Number of found documents: 7698
Published from to

Enhancement of fish communities, improvement of sampling and stock assessment in lakes and reservoirs.
RIBEIRO DE MORAES, Karlos
2024 - English
This Ph.D. thesis focuses on fish habitats, how we can improve their natural complexity, and how we can improve techniques to survey these habitats. With increasing human activities affecting freshwater ecosystems due to human population growth and industrial expansion, it is crucial to study environmental changes, their impacts, and ways to mitigate damage. As many biotic and abiotic factors can influence the health and diversity of the community, for our study, we focused on habitat definition and complexity, and the effect of fishery management. Paper (I) focuses on the transition between littoral (shallow areas) and pelagic (open water) habitats and their impact on fish communities. The littoral zone, typically the most intricate segment of a water body, serves as the primary habitat for a significant portion of the fish community and species diversity. However, its spatial extent is very limited. Littoral delimitation is important for obtaining a true picture of the fish community composition and for its sustainable management decisions. Paper (II) investigated the impact of protected areas on fish populations in the Lipno reservoir in the Czech Republic, specifically focusing on the abundance, biomass, standard length, and diversity indices. Protected areas have legislation that reduces or stops certain anthropological impacts to help recover the ecosystem. These areas are normally linked to spawning areas, feeding grounds, or rare species and are vital for the restoration and proliferation of specific environments. In our case, we revealed more and larger predatory fish in protected and low anthropological impact areas. Paper (III) tests the introduction of artificial habitats, which are man-made structures or environments created to provide additional habitats and support for various organisms. Despite efforts to restore habitats to their natural states, there are instances where complete restoration is challenging. In particular, water bodies are subjected to significant anthropogenic alterations, such as reservoirs. In such instances, the introduction of artificial habitats has emerged as a solution to rapidly enhance the complexity of these environments. In Lipno reservoir, artificial floating islands attracted young-of-the-year of common species. Keywords: Fish management; Anthropogenic impact; Spatial distribution; Habitat use; Habitat restoration; Stock enhancement; Protected areas; Artificial Habitat Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Enhancement of fish communities, improvement of sampling and stock assessment in lakes and reservoirs.

This Ph.D. thesis focuses on fish habitats, how we can improve their natural complexity, and how we can improve techniques to survey these habitats. With increasing human activities affecting ...

RIBEIRO DE MORAES, Karlos
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Eseje z vysokorozměrné ekonometrie a financí
Pyrlik, Vladimir; Anatolev, Stanislav; Volkov, Vladimir; Prokhorov, Artem
2024 - English
Essay in High-Dimensional Econometrics and Finance Vladimir Pyrlik Abstract High dimensionality is a popular contemporary setting in applied statistical analysis of various types of data. Growing dimensionality of the data challenges precise and well-conditioned estimates of statistical models. We address selected high-dimensional methods and their applications to financial market analysis. First, we consider modeling flexible joint distributions using copulas. In Chapter 1, we address estimation of Gaussian and t copulas in ultra-high dimensions, up to thousands of variables that use up to 30 times shorter sample lengths. We employ large covariance matrix shrinkage tools to obtain precise and well-conditioned estimates of the matrix parameters of the copulas. In Chapter 2, we present a new method for estimating the skew-t copula, known for its advantageous properties in characterizing joint distributions, including asymmetry, heavy tails, and asymmetric tail dependence. Our approach involves a two-step procedure based on the simulated method of moments and analytical non-linear shrinkage estimator for large covariance matrices. In both chapters, we also illustrate the benefits of the copula approach in a large stock portfolio allocation. Our analysis shows that copula-based models deliver better portfolios... Essay in High-Dimensional Econometrics and Finance Vladimir Pyrlik Abstrakt Zkoumání dat s vysokou dimenzionalitou jsou oblíbenou statistickou analýzou aplikovanou na různorodé typy dat. Rostoucí dimensionalita dat představuje vyzvu pro správnou podmíněnost matic a přesný odhad modelů. V této práci se zaměřujeme na vybrané metody pro data s vysokou dimenzí a jejich aplikace na analýzu finančních trhů. Prvně zkoumáme modelování sdruženého rozdělení s využitím kopulí. V první kapitole se věnujeme odhadu Gaussovských a t kopulí v kontextu dat s ultra-vysokou dimenzionalitou, kde pracujeme řádově až s tisíci proměnnými a odhady na časových řadách s délkou až 30krát kratší než počet proměnných. Využíváme metod zmenšení (z anglického shrinkage) pro velké kovarianční matice k přesnému odhadu a správnému podmínění matic pro parametry kopulí. V druhé kapitole prezentujeme novou metodu pro odhad skew-t kopule, která má výhodu ve vyšší flexibilitě popisu sdruženého rozdělení. Vyšší flexibilita zahrnuje asymetrii, těžké konce a asymetrickou závislost v koncích rozdělení. Náš přístup využívá dvoukrokovou metodu založenou na simulované metodě momentů a analytickém nelineárním zmenšeném odhadu pro velké kovariační matice. V obou prvních dvou kapitolách ilustrujeme přínos využití kopulí na alokaci velkého akciového... Available in a digital repository NRGL
Eseje z vysokorozměrné ekonometrie a financí

Essay in High-Dimensional Econometrics and Finance Vladimir Pyrlik Abstract High dimensionality is a popular contemporary setting in applied statistical analysis of various types of data. Growing ...

Pyrlik, Vladimir; Anatolev, Stanislav; Volkov, Vladimir; Prokhorov, Artem
Univerzita Karlova, 2024

Strukturní poznatky o mechanismech vyhýbání se vrozené imunitě u afrických trypanosom a adenovirů typu C
Sülzen, Hagen; Zoll, Sebastian; Bařinka, Cyril; Šilhán, Jan
2024 - English
Lidské tělo si vyvinulo množství složitých obranných mechanismů, kterými se brání všem potenciálně patogenním mikroorganismům, které jsou nuceny vyvíjet příslušná protiopatření. Podrobné znalosti strukturální podstaty mechanismů obcházení imunitního systému lidskými infekčními patogeny, mají zásadní význam pro vývoj účinných léků a terapií. V této práci je na příkladu invariantního povrchového glykoproteinu 65 (ISG65) z krevní formy lidského infekčního parazita Trypanosoma brucei gambiense (Tbg) představen protokol pro zlepšení rekombinantní exprese proteinů s komplexním složením a pro vytvoření minimálního konstruktu vhodného pro strukturní charakterizaci. Kromě toho zde uvedené poznatky odhalují biologickou funkci ISG65 jako receptoru pro složku lidského komplementu C3b, popisují jeho úlohu jako selektivního inhibitoru alternativní cesty komplementového systému a představují první struktury TbgISG65 v komplexu s lidským C3 a C3b. K objasnění toho, jak mohou další invariantní povrchové receptory parazita vykonávat svou funkci v rámci ochranného štítu tvořeného okolními variantními povrchovými glykoproteiny (VSGs), byla hodnocena konformační flexibilita povrchového pláště parazita v krevním řečišti. Zatímco infekce africkými trypanosomami má pro zdraví pacienta závažné následky, infekce rozšířeným... Available in a digital repository NRGL
Strukturní poznatky o mechanismech vyhýbání se vrozené imunitě u afrických trypanosom a adenovirů typu C

Lidské tělo si vyvinulo množství složitých obranných mechanismů, kterými se brání všem potenciálně patogenním mikroorganismům, které jsou nuceny vyvíjet příslušná protiopatření. Podrobné znalosti ...

