Sharqiy Tropik Shimoliy Tinch okeani (ETNP) global OMZlarning umumiy maydonining deyarli yarmini tashkil etuvchi katta, doimiy va kuchayuvchi kislorod minimal zonasi (OMZ) hisoblanadi. OMZ yadrosida (~350–700 m chuqurlikda) erigan kislorod odatda zamonaviy sensorlarning analitik aniqlash chegarasiga (~10 nM) yaqin yoki undan pastroqda joylashgan. OMZ yadrosidan yuqori va pastda tik kislorod gradiyentlari zarrachalar bilan bog'liq (PA) va erkin yashovchi (FL) o'lchamdagi fraktsiyalar orasida ham o'zgarib turadigan mikrobial jamoalarning vertikal tuzilishiga olib keladi. Bu yerda biz FL va PA o'lchamdagi fraktsiyalar orasidagi va atrof-muhitning oksidlanish-qaytarilish sharoitlari oralig'ida prokaryotik populyatsiyalarning xilma-xilligi va tarqalishini tahlil qilish uchun 16S amplikon ketma-ketligidan (iTags) foydalanamiz. Bizning tadqiqot hududimizdagi gidrografik sharoitlar ilgari ETNP va ETSP kabi boshqa OMZlarda xabar qilinganlardan farq qilar edi. Bizning namuna olish joyimizda OMZ yadrosi bo'ylab kislorodning iz konsentratsiyasi (~0,35 μM) mavjud edi. Natijada, odatda OMZ yadrolari uchun qayd etilgan nitrit to'planishi, shuningdek, anammoks bakteriyalari (Brocadiales jinsi) uchun ketma-ketliklar yo'q edi.KandidatusScalindua), ular boshqa tizimlarda oksik-anoksik chegaralar bo'ylab keng tarqalgan. Biroq, ammiak oksidlovchi bakteriyalar (AOB) va arxeyalar (AOA) tarqalishi va maksimal avtotrof uglerod assimilyatsiya tezligi (1,4 μM C d–1) OMZ yadrosining yuqori qismiga yaqin aniq ammoniy konsentratsiyasining maksimal darajasiga to'g'ri keldi. Bundan tashqari, turkum a'zolariNitrospina, dominant nitrit-oksidlovchi bakterial (NOB) kladasi mavjud bo'lib, bu ammiak va nitrit oksidlanishi iz kislorod konsentratsiyalarida sodir bo'lishini ko'rsatadi. O'xshashlik testi (ANOSIM) va metrik bo'lmagan o'lchovli masshtablash (nMDS) tahlili shuni ko'rsatdiki, bakterial va arxaik filogenetik tasvirlar o'lcham fraktsiyalari o'rtasida sezilarli darajada farq qiladi. ANOSIM va iTag profillariga asoslanib, PA yig'indilarining tarkibi FL fraktsiyasiga qaraganda chuqurlikka bog'liq biogeokimyoviy rejimga kamroq ta'sir ko'rsatdi. OMZ yadrosida AOA, NOB va iz kislorodining mavjudligiga asoslanib, biz nitrifikatsiya ETNP OMZ ning ushbu mintaqasining azot siklidagi faol jarayon ekanligini taxmin qilamiz.
Kirish
Davom etayotgan iqlim o'zgarishi va mahalliy inson faