Cold, particularly freezing, temper

Cold, particularly freezing, temperatures, are another
common stress that requires microbial adaptations and
acclimations (Walker et al. 2006). At low temperature,
lipid membranes can solidify (Methe et al. 2005) and ice
crystals can rupture cell membranes (Rivkina et al.
2000), both potentially fatal. Additionally, as bulk soil
water freezes and only thin films of water remain on
particle surfaces (Clein and Schimel 1995) substrate and
O2 diffusion decrease, inducing substrate limitation and
anaerobiosis (Clein and Schimel 1995).
For microbes to survive freezing temperatures and
remain active, there are a number of necessary
physiological acclimations—they must shift biochemical
pathways (Methe et al. 2005), alter membrane lipids to
maintain membrane fluidity (Methe et al. 2005),
synthesize protective molecules that include proteins
and sugars (Mihoub et al. 2003, Kandror et al. 2004),
synthesize antifreeze proteins (Bae et al. 2004), and
possibly produce compatible solutes to control water
potential (Ko et al. 1994; but see Mindock et al. 2001).
The ecosystem-level cost of inducing freeze-tolerance
appears to be substantial. In Arctic tundra, as soil
temperatures drop to near 08C and microbes must
induce cold-acclimation mechanisms, they increase their
metabolism of material from the ‘‘microbial biomass
and products (MB and P)’’ pool—the small, rapidly
turning over, N-rich pool that is comprised of material
from live and dead cells (Fig. 3; Schimel and Mikan
2005). This metabolic shift is large enough to change
overall patterns of ecosystem C and N cycling from net
N immobilization during the growing season to net
mineralization during the winter, when all the measurFIG.
3. Respiration from microbial biomass and products (MB and P) and from detritus in inter-tussock soil as temperatures
drop from þ58C to 98C. The figure is reproduced from Schimel and Mikan (2005).
1390 JOSHUA SCHIMEL ET AL. Ecology, Vol. 88, No. 6
SPECIAL
FEATURE
able annual net mineralization occurs in Alaskan
tussock tundra (Giblin et al. 1991, Schimel et al. 2004).
An important component of this physiological shift is
that it occurs above 08C; thus, rather than waiting for
the freezing stress to occur, microbes appear to preacclimate
to the stress, analogous to frost hardening in
plants (Lennartsson and Ogren 2002)

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เย็น แช่แข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุณหภูมิ มีอีกปัญหาทั่วไปที่ต้องการดัดแปลงเชื้อจุลินทรีย์ และacclimations (Walker et al. 2006) ที่อุณหภูมิต่ำเยื่อหุ้มไขมันสามารถแข็ง (Methe et al. 2005) และน้ำแข็งผลึกจะแตกร้าวเยื่อหุ้มเซลล์ (Rivkina et al2000), ทั้งอันตรายถึงชีวิต นอกจากนี้ เป็นดินจำนวนมากน้ำค้างและฟิล์มบางเพียงน้ำอยู่บนอนุภาคพื้นผิว (Clein และ Schimel 1995) พื้นผิว และลด O2 แพร่ กระตุ้นให้เกิดข้อจำกัดของพื้นผิว และanaerobiosis (Clein และ Schimel 1995)สำหรับจุลินทรีย์เพื่อความอยู่รอดอุณหภูมิแช่แข็ง และยังคงใช้งานอยู่ มีจำนวนของที่จำเป็นacclimations สรีรวิทยา — พวกเขาต้องเปลี่ยนทางชีวเคมีเมมเบรนไขมันเพื่อเปลี่ยนทางเดิน (Methe et al. 2005),รักษาการไหลเยื่อหุ้ม (Methe et al. 