Sülzen, Hagen; Zoll, Sebastian; Bařinka, Cyril; Šilhán, Jan
Univerzita Karlova, 2024

Reverse Janzen-Connell effects in New Guinean ant-plants
ZAHRA, Shafia
2024 - English
In this thesis, I investigate the presence of reverse Janzen-Connell effects in ant-plant communities in Papua New Guinea. Janzen-Connell effects help to explain species diversity maintenance by focusing on natural enemies' role in controlling plant distributions. It is postulated that spillover of enemies near adult plants reduces seedling survival, promoting coexistence and diversity. Conversely, reverse Janzen-Connell effects occur when mutualists enhance survival near conspecific adults, potentially creating larger recruitment zones leading in the extreme to species monodominance. I use a combination of observation and ant exclusion experiments, as well as spatial analysis to explore reverse Janzen-Connell effects. Ant-plant interactions, particularly myrmecophytic ones, show moderate species specificity, a key assumption of classic Janzen-Connell effects. Mutualistic ants enhance plant viability by eliminating herbivores and pathogens, reducing damage, and optimizing photosynthesis. I also explore the specificity of myrmecophytic systems compared to other ant-plant interactions across environments using a data collation approach. I speculate that reverse Janzen-Connell effects can be observed in ant-plant mutualisms, ectomycorrhizal fungi, and plants. I also found through a global meta-analysis that myrmecophytic networks are the most specialized, with specialisation being driven by network type rather than environmental factors. Thus, myrmecophytes are a suitable system to explore the presence of reverse Janzen-Connell effects. Spatial analysis showed the presence of reverse Janzen-Connell effects in plants in seedlings of Meliaceae family and less strongly in adults. In the ant exclusion experiments, conspecific saplings exhibited higher survival and growth, but this was not related to the treatment itself meaning the plants are potentially benefiting from root fungi from adult conspecifics. Saplings with ant patrolling had better survival, although caution is needed due to small sample size. Lastly, I found that ant inhabitation positively influenced growth in older ant-plants, but this was not linked to local ant-plant density, and leaf loss from herbivory was lower when saplings were near adult conspecifics, possibly due to protective volatiles. Taken together this suggests some weak evidence for reverse JanzenConnell effects in the lowland rainforest of Papua New Guinea. Keywords: Ant-plants interaction; Papua New Guinea; Rypasora amplifolia; network specialization; Janzen-Connell effect; Reverse Janzen Connell effect; meta-analysis; Myrmecophytic. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Reverse Janzen-Connell effects in New Guinean ant-plants

In this thesis, I investigate the presence of reverse Janzen-Connell effects in ant-plant communities in Papua New Guinea. Janzen-Connell effects help to explain species diversity maintenance by ...

ZAHRA, Shafia
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Racionální syntéza zeolitických materiálů a jejich charakterizace pomocí pokročilých metod elektronové mikroskopie
Li, Ang; Mazur, Michal; Chmielarz, Lucjan; Zima, Vítězslav
2024 - English
Supported metal nanoparticles are a prominent class of catalysts due to their high activity in redox reactions and wide applications in numerous industrial processes. They often suffer from deactivation by sintering. One of the recognized and effective strategies to prevent sintering is to confine them into a zeolite matrix thus improving the stability of metal nanoparticles. The aim of my Ph. D. thesis was the rational design and synthesis of zeolite-supported metal nanoparticles (metal@zeolite materials). I have put my main focus on the interactions of nanoparticles with the zeolite supports. The essential experimental tool utilized in this work was advanced electron microscopy. I used this method for the investigation of the structure, location, and stability of supported metal species. Synthesized novel metal@zeolite materials were used as model systems for detailed investigation of metal-zeolite interactions. Prepared materials were investigated as heterogeneous catalysts in the hydrogenation of benzonitrile and dry reforming of methane. My thesis covered the following aspects: i) Rh nanoparticles were incorporated into hierarchical zeolitic materials (Rh@IPCs) via swelling of layered zeolite precursor IPC-1P. The final morphology and porosity of prepared materials were tuned by differing the... I Abstrakt Stabilizované kovové nanočástice jsou významnou skupinou katalyzátorů, díky jejich vysoké aktivitě v redoxních reakcích a širokému uplatnění v mnoha průmyslových procesech. Nanočástice nicméně často trpí deaktivací v důsledku shlukování za reakčních podmínek, tzv. sintraci. Jednou z uznávaných a účinných strategií pro prevenci sintrování je nanesení nanočástic na zeolitové matrice, čímž se zvyšuje jejich stabilita. Cílem mé doktorské práce bylo navrhnout a syntetizovat kovové nanočástice stabilizované zeolitem (příprava materiálů metal@zeolit). Základní experimentální metodou v této práci byla elektronová mikroskopie. Tuto metodu jsem použil k prozkoumání struktury, umístění a stability kovových částic. Syntetizované materiály typu metal@zeolit byly použity jako modelové systémy pro podrobné zkoumání interakcí mezi kovem a zeolitovými nosiči. Připravené materiály byly také zkoumány jako heterogenní katalyzátory při hydrogenaci benzonitrilu a suché reformaci metanu. Moje práce pokrývala následující aspekty: i) Rh nanočástice byly inkorporovány do hierarchických zeolitových materiálů (Rh@IPCs) prostřednictvím swellingu (bobtnání) vrstevnatého zeolitového prekurzoru IPC-1P. Morfologie a porozita připravených materiálů byly laděny změnou délky použitých surfaktantů. Překvapivě, použití surfaktantu s... Keywords: Electron microscopy; zeolites; synthesis; zeolitic materials; porous materials; Electron microscopy; zeolites; synthesis; zeolitic materials; porous materials Available in a digital repository NRGL
Racionální syntéza zeolitických materiálů a jejich charakterizace pomocí pokročilých metod elektronové mikroskopie

Supported metal nanoparticles are a prominent class of catalysts due to their high activity in redox reactions and wide applications in numerous industrial processes. They often suffer from ...

Li, Ang; Mazur, Michal; Chmielarz, Lucjan; Zima, Vítězslav
Univerzita Karlova, 2024

Poruchy srdečního rytmu u plicní hypertenze
Dusík, Milan; Havránek, Štěpán; Petrák, Ondřej; Honěk, Jakub
2024 - English
Pulmonary hypertension (PH) is defined by the elevation of the mean pulmonary artery pressure above 20 mmHg. PH affects about 1% of population. Based on the similar pathophysiological mechanisms, clinical and hemodynamic characteristics, and therapeutic possibilities, PH is classified into 5 groups. Right heart catheterization is a crucial assessment to establish the diagnosis. Supraventricular tachycardias (SVTs), including atrial fibrillation (AF) and other atrial tachycardias (AT), are frequently found in patients with PH with a reported cumulative incidence of 10-36 %. The presence of an SVT in a PH patient leads to further deterioration and worsens the prognosis. This thesis is based on four distinct analyses focused on the SVTs in PH. The first analysis described the arrhythmias in patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension. The prevalence of AF/AT reached 29% and their presence was associated with reduced functional capacity. Despite the improved hemodynamics, the incidence of arrhythmias rose significantly after the pulmonary endarterectomy. The second analysis retrospectively studied the SVT prevalence and its association with PAWP values in patients with pre-capillary PH. Patients with PAWP above 11mmHg had higher arrhythmia prevalence, possibly because of the involvement... v českém jazyce Plicní hypertenze (PH) je definována zvýšením středního tlaku v plicnici nad 20 mmHg a postihuje asi 1 % celosvětové populace. Běžně se PH dělí na 5 skupin s ohledem na rozdílnou patofyziologii, klinické a hemodynamické charakteristiky a možnosti terapie. Klíčovým vyšetřením v rámci diagnostiky PH je pravostranná srdeční katetrizace. Supraventrikulární arytmie (SVT) včetně fibrilace síní (AF) a jiných síňových tachykardií (AT) jsou u pacientů s PH časté. Jejich kumulativní incidence se udává v rozmezí 10-36 %. Přítomnost SVT zhoršuje prognózu pacientů s PH a vede k jejich klinickému zhoršení. Tato disertace je založena na výsledcích čtyř prací zaměřených na téma SVT u plicní hypertenze. První studie se zabývala analýzou výskytu arytmií u pacientů s chronickou tromboembolickou plicní hypertenzí. Celková prevalence SVT dosáhla 29 % a přítomnost arytmie vedla ke zhoršení funkční kapacity nemocných. Navzdory zlepšení hemodynamických parametrů po provedení endarterektomie plicnice incidence SVT po operaci významně narostla. Druhá práce se zaměřila na souvislost mezi hodnotou tlaku v zaklínění (PAWP) a výskytem SVT u prekapilární PH. U pacientů s PAWP nad 11 mmHg byla prevalence arytmií významně vyšší. Možným vysvětlením je současný výskyt arytmogenního substrátu v levé síni. V rámci... Keywords: Plicní hypertenze; supraventrikulární arytmie; katetrizační ablace; Pulmonary hypertension; supraventricular arrhythmia; catheter ablation Available in a digital repository NRGL
Poruchy srdečního rytmu u plicní hypertenze

