, dass er moduliert wird, um sich an den Sauerstoffverbrauch des Körpers anzupassen. Wie bei Säugetieren beobachtet, "atmen" Fische schneller und schwerer, wenn sie sich körperlich betätigen. Die Mechanismen, durch die diese Veränderungen auftreten, werden seit mehr als 100 Jahren unter Wissenschaftlern heftig diskutiert. [13] Die Autoren lassen sich in 2 Schulen einteilen:

  1. Diejenigen, die denken, dass der größte Teil der respiratorischen Veränderungen im Gehirn vorprogrammiert ist, was bedeuten würde, dass Neuronen aus den Bewegungszentren des Gehirns sich in Erwartung von Bewegungen mit den Atmungszentren verbinden.
  2. Diejenigen, die denken, dass der größte Teil der Atemwegsveränderungen auf die Erkennung der Muskelkontraktion zurückzuführen ist und dass die Atmung als Folge der Muskelkontraktion und des Sauerstoffverbrauchs angepasst wird. Dies würde bedeuten, dass das Gehirn über eine Art von Erkennungsmechanismen verfügt, die eine Atemreaktion auslösen würden, wenn eine Muskelkontraktion auftritt.

Viele sind sich jetzt einig, dass beide Mechanismen wahrscheinlich vorhanden sind und sich ergänzen oder mit einem Mechanismus zusammenwirken, der Veränderungen der Sauerstoff- und/oder Kohlendioxid-Blutsättigung erkennen kann.

Knochenfisch Bearbeiten

Bei Knochenfischen liegen die Kiemen in einer Kiemenkammer, die von einem knöchernen Deckel bedeckt ist. Die große Mehrheit der Knochenfischarten hat fünf Kiemenpaare, obwohl einige im Laufe der Evolution einige verloren haben. Das Operculum kann bei der Regulierung des Wasserdrucks im Rachenraum wichtig sein, um eine ausreichende Belüftung der Kiemen zu ermöglichen, so dass Knochenfische nicht auf die Ventilation des Ständers (und damit auf nahezu ständige Bewegung) angewiesen sind, um zu atmen. Ventile im Mund verhindern das Entweichen des Wassers. [11]

Die Kiemenbögen von Knochenfischen haben typischerweise kein Septum, so dass allein die Kiemen aus dem Bogen herausragen, unterstützt von einzelnen Kiemenstrahlen. Einige Arten behalten Kiemenrechen. Obwohl allen bis auf die primitivsten Knochenfische ein Stigmen fehlt, bleibt der damit verbundene Pseudoast oft bestehen, der sich an der Basis des Operculums befindet. Diese ist jedoch oft stark reduziert und besteht aus einer kleinen Zellmasse ohne verbleibende kiemenartige Struktur. [11]

Marine Knochenfische verwenden auch Kiemen, um Elektrolyte auszuscheiden. Die große Oberfläche der Kiemen ist für Fische, die versuchen, die Osmolarität ihrer inneren Flüssigkeiten zu regulieren, ein Problem. Salzwasser ist weniger verdünnt als diese inneren Flüssigkeiten, daher verlieren Salzwasserfische große Mengen Wasser osmotisch über ihre Kiemen. Um das Wasser zurückzugewinnen, trinken sie große Mengen Meerwasser und scheiden das Salz aus. Freshwater is more dilute than the internal fluids of fish, however, so freshwater fish gain water osmotically through their gills. [11]

In some primitive bony fishes and amphibians, the larvae bear external gills, branching off from the gill arches. [14] These are reduced in adulthood, their function taken over by the gills proper in fishes and by lungs in most amphibians. Some amphibians retain the external larval gills in adulthood, the complex internal gill system as seen in fish apparently being irrevocably lost very early in the evolution of tetrapods. [fünfzehn]

Cartilaginous fish Edit

Like other fish, sharks extract oxygen from seawater as it passes over their gills. Unlike other fish, shark gill slits are not covered, but lie in a row behind the head. A modified slit called a spiracle lies just behind the eye, which assists the shark with taking in water during respiration and plays a major role in bottom–dwelling sharks. Spiracles are reduced or missing in active pelagic sharks. [16] While the shark is moving, water passes through the mouth and over the gills in a process known as "ram ventilation". While at rest, most sharks pump water over their gills to ensure a constant supply of oxygenated water. A small number of species have lost the ability to pump water through their gills and must swim without rest. These species are obligate ram ventilators and would presumably asphyxiate if unable to move. Obligate ram ventilation is also true of some pelagic bony fish species. [17]

The respiration and circulation process begins when deoxygenated blood travels to the shark's two-chambered heart. Here the shark pumps blood to its gills via the ventral aorta artery where it branches into afferent brachial arteries. Reoxygenation takes place in the gills and the reoxygenated blood flows into the efferent brachial arteries, which come together to form the dorsal aorta. The blood flows from the dorsal aorta throughout the body. The deoxygenated blood from the body then flows through the posterior cardinal veins and enters the posterior cardinal sinuses. From there blood enters the heart ventricle and the cycle repeats. [18]

