Ward Lab Research

by Bess Ward

About half of the people in my lab group at Princeton are on the ETSP cruise (Nick, Andrew, Amal, Bonnie, Jimmy), all measuring various aspects of the nitrogen cycle.  My own main project here is to measure the rates of denitrification and anammox, the two bacterial pathways by which fixed nitrogen is lost in the ocean.  This involves incubating a lot of seawater with stable isotopes of nitrogen and measuring the gases and other nitrogen compounds produced.  The seawater is incubated in big silver bags, which are composed of two layers of plastic and a metal layer.  Think giant Capri Sun.  We fill the bags very carefully from the CTD bottles and incubate them in the cold room for a couple of days, sampling every 12 hours.

Our goal is to figure out how fast the bacterial reactions occur and to try to understand what controls the rates.  Just like in your garden, we suspect that nutrients are the most important controlling factor.  More food, faster rates.  So we carry out various treatments in the experiment:  add different kinds of food, a bit of extra oxygen, etc.  Sure enough, it’s food that matters – everything goes faster with more food.

Bess sporting the Ward Lab t-shirt.  Design by Andrew Babbin, photo by Emilio Garcia

Bess sporting the Ward Lab t-shirt. Design by Andrew Babbin, photo by Emilio Garcia

The best food is stuff that Rick collected in his traps.  This is exactly the kind of food that the bacteria would normally get, we just make sure they receive an extra helping.  We just completed the big bag experiment at a five day station in the offshore water, and we plan to do it again at a coastal station.  The coastal ocean is richer in nutrients than the offshore water, so we expect faster rates at that station.  Still, we hypothesize that more food will be even better.

Our lab does research on many aspects of the nitrogen cycle.  These reactions are illustrated in the design on my T-Shirt. This is the lab T-shirt, which was designed by my Ph.D. student Andrew Babbin. See his blog entries for more nitrogen biogeochemistry and observations on life at sea.

Aproximadamente la mitad de las personas de mi grupo de laboratorio de

Bess and Brian sampling a CTD cast and adding water to the incubation bags.

Bess and Brian sampling a CTD cast and adding water to the incubation bags.

Princeton están en la ETSP crucero (Nick, Andrew, Amal, Bonnie, Jimmy), todos miden diferentes aspectos del ciclo del nitrógeno. Mi proyecto principal es medir las tasas de desnitrificación y anammox, las dos vías de bacterias por el que fija el nitrógeno se pierde en el océano. Esto implica la incubación de una gran cantidad de agua de mar con isótopos estables de nitrógeno y la medición de los gases y otros compuestos de nitrógeno producidos. El agua de mar se incuba en grandes bolsas de plata, que se componen de dos capas de plástico y una capa de metal. Piense gigante Capri sol. Llenamos las bolsas con mucho cuidado de las botellas del CTD y se incuba en la cámara fría durante un par de días, el muestreo cada 12 horas.

Nuestro objetivo es averiguar qué tan rápido se producen las reacciones bacterianas y tratar de entender lo que controla las tarifas. Al igual que en su jardín, sospechamos que los nutrientes son el factor de control más importante. Más comida, las tasas más rápidas. Así que llevamos a cabo diversos tratamientos en el experimento: agregar diferentes tipos de comida, un poco de oxígeno adicional, etc Efectivamente, es comida lo que importa – todo va más rápido, con más comida.

La mejor comida es algo que Rick recoge en sus trampas. Este es exactamente el tipo de comida que las bacterias que normalmente conseguir, nos aseguraremos de que reciban una ración extra. Acabamos de terminar el gran experimento de la bolsa en una estación de cinco días en el agua marina, y tenemos la intención de volver a hacerlo en una estación costera. El océano costero es más rica en nutrientes que el agua en alta mar, por lo que esperamos que las tasas más rápidas de esa estación. Sin embargo, la hipótesis de que más alimentos será aún mejor.

Nuestro laboratorio realiza investigaciones sobre diversos aspectos del ciclo del nitrógeno. Estas reacciones se ilustran en el diseño de mi camiseta. Esta es la camiseta laboratorio, que fue diseñado por mi doctorado estudiante Andrew Babbin. Ver sus entradas de blog para más biogeoquímica nitrógeno y observaciones sobre la vida en el mar.

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