2005),สังเคราะห์โมเลกุลป้องกันที่มีโปรตีนและน้ำตาล (Mihoub et al. 2003, Kandror et al. 2004),สังเคราะห์สารโปรตีน (แบ้ et al. 2004), และอาจจะผลิตสารปนเปื้อนได้ควบคุมน้ำศักยภาพ (เกาะ et al. 1994 แต่ดู Mindock et al. 2001)ต้นทุนระบบนิเวศระดับการกระตุ้นให้เกิดการตรึงค่าเผื่อดูเหมือนจะพบ ในทุนดราอาร์กติก เป็นดินอุณหภูมิลดลงใกล้ 08C และจุลินทรีย์ต้องทำให้เกิดกลไก acclimation เย็น พวกเขาเพิ่มของพวกเขาเผาผลาญวัสดุจาก '' ชีวมวลจุลินทรีย์และผลิตภัณฑ์ (MB และ P)'' พู — ขนาดเล็ก รวดเร็วเปลี่ยนผ่าน N ที่อุดมไปด้วยสระว่ายน้ำที่ประกอบด้วยวัสดุจากชีวิต และตายแล้วเซลล์ (รูปที่ 3 Schimel และมิคัง2005) . กะเผาผลาญอาหารนี้มีขนาดใหญ่พอที่จะเปลี่ยนรูปแบบโดยรวมของระบบนิเวศ C และ N ขี่จักรยานจากสุทธิตรึง N ในช่วงฤดูเติบโตสุทธิในช่วงฤดูหนาว mineralization เมื่อ measurFIG ทั้งหมด3. หายใจ จากชีวมวลจุลินทรีย์และผลิตภัณฑ์ (MB และ P) และเศษซากในระหว่างเร้ดทัสซอคดินเป็นอุณหภูมิปล่อยจาก þ58C ถึง 98 c รูปจะทำซ้ำได้จาก Schimel และมิคัง (2005)ระบบนิเวศ 1390 โจชัว SCHIMEL ET al. ฉบับ 88 หมายเลข 6พิเศษลักษณะการทำงานสามารถ mineralization สุทธิประจำปีที่เกิดขึ้นในอลาสก้าทุนดราเร้ดทัสซอค (Giblin et al. 1991, Schimel et al. 2004)เป็นส่วนประกอบสำคัญของการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่มันเกิดขึ้นข้างต้น 08C ดังนั้น แทนที่จะรอตรึงเครียดเกิดขึ้น จุลินทรีย์จะ preacclimateกับความเครียด คล้ายกับของแข็งในฟรอสท์พืช (Lennartsson และ Ogren 2002)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เย็นแช่แข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิเป็นอีก
ความเครียดทั่วไปที่ต้องมีการปรับตัวจุลินทรีย์และ
acclimations (วอล์คเกอร์ et al. 2006) ที่อุณหภูมิต่ำ
เยื่อไขมันสามารถแข็ง (ส์เมธ et al. 2005) และน้ำแข็ง
ผลึกสามารถแยกออกเยื่อหุ้มเซลล์ (Rivkina et al.
2000) ทั้งร้ายแรงอาจเกิดขึ้น นอกจากนี้ในฐานะที่เป็นกลุ่มดิน
ค้างน้ำและมีเพียงฟิล์มบางน้ำยังคงอยู่บน
พื้นผิวของอนุภาค (Clein และชิเมล์ 1995) สารตั้งต้นและ
O2 ลดลงการแพร่กระจายการกระตุ้นให้เกิดการ จำกัด สารตั้งต้นและ
anaerobiosis (Clein และชิเมล์ 1995).
สำหรับจุลินทรีย์เพื่อความอยู่รอดอุณหภูมิแช่แข็งและ
ยังคงใช้งาน มีจำนวนของที่จำเป็น
ทางสรีรวิทยา acclimations ที่พวกเขาต้องเปลี่ยนชีวเคมี
ทางเดิน (ส์เมธ et al. 2005), เปลี่ยนไขมันเมมเบรนที่จะ
รักษาความลื่นไหลเมมเบรน (ส์เมธ et al. 2005)
สังเคราะห์โมเลกุลป้องกันที่มีโปรตีน
และน้ำตาล (Mihoub et al, . 2003 Kandror et al, 2004).
การสังเคราะห์สารโปรตีน (แบ้ et al, 2004) และ.
อาจผลิตสารที่รองรับการควบคุมน้ำ
ที่มีศักยภาพ (Ko et al, 1994;... แต่เห็น Mindock et al, 2001)
ระดับระบบนิเวศ ค่าใช้จ่ายในการกระตุ้นให้เกิดการแช่แข็งอดทน
ดูเหมือนจะเป็นรูปธรรม ในอาร์กติกทุนดราดิน
มีอุณหภูมิลดลงถึง 08C ใกล้และจุลินทรีย์ที่จะต้อง
ทำให้เกิดกลไกเย็นปรับตัวพวกเขาเพิ่มขึ้นของพวกเขา
การเผาผลาญอาหารของวัสดุจาก '' ชีวมวลจุลินทรีย์
และผลิตภัณฑ์ (MB และ P) '' สระว่ายน้ำขนาดเล็กอย่างรวดเร็ว
พลิก, N-ที่อุดมไปด้วยสระว่ายน้ำที่ประกอบด้วยวัสดุ
จากเซลล์ที่อยู่อาศัยและที่ตายแล้ว (รูปที่ 3;. ชิเมล์และ Mikan
2005) นี้การเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญอาหารที่มีขนาดใหญ่พอที่จะเปลี่ยน
รูปแบบโดยรวมของระบบนิเวศซีและยังไม่มีการขี่จักรยานจากเน็ต
ตรึง N ในช่วงฤดูปลูกสุทธิ
แร่ในช่วงฤดูหนาวเมื่อทุก measurFIG.
3 ระบบหายใจจากชีวมวลจุลินทรีย์และผลิตภัณฑ์ (MB และ P) และจากเศษซากในดินระหว่างกอเป็นอุณหภูมิ
ลดลงจากþ58Cเพื่อ 98C รูปที่จะทำซ้ำจากชิเมล์และ Mikan (ปี 2005).