Sharks and rays typically have five pairs of gill slits that open directly to the outside of the body, though some more primitive sharks have six or seven pairs. Adjacent slits are separated by a cartilaginous gill arch from which projects a long sheet-like septum, partly supported by a further piece of cartilage called the gill ray. The individual lamellae of the gills lie on either side of the septum. The base of the arch may also support gill rakers, small projecting elements that help to filter food from the water. [11]

A smaller opening, the spiracle, lies in the back of the first gill slit. This bears a small pseudobranch that resembles a gill in structure, but only receives blood already oxygenated by the true gills. [11] The spiracle is thought to be homologous to the ear opening in higher vertebrates. [19]

Most sharks rely on ram ventilation, forcing water into the mouth and over the gills by rapidly swimming forward. In slow-moving or bottom dwelling species, especially among skates and rays, the spiracle may be enlarged, and the fish breathes by sucking water through this opening, instead of through the mouth. [11]

Chimaeras differ from other cartilagenous fish, having lost both the spiracle and the fifth gill slit. The remaining slits are covered by an operculum, developed from the septum of the gill arch in front of the first gill. [11]

Lampreys and hagfish Edit

Lampreys and hagfish do not have gill slits as such. Instead, the gills are contained in spherical pouches, with a circular opening to the outside. Like the gill slits of higher fish, each pouch contains two gills. In some cases, the openings may be fused together, effectively forming an operculum. Lampreys have seven pairs of pouches, while hagfishes may have six to fourteen, depending on the species. In the hagfish, the pouches connect with the pharynx internally. In adult lampreys, a separate respiratory tube develops beneath the pharynx proper, separating food and water from respiration by closing a valve at its anterior end. [11]

The circulatory systems of all vertebrates are abgeschlossen, just as in humans. Still, the systems of fish, amphibians, reptiles, and birds show various stages of the evolution of the circulatory system. In fish, the system has only one circuit, with the blood being pumped through the capillaries of the gills and on to the capillaries of the body tissues. Dies ist bekannt als single cycle circulation. The heart of fish is therefore only a single pump (consisting of two chambers). Fish have a closed-loop circulatory system. The heart pumps the blood in a single loop throughout the body. In most fish, the heart consists of four parts, including two chambers and an entrance and exit. [20] The first part is the sinus venosus, a thin-walled sac that collects blood from the fish's veins before allowing it to flow to the second part, the atrium, which is a large muscular chamber. The atrium serves as a one-way antechamber, sends blood to the third part, ventricle. The ventricle is another thick-walled, muscular chamber and it pumps the blood, first to the fourth part, bulbus arteriosus, a large tube, and then out of the heart. The bulbus arteriosus connects to the aorta, through which blood flows to the gills for oxygenation.

In amphibians and most reptiles, a double circulatory system is used, but the heart is not always completely separated into two pumps. Amphibians have a three-chambered heart.

Jaws allow fish to eat a wide variety of food, including plants and other organisms. Fish ingest food through the mouth and break it down in the esophagus. In the stomach, food is further digested and, in many fish, processed in finger-shaped pouches called pyloric caeca, which secrete digestive enzymes and absorb nutrients. Organs such as the liver and pancreas add enzymes and various chemicals as the food moves through the digestive tract. The intestine completes the process of digestion and nutrient absorption.

In most vertebrates, digestion is a four-stage process involving the main structures of the digestive tract, starting with ingestion, placing food into the mouth, and concluding with the excretion of undigested material through the anus. From the mouth, the food moves to the stomach, where as bolus it is broken down chemically. It then moves to the intestine, where the process of breaking the food down into simple molecules continues and the results are absorbed as nutrients into the circulatory and lymphatic system.

Although the precise shape and size of the stomach varies widely among different vertebrates, the relative positions of the oesophageal and duodenal openings remain relatively constant. As a result, the organ always curves somewhat to the left before curving back to meet the pyloric sphincter. However, lampreys, hagfishes, chimaeras, lungfishes, and some teleost fish have no stomach at all, with the oesophagus opening directly into the intestine. These animals all consume diets that either require little storage of food, or no pre-digestion with gastric juices, or both. [11]

The small intestine is the part of the digestive tract following the stomach and followed by the large intestine, and is where much of the digestion and absorption of food takes place. In fish, the divisions of the small intestine are not clear, and the terms anterior oder proximal intestine may be used instead of duodenum. [21] The small intestine is found in all teleosts, although its form and length vary enormously between species. In teleosts, it is relatively short, typically around one and a half times the length of the fish's body. It commonly has a number of pyloric caeca, small pouch-like structures along its length that help to increase the overall surface area of the organ for digesting food. There is no ileocaecal valve in teleosts, with the boundary between the small intestine and the rectum being marked only by the end of the digestive epithelium. [11]

There is no small intestine as such in non-teleost fish, such as sharks, sturgeons, and lungfish. Instead, the digestive part of the gut forms a spiral intestine, connecting the stomach to the rectum. In this type of gut, the intestine itself is relatively straight, but has a long fold running along the inner surface in a spiral fashion, sometimes for dozens of turns. This valve greatly increases both the surface area and the effective length of the intestine. The lining of the spiral intestine is similar to that of the small intestine in teleosts and non-mammalian tetrapods. [11] In lampreys, the spiral valve is extremely small, possibly because their diet requires little digestion. Hagfish have no spiral valve at all, with digestion occurring for almost the entire length of the intestine, which is not subdivided into different regions. [11]

The large intestine is the last part of the digestive system normally found in vertebrate animals. Its function is to absorb water from the remaining indigestible food matter, and then to pass useless waste material from the body. [22] In fish, there is no true large intestine, but simply a short rectum connecting the end of the digestive part of the gut to the cloaca. In sharks, this includes a rectal gland that secretes salt to help the animal maintain osmotic balance with the seawater. The gland somewhat resembles a caecum in structure, but is not a homologous structure. [11]

As with many aquatic animals, most fish release their nitrogenous wastes as ammonia. Some of the wastes diffuse through the gills. Blood wastes are filtered by the kidneys.

Saltwater fish tend to lose water because of osmosis. Their kidneys return water to the body. The reverse happens in freshwater fish: they tend to gain water osmotically. Their kidneys produce dilute urine for excretion. Some fish have specially adapted kidneys that vary in function, allowing them to move from freshwater to saltwater.

In sharks, digestion can take a long time. The food moves from the mouth to a J-shaped stomach, where it is stored and initial digestion occurs. [23] Unwanted items may never get past the stomach, and instead the shark either vomits or turns its stomachs inside out and ejects unwanted items from its mouth. One of the biggest differences between the digestive systems of sharks and mammals is that sharks have much shorter intestines. This short length is achieved by the spiral valve with multiple turns within a single short section instead of a long tube-like intestine. The valve provides a long surface area, requiring food to circulate inside the short gut until fully digested, when remaining waste products pass into the cloaca. [23]

Regulation of social behaviour Edit

Oxytocin is a group of neuropeptides found in most vertebrate. One form of oxytocin functions as a hormone which is associated with human love. In 2012, researchers injected cichlids from the social species Neolamprologus pulcher, either with this form of isotocin or with a control saline solution. They found isotocin increased "responsiveness to social information", which suggests "it is a key regulator of social behavior that has evolved and endured since ancient times". [24] [25]

Effects of pollution Edit

Fish can bioaccumulate pollutants that are discharged into waterways. Estrogenic compounds found in pesticides, birth control, plastics, plants, fungi, bacteria, and synthetic drugs leeched into rivers are affecting the endocrine systems of native species. [26] In Boulder, Colorado, white sucker fish found downstream of a municipal waste water treatment plant exhibit impaired or abnormal sexual development. The fish have been exposed to higher levels of estrogen, and leading to feminized fish. [27] Males display female reproductive organs, and both sexes have reduced fertility, and a higher hatch mortality. [28]

Freshwater habitats in the United States are widely contaminated by the common pesticide atrazine. [29] There is controversy over the degree to which this pesticide harms the endocrine systems of freshwater fish and amphibians. Non-industry-funded researchers consistently report harmful effects while industry-funded researchers consistently report no harmful effects. [29] [30] [31]

In the marine ecosystem, organochlorine contaminants like pesticides, herbicides (DDT), and chlordan are accumulating within fish tissue and disrupting their endocrine system. [32] High frequencies of infertility and high levels of organochlorines have been found in bonnethead sharks along the Gulf Coast of Florida. These endocrine-disrupting compounds are similar in structure to naturally occurring hormones in fish. They can modulate hormonal interactions in fish by: [33]


What Is Faint Yellow?:

The titration is actually titrating iodine, from yellow to clear. Since the yellow to clear change is very hard to see we add starch, which turns blue in the presence of iodine. Once all the iodine has been titrated out the starch goes clear. The blue to clear is much easier to see than yellow to clear. The reason that we titrate some of the iodine out (titrate to faint yellow) before adding starch is two-fold:

  1. The starch stays dark blue right up until it goes clear, unlike most titrations where the color gradually moves toward the endpoint. Therefore, it is easy to become complacent during the titration and add an excess amount of titrant (overshooting the endpoint), thinking that you are far from the endpoint because the color is not changing.
  2. Also starch can be partially decomposed by a large amount of iodine. Therefore, the starch should not be added until the bulk of the iodine has been reduced (titrated out).

So, for both of these reasons, the sample should be titrated to a faint yellow (the exact shade does not matter) before adding the starch.

HINWEIS: Prior to adding the starch indicator, be sure to carefully remove the titrator and cap. Leave the titrator plunger in it’s exact position within the titrator barrel, add the 8 drops of starch and then finish the titration.


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