Hypoxia in the Northern Gulf of Mexico pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Virginia H. Dale

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2010-3-19

价格:USD 129.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387896854

丛书系列:

图书标签:

Hypoxia
Gulf of Mexico
Dead Zone
Oceanography
Environmental Science
Marine Biology
Water Quality
Eutrophication
Pollution
Coastal Ecosystems

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具体描述

The goal of the proposed book is to examine scientific advances since 2000 that may have increased understanding and options in three general areas related to hypoxia: 1. Characterization the Cause(s) of Hypoxia. The physical, biological and chemical processes that affect the development, persistence and extent of hypoxia in the northern Gulf of Mexico. 2. Characterization of Nutrient Fate, Transport and Sources. Nutrient loadings, fate, transport and sources in the Mississippi River that impact Gulf Hypoxia. 3. Scientific Basis for Goals and Management Options. The scientific basis for, and recommended revisions to, the goals proposed in the Action Plan; and the scientific basis for the efficacy of recommended management actions to reduce nutrient flux from point and nonpoint sources. In addressing the state of the science, the book focuses on the strengths and limitations of the science in managing the Gulf hypoxia problem, including available data, models and model results and uncertainty. It includes work from the following authors: C. Kling, Iowa State University, Ames, IA, USA; J.L. Meyer, University of Georgia, Athens, GA, USA; J. Sanders, Skidaway Institute of Oceanography, Savannah, GA, USA; H. Stallworth, Environmental Protection Agency, Washington D.C., USA; T. Armitage, Environmental Protection Agency,Washington, D.C., USA; D. Wangsness, U.S. Geological Survey, Atlanta, GA, USA; T.S. Bianchi, Texas A&M University, College Station, TX, USA; A. Blumberg, Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ, USA; W. Boynton, University of Maryland, MD, USA; D.J. Conley, Lund University, Lund, Sweden; W. Crumpton, Iowa State University, Ames, IA, USA; M.B. David, University of Illinois, Urbana, IL, USA; D. Gilbert, Maurice-Lamontagne Institute, Mont-Joli, Quebec, Canada; R.W. Howarth, Cornell University, Ithaca, NY, USA; R. Lowrance, Agricultural Research Service, USDA, Tifton, GA, USA; K. Mankin, Kansas State University, Manhattan, KS, USA; J. Opaluch, University of Rhode Island, Kingston, RI, USA; H. Paerl, University of North Carolina, Chapel Hill, Morehead City, NC, USA; K. Reckhow, Duke University, Durham, NC, USA; A.N. Sharpley, University of Arkansas, Fayetteville, AR, USA; T.W. Simpson, University of Maryland, College Park, MD, USA; C. Snyder, International Plant Nutrition Institute,USA; Conway, AR; D. Wright, College of William and Mary, Gloucester Point, VA, USA.

