Evolutionary genomics of a cold-adapted diatom: Fragilariopsis cylindrus

The Southern Ocean houses a diverse and productive community of organisms1, 2. Unicellular eukaryotic diatoms are the main primary producers in this environment, where photosynthesis is limited by low concentrations of dissolved iron and large seasonal fluctuations in light, temperature and the extent of sea ice3, 4, 5, 6, 7. How diatoms have adapted to this extreme environment is largely unknown. Here we present insights into the genome evolution of a cold-adapted diatom from the Southern Ocean, Fragilariopsis cylindrus8, 9, based on a comparison with temperate diatoms. We find that approximately 24.7 per cent of the diploid F. cylindrus genome consists of genetic loci with alleles that are highly divergent (15.1 megabases of the total genome size of 61.1 megabases). These divergent alleles were differentially expressed across environmental conditions, including darkness, low iron, freezing, elevated temperature and increased CO2. Alleles with the largest ratio of non-synonymous to synonymous nucleotide substitutions also show the most pronounced condition-dependent expression, suggesting a correlation between diversifying selection and allelic differentiation. Divergent alleles may be involved in adaptation to environmental fluctuations in the Southern Ocean

Systematische Untersuchung der Emission geladener Teilchen in Ni+Ni-Reaktionen bei SIS-Energien

Am Kaonenspektrometer KaoS des Schwerionensynchrotrons SIS der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt wurden Untersuchungen zur Produktion und Emission von K+- und K--Mesonen in Ni+Ni-Reaktionen durchgeführt. Die kinetischen Strahlenergien betrugen 1.1, 1.5 und 1.93 AGeV und liegen somit für K+ nahe und für K- weit unterhalb der jeweiligen Energieschwelle für die Produktion dieser Teilchen in freien Nukleon-Nukleon-Reaktionen. Für alle drei kinetischen Strahlenergien wurden die energiedifferentiellen und integralen Produktionswirkungsquerschnitte für π+, π-, K+, K- und Protonen als Funktion der Stoßzentralität untersucht. Bei der höchsten Strahlenergie von 1.93 AGeV wurde zusätzlich auch die polare Winkelverteilung als Funktion der Stoßzentralität untersucht. Sowohl die K+-, als auch die K--Multiplizitäten zeigen einen überproportionalen Anstieg als Funktion der Anzahl an der Reaktion beteiligten Nukleonen, der für beide Teilchensorten (bei der kinetischen Strahlenergie von 1.93 AGeV) identisch ist. Bei der kinetischen Strahlenergie von 1.5 AGeV ist der Anstieg für beide Teilchensorten nicht nur im Reaktionssystem Ni+Ni, sondern auch im schwereren Reaktionssystem Au+Au bei gleicher Strahlenergie, identisch. Dies führt zu einem konstanten K-/K+-Verhältnis als Funktion der Zentralität, was auf die Kopplung der K-- an die K+-Produktion über die ''strangeness-exchange``-Reaktion πY → K- N zurückgeführt wird. Die durch Anpassung mit einer Maxwell-Boltzmann-Funktion an die Energieverteilungen der K+-Wirkungsquerschnitte gewonnenen inversen Steigungsparameter sind für alle Zentralitäten größer als die für K- bestimmten. Des weiteren zeigen die K+ bei 1.93 AGeV eine Vorwärts-Rückwärts-Überhöhung der Emission als Funktion des Polarwinkels, die für alle Stoßzentralitäten stärker ist, als bei den K-. Für zentrale Reaktionen ist die K--Emission nahezu isotrop. Beide Beobachtungen sind in Übereinstimmung mit der Annahme einer späteren Emissionszeit der K- im Vergleich zu den K+, was eine Folge der ''strangeness-exchange``-Reaktion ist. Bei der Untersuchung der azimutalen Emission zeigt sich, dass die geladenen Pionen und die K+ bevorzugt senkrecht zur Reaktionsebene emittiert werden, wohingegen die K- eine Emission in die Reaktionsebene zeigen. Die azimutale Emission der K+ wird von einigen Transportmodellrechnungen durch die Wirkung eines repulsiven K+-Nukleon-Potentials erklärt. Eine mögliche Erklärung für die bevorzugte Emissionsstruktur der K- könnte eine späte Emission der K- sein, die zusammen mit der Mandelform der Reaktionszone zu einer bevorzugten Emission in die Reaktionsebene führen würde. Eine andere Erklärung für die Beobachtung ist die Wirkung eines attraktiven K--Nukleon-Potentials. Bisher ist es keinem der Transportmodelle möglich, die Emissionsstruktur der K- quantitiv zu erklären. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit die Bedeutung der ''strangness-exchange``-Reaktion bei SIS-Energien. Dieser Kanal koppelt einerseits die K--Produktion an die K+-Produktion und hat andererseits, aufgrund unterschiedlicher Emissionszeiten, einen Einfluss auf die Emissionsstruktur der Kaonen

Veränderung von Herzfrequenz, Lungenfunktion und Körpertemperatur nach Kaltwassertauchgängen mit autonomen Leichttauchgeräten mit Vollmaske und Tauchmaske mit Mundstückgarnitur

BACKGROUND: The use of full-face-masks (FFM) is common in cold-water diving. FFM prevent the diver’s face from cold and enable nasal breathing. The aim of the study was to evaluate the effect of FFM on heat loss, heart rate and lung function. METHODS: 21 divers performed two cold water dives (4 °C, 25 min, 10 m, 1 min ascent and descent) – one with a full-face-mask and the other with a diving mask. Spirometry was performed 45 and 15 min before and 10, 20 and 30 min after each dive. Oral, tympanic and various skin temperature measurements were measured before and after each dive. Diving depth, ambient temperature and heart rate were measured continuously during the dives. Well-being and cold sensation were assessed after the dives. RESULTS: Significant declines of static and dynamic pulmonary function parameters, heart rate and oral, tympanic and skin temperature occurred after FFM and diving mask dives. After FFM dives oral and tympanic temperatures decreased significantly less than after diving mask dives. While well-being and cold-sensation were significantly improved with FFM dives compared to mask dives, no differences were obtained between exposures for heart rate or lung function. DISCUSSION: During cold water dives the use of FFM appears to prevent divers from hypothermia more efficiently than diving masks. Furthermore FFMs reduce the cold sensation and enhance the well-being of the divers. Even though protecting the face from cold water and heat loss, FFM do not reduce cardiac and respiratory effects of cold-water SCUBA dives

Spacecraft operations

The book describes the basic concepts of spaceflight operations, for both, human and unmanned missions. The basic subsystems of a space vehicle are explained in dedicated chapters, the relationship of spacecraft design and the very unique space environment are laid out. Flight dynamics are taught as well as ground segment requirements. Mission operations are divided into preparation including management aspects, execution and planning. Deep space missions and space robotic operations are included as special cases. The book is based on a course held at the German Space Operation Center (GSOC)