Pulmonary hypertension (PH) is defined by the elevation of the mean pulmonary artery pressure above 20 mmHg. PH affects about 1% of population. Based on the similar pathophysiological mechanisms, ...

Dusík, Milan; Havránek, Štěpán; Petrák, Ondřej; Honěk, Jakub
Univerzita Karlova, 2024

Nekovalentní interakce biologicky aktivních molekul
Osifová, Zuzana; Dračínský, Martin; Lyčka, Antonín; Sýkora, Jan
2024 - English
This thesis deals with the employment of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy in the studies of non-covalent interactions of biologically active compounds. The introduction serves as a brief overview of the literature, pointing out the milestones in determining and studying the most common non-covalent interactions - hydrogen bonding, π-π stacking and halogen bonding - by NMR spectroscopy. This part also includes the basics of this method to ensure that the results presented and the principles used will also be understandable for readers outside the field. Similarly, the employment and limitations of theoretical calculations are shortly discussed. The thesis aimed to determine the role of non-covalent interactions in biologically active compounds, including hydrogen bonding of modified nucleobases, interactions influencing ketoenol-diketo tautomerism of pharmacologically active curcuminoids, and the role of hydrogen bonding and amino acid sequence in the adoption of secondary structure in short peptides. Methylation and oxidation are nucleobases' most common natural modifications, causing changes in their hydrogen bonding pattern and preferences. We found that N-methylation of adenine residue stabilises its hydrogen-bonded base pairs with thymine and that these base pairs tend to adopt... Předkládaná disertační práce se zabývá studiem nekovalentních interakcí biologicky aktivních molekul pomocí spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR spektroskopie) a teoretických výpočtů. Teoretický úvod práce slouží jako základní přehled literatury vyzdvihující nejdůležitější spektroskopické studie nekovalentních interakcí. Současně tato část představuje NMR spektroskopii i širšímu publiku. Téměř učebnicový text o fyzikálních aspektech této metody tak čtenáři zajišťuje snazší orientaci v experimentální části. Obdobně jsou v práci představeny i základy výpočetní chemie. Cílem disertační práce bylo popsat roli nekovalentních interakcí v systémech biologicky aktivních molekul. Experimentální část práce se detailně zabývá vodíkovými vazbami modifikovaných nukleových bází, interakcemi ovlivňujícími keto-enol tautomerii farmakologicky aktivních molekul a vlivem primárních struktur v krátkých peptidových sekvencích na jejich schopnost adaptovat konformační motivy obdobné sekundárním strukturám proteinů. Methylace a oxidace se řadí mezi nejčastější přirozené modifikace nukleových bází. Jejich vlivem dochází ke změnám v základní schopnosti nukleových bází tvořit vodíkové vazby se svými partnery. V rámci disertační práce bylo například objeveno, že methylace dusíku aminoskupiny, která se v molekule... Keywords: NMR spektroskopie; vodíková vazba; nekovalentní interakce; deriváty nukleobazí; tautomerie; DFT výpočty; NMR spectroscopy; hydrogen bond; noncovalent interactions; nucleobase derivatives; tautomerism; DFT calculations Available in a digital repository NRGL
Nekovalentní interakce biologicky aktivních molekul

This thesis deals with the employment of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy in the studies of non-covalent interactions of biologically active compounds. The introduction serves as a brief ...