1390 JOSHUA Schimel et al, นิเวศวิทยาฉบับ 88, ฉบับที่ 6
SPECIAL
FEATURE
สามารถแร่สุทธิประจำปีที่เกิดขึ้นในอลาสก้า
. Tundra กอ (.. Giblin et al, 1991 Schimel et al, 2004)
เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยานี้ก็คือ
ว่ามันจะเกิดขึ้นดังกล่าวข้างต้น 08C; ดังนั้นแทนที่จะรอให้
ความเครียดแช่แข็งที่จะเกิดขึ้นจุลินทรีย์ปรากฏ preacclimate
ความเครียดคล้ายคลึงกับน้ำค้างแข็งแข็งใน
พืช (Lennartsson และ Ogren 2002)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เย็น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หนาว อุณหภูมิ เป็นอีกทั่วไปที่ต้องมีการปรับตัวของจุลินทรีย์ และความเครียดacclimations ( วอล์คเกอร์ et al . 2006 ) ที่อุณหภูมิต่ำเยื่อไขมันจะแข็ง ( ระเบียบวิธี et al . 2005 ) และน้ำแข็งผลึกจะแตกเยื่อหุ้มเซลล์ ( rivkina et al .2000 ) ทั้งอาจถึงตายได้ นอกจากนี้ยังเป็นดินขนาดใหญ่น้ำกลายเป็นน้ำแข็งและน้ำยังคงอยู่บนฟิล์มบางพื้นผิวของอนุภาค ( clein และ schimel ( 1995 )O2 การแพร่ลดลง ทำให้เกิดข้อจำกัดและพื้นผิวanaerobiosis ( clein และ schimel 1995 )สำหรับจุลินทรีย์ที่จะอยู่รอดอุณหภูมิแช่แข็งและยังคงใช้งานอยู่มีจำนวนของที่จำเป็นพวกเขาต้องเปลี่ยน acclimations สรีรวิทยาชีวเคมีทางเดิน ( ระเบียบวิธี et al . 2005 ) , เยื่อไขมันที่จะเปลี่ยนรักษาเยื่อไขมัน ( ระเบียบวิธี et al . 2005 )สังเคราะห์ป้องกันโมเลกุลที่ประกอบด้วยโปรตีนและน้ำตาล ( mihoub et al . 2003 kandror et al . 2004 )สังเคราะห์โปรตีนสาร ( แบ et al . 2004 ) และอาจจะผลิตเข้ากันได้สารละลาย เพื่อควบคุมน้ำศักยภาพ ( เกาะ et al . 1994 ; แต่ดู mindock et al . 2001 )ระดับราคาของระบบนิเวศให้เกิดความอดทน แช่แข็งปรากฏเป็นรูปธรรม ในอาร์กติกทุนดรา เป็นดินอุณหภูมิลดลงใกล้ 08c และจุลินทรีย์ที่ต้องให้เกิดกลไก acclimation เย็นเฉียบ พวกเขาเพิ่มพวกเขาเมแทบอลิซึมของวัสดุจาก " "microbial ชีวมวลและผลิตภัณฑ์ ( MB และ P ) " " สระว่ายน้ำขนาดเล็กอย่างรวดเร็วการเปลี่ยนผ่าน n-rich Pool ที่ประกอบด้วยวัสดุจากการแสดงสดและเซลล์ผิวที่ตาย และยัง schimel ( รูปที่ 32005 ) เปลี่ยนการเผาผลาญอาหารนี้มีขนาดใหญ่พอที่จะเปลี่ยนรูปแบบโดยรวมของระบบนิเวศของ C และ N จักรยานจากสุทธิN ตรึงในระหว่างฤดูกาลเติบโตสุทธิสูงในช่วงฤดูหนาว เมื่อทั้งหมด measurfig .3 . การหายใจจากมวลชีวภาพและผลิตภัณฑ์ ( MB และ P ) และจากเศษซากในอินเตอร์ กอหญ้าเป็นอุณหภูมิดินลดลงจากþ 58c เพื่อ 98c รูปเป็นภาพจาก schimel และมิคัง ( 2005 )1390 โจชัว schimel et al . นิเวศวิทยา ฉบับที่ 88 , หมายเลข 6พิเศษคุณลักษณะสามารถประจำปีสุทธิ mineralization เกิดขึ้นในอลาสก้ากอหญ้า Tundra ( จิ๊บลิ่น et al . 1991 schimel et al . 2004 )เป็นส่วนประกอบสำคัญของร่างกายนี้เป็นกะนั่นมันเกิดขึ้นข้างต้น 08c ดังนั้น แทนที่จะรอจุดเยือกแข็งความเครียดเกิดขึ้น จุลินทรีย์ที่ปรากฏ preacclimateกับความเครียด คล้ายคลึงกับการแข็งตัวในฟรอสท์พืช ( lennartsson และ ogren 2002 )