深海的秘密：探索极端环境下的生命适应与生态系统动力学导言：生命在边界的韧性在地球的广袤疆域中，存在着一些极端环境，它们以严苛的物理和化学条件挑战着生命的传统定义。这些环境，如深海、极地冰盖下、或火山热液喷口周围，是生命适应性进化实验室的缩影。本书聚焦于探索这些极端生态系统中生物如何应对资源匮乏、极端压力、温度波动及化学毒性等挑战，并深入剖析支撑这些独特生物群落的生态学原理和分子机制。通过跨学科的视角，结合海洋生物学、微生物生态学、化学生物学和地球科学的研究成果，我们将构建一幅关于生命韧性与多样性的宏大图景。第一部分：极端环境的界定与生物学响应机制本部分旨在建立理解生命在非传统栖息地中生存的理论基础。我们将首先界定主要的极端环境类型，并讨论影响这些区域生物体生理和行为的关键环境因子。第一章：高压力的生物物理学深海，尤其是海沟和洋底平原，是地球上压力最大的栖息地之一。本章将详细考察深海生物如何应对静水压力的影响。我们将讨论生物膜的流动性如何通过脂肪酸组成和特定蛋白质的结构调整来维持功能，以及高压如何影响酶活性、蛋白质折叠和核酸稳定性。我们将深入探讨张力敏感性离子通道（Mechanosensitive Ion Channels）在压力感知和细胞稳态维持中的作用，以及深海鱼类和无脊椎动物体内特有的渗透调节剂（Osmolytes），如三甲胺氧化物（TMAO），如何对抗高压对蛋白质结构的影响。第二章：温度的极端范围：从冰下到热液生命必须适应从接近冰点到远超沸点的巨大温度梯度。我们首先分析冷适应生物（如极地和深渊生物）的策略，包括提高膜流动性、产生抗冻蛋白（AFPs）以抑制冰晶形成，以及代谢速率的调控。随后，我们将转向热适应性生命——嗜热生物（Thermophiles）。重点将放在其DNA、RNA和蛋白质如何通过增强的分子间作用力（如更致密的氢键网络和更高的正电荷密度）来维持其三维结构的高温稳定性。对超嗜热古菌（Hyperthermophilic Archaea）的酶学研究，揭示了它们在工业生物技术中的巨大潜力。第三章：能量获取的替代途径：化能自养的统治在缺乏阳光的深海或地下环境中，光合作用完全缺失，生命的能量来源依赖于化学能。本章将集中探讨化能自养微生物（Chemoautotrophs）的代谢多样性。我们将详细解析硫氧化细菌、硝化细菌、甲烷氧化菌以及铁还原细菌等关键类群如何利用环境中的无机化合物（如硫化氢、甲烷、亚铁离子）作为电子供体，将二氧化碳固定为有机物，支撑起复杂的生态系统。我们将对比不同化学能通路的能量效率和生态学意义。第二部分：极端生态系统的结构与生物多样性在极端环境的物理和化学限制下，生物群落的结构往往表现出高度的特化性和相对较低的生物多样性，但功能性却异常集中。第四章：深渊平原的生物地球化学深海平原，广袤而黑暗，是全球有机碳循环的最终归宿之一。本章考察了沉积物中微生物群落如何驱动有机质的降解和营养物质的再循环。我们将分析“慢生活”策略（Slow Life Strategies）：深渊生物如何在低能量输入下维持极长的寿命和极低的繁殖率。对沉积物微生物群落的宏基因组学研究揭示了在极端稀有营养条件下，微生物如何高效捕获并利用微量有机物。此外，我们将探讨海洋雪（Marine Snow）的沉降速度、组成及其对深渊生物可利用能量的影响。第五章：热液喷口与冷泉生态系统热液喷口（Hydrothermal Vents）和冷泉（Cold Seeps）是地球上生物生产力最高的非光合作用驱动的生态系统之一。本章将详细阐述这些区域独特的共生关系（Symbiosis）。我们将分析在管虫、蛤蜊和贻贝等大型底栖动物体内，化能自养细菌如何通过专门的器官（如营养组织）为宿主提供营养。对超高温黑烟囱和低温甲烷渗漏点的群落结构比较，将突显环境梯度如何塑造共生体的特化程度和功能冗余性。第六章：微生物极端生态学：生存极限的分子标志微生物是极端环境中的主要生产者和分解者。本章深入微观层面，探究极端微生物（如嗜盐菌、嗜酸菌和放射性耐受菌）的分子适应机制。我们将讨论极端微生物组（Extremophile Microbiomes）的多样性，以及它们如何通过DNA修复机制、细胞壁结构修饰和极端渗透压调节来维持细胞完整性。对“深层生物圈”（Deep Biosphere）的研究将揭示地壳深处独立于地表活动的微生物生命网络及其对全球元素循环的潜在贡献。第三部分：极端环境中的进化与生物资源潜力极端环境不仅是生命适应的场所，也是新颖生物分子和生物过程的宝库。第七章：极端环境与生物分子发现极端酶（Extremozymes）因其在高温、高盐、高pH或高压下的稳定性而具有巨大的生物技术应用价值。本章将回顾从嗜热古菌中分离出的热稳定DNA聚合酶（如Taq酶的继任者）在分子诊断和基因测序中的核心作用。此外，我们还将探讨从嗜盐菌中提取的耐盐蛋白和抗氧化剂在食品工业和化妆品开发中的应用前景。对这些酶的结构生物学分析，有助于我们理解蛋白质的内在稳定性原理。第八章：进化压力下的物种形成与生物地理学极端环境如何驱动物种的隔离和分化？本章将利用分子系统发育学工具，追踪极端生物在地理上隔离的环境（如海底火山链或深海热泉）中的进化历史。我们将探讨趋同进化（Convergent Evolution）的案例，即在不同地理位置但面临相似极端压力下的生物体，独立演化出相似的生理适应性特征。对“孤岛效应”在深海栖息地中的体现，将有助于我们理解海洋生物地理学的复杂性。第九章：极端环境作为地球生命起源的模型一些极端环境，特别是深海热液喷口，被认为是地球生命起源的潜在温床。本章将结合化学地球动力学和生物化学知识，探讨在早期地球的极端条件下，简单的有机分子如何聚集、聚合并最终形成自我复制的系统。我们将分析铁硫世界假说（Iron-Sulfur World Hypothesis）等理论，并将其与现代极端微生物的代谢途径进行对比，以期揭示生命起源的共同分子基础。结论：生命韧性的边界与未来本书总结了生命在地球上最严苛的角落所展现出的非凡适应能力。探索这些极端生态系统不仅丰富了我们对生物学原理的理解，也为我们应对气候变化、开发新型生物技术以及理解宇宙中其他星球生命存在的可能性提供了宝贵的参照系。生命的故事，远比我们所见更为坚韧和多样化。 --- 读者对象：本书面向具有生物学、地球科学、微生物学或生物技术背景的本科生、研究生和研究人员。它也可作为对生命科学前沿研究感兴趣的专业人士的深入参考读物。