Osifová, Zuzana; Dračínský, Martin; Lyčka, Antonín; Sýkora, Jan
Univerzita Karlova, 2024

Timepix detektor v kosmických aplikacích a dynamika radiačních pásů pozorovaná na nízkých výškách
Gohl, Stefan; Němec, František; Taubenschuss, Ulrich; Bourdarie, Sébastien
2024 - English
Radiace v kosmickém prostředí je škodlivá jak pro družice, tak pro zdraví astronautů. Pro měření její úrovně na družicích se využívají radiační monitory, které optimálně s malými nároky poskytují vysokou kvalitu dat. Dále je studována komplexní odezva mag- netosférického systému na události kosmického počasí. V roce 2013 byl na palubě družice Proba-V vypuštěn radiační monitor SATRAM (Space Application of Timepix Radia- tion Monitor). První část práce demonstruje možnosti tohoto jednovrstvého Timepix detektoru. Jsou prezentovány metody pro rozlišení elektronů, protonů a těžších částic a vyhodnoceny příslušné toky energetických částic. Tyto jsou srovnány s toky měřenými přístrojem EPT (Energetic Particle Telescope) na palubě stejné družice a je ukázána do- brá shoda. Druhá část práce se zabývá studiem variací toků energetických částic v době geomagnetických bouří a průchodu meziplanetárních rázových vln. Je studováno pět výz- načných geomagnetických bouří (Dst < −100 nT) s využitím přístroje IDP (Instrument for the Detection of Particle) na palubě družice DEMETER. Analýza uvažuje odpovída- jící parametry slunečního větru a demonstruje dva odlišné typy geomagnetických bouří. Data z přístroje EPT jsou dále využita ke studiu změn toků energetických elektronů v době průchodu meziplanetárních rázových vln. Je... Keywords: Particle Tracking Detector|Space Radiation Environment|Cross Calibration|Geomagnetic Storm|Interplanetary Shock Arrival; Particle Tracking Detector|Space Radiation Environment|Cross Calibration|Geomagnetic Storm|Interplanetary Shock Arrival Available in a digital repository NRGL
Timepix detektor v kosmických aplikacích a dynamika radiačních pásů pozorovaná na nízkých výškách

Radiace v kosmickém prostředí je škodlivá jak pro družice, tak pro zdraví astronautů. Pro měření její úrovně na družicích se využívají radiační monitory, které optimálně s malými nároky poskytují ...

Gohl, Stefan; Němec, František; Taubenschuss, Ulrich; Bourdarie, Sébastien
Univerzita Karlova, 2024

Struktura a funkce rostlinné kutikuly ve vztahu k zásobení listu oxidem uhličitým
JANOVÁ, Jitka
2024 - English
V této práci nebyla rostlinná kutikula považována pouze za ochrannou bariéru proti ztrátě vody, ale za dynamickou strukturu, která odráží podmínky prostředí a může nést informace o koncentraci CO2 a jejího gradientu v listu. Pomocí izotopového složení epikutikulárního vosku jsme určili koncentraci CO2 v chloroplastech a gradient CO2 napříč listem hypo- a amfistomatických rostlin, otestovali jsme tento nový model na listech s odlišnou anatomickou strukturou a popsali dynamiku obnovy epikutikulárních vosků mladých a dospělých listů. In this thesis, plant cuticle was not considered only as a protective barrier agains water loss, but as a dynamic structure that reflects environmental conditions and may carry a trace of CO2 concentration and its gradient within the leaf. We used the isotopic composition of epicuticular wax to reveal concentration of CO2 in chloroplasts and gradient of CO2 across the leaf of hypo- and amphistomatous plants, tested this new model in leaves with distinct anatomical structures and described the dynamics of epicuticular wax renewal in young and mature leaves. Keywords: izotopy uhlíku; difúze CO2; vývoj kutikuly; epikutikulární vosky; výměna plynů; anatomie listů; listová kutikula; listový mezofyl; mezofylová vodivost; regenerace vosků Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Struktura a funkce rostlinné kutikuly ve vztahu k zásobení listu oxidem uhličitým

V této práci nebyla rostlinná kutikula považována pouze za ochrannou bariéru proti ztrátě vody, ale za dynamickou strukturu, která odráží podmínky prostředí a může nést informace o koncentraci CO2 a ...

JANOVÁ, Jitka
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

The role of electroactive organisms in biomineralization reactions involving transition metals, nitrogen and humic substances under suboxic/anoxic conditions
VALERO, Astolfo
2024 - English
Electroactive microorganisms sustain their respiratory metabolisms by retrieving or transferring electrons to extracellular conductive particles. Electroactive metabolisms based on iron respiration can trigger the precipitation of Fe(III)-oxyhydroxides or changes in their crystallinity. Iron biomineralization has a sound effect on the geochemical cycles of elements because it also influence the solubility of other elements such as phosphorus and arsenic. Thus, siderophile elements are removed from solution within precipitated particles or they are released back after mineral stabilization. However, major insights are often deduced by studying lab isolates of model microorganisms and using simplified substrates. This does not reflect environments where the presence of redox stratification boosts the overlapping of nitrogen- and iron-based metabolisms and interspecies interactions regarding thermodynamics constraints of minimal energetic loss for microbial respiration. For example, reactive nitrogen species (i.e., nitrate and ammonia) serve as alternative electron sources as sinks during iron biomineralization in nature. This can be also furthered by the presence of re-oxidable moieties of humic substances, which are used as electron shuttlers to reach extracellular materials. Therefore, this doctoral research aimed to describe how the availability of redox-reactive humic substances and reactive nitrogen species, as alternative electron donors or acceptors, affect electroactive metabolisms and linked iron biomineralization in the anoxic water column of a redox-stratified lake with high metal load (Lake Medard, NW Czech Republic). This was addressed by assessing the geochemical and hydrobiological features of the uppermost layers of sediment and the redox-stratified ferruginous water column of Lake Medard, and then, (ii) using the resulting dataset as input conditions in bioelectrochemical experiments to model the lake's biomineralization reactions by inducing microbe-mineral interactions under controlled electric potentials. Electroactive microorganisms sustain their respiratory metabolisms by retrieving or transferring electrons to extracellular conductive particles. Electroactive metabolisms based on iron respiration can trigger the precipitation of Fe(III)-oxyhydroxides or changes in their crystallinity. Iron biomineralization has a sound effect on the geochemical cycles of elements because it also influence the solubility of other elements such as phosphorus and arsenic. Thus, siderophile elements are removed from solution within precipitated particles or they are released back after mineral stabilization. However, major insights are often deduced by studying lab isolates of model microorganisms and using simplified substrates. This does not reflect environments where the presence of redox stratification boosts the overlapping of nitrogen- and iron-based metabolisms and interspecies interactions regarding thermodynamics constraints of minimal energetic loss for microbial respiration. For example, reactive nitrogen species (i.e., nitrate and ammonia) serve as alternative electron sources as sinks during iron biomineralization in nature. This can be also furthered by the presence of re-oxidable moieties of humic substances, which are used as electron shuttlers to reach extracellular materials. Therefore, this doctoral research aimed to describe how the availability of redox-reactive humic substances and reactive nitrogen species, as alternative electron donors or acceptors, affect electroactive metabolisms and linked iron biomineralization in the anoxic water column of a redox-stratified lake with high metal load (Lake Medard, NW Czech Republic). This was addressed by assessing the geochemical and hydrobiological features of the uppermost layers of sediment and the redox-stratified ferruginous water column of Lake Medard, and then, (ii) using the resulting dataset as input conditions in bioelectrochemical experiments to model the lake's biomineralization reactions by inducing microbe-mineral interactions under controlled electric potentials. Keywords: extracellular electron transfer; biogeochemistry; ferruginous lakes; iron oxyhydroxides; electromicrobiology Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
The role of electroactive organisms in biomineralization reactions involving transition metals, nitrogen and humic substances under suboxic/anoxic conditions

Electroactive microorganisms sustain their respiratory metabolisms by retrieving or transferring electrons to extracellular conductive particles. Electroactive metabolisms based on iron respiration ...

VALERO, Astolfo
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

About project

NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web

Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz

Provider

http://www.techlib.cz

Facebook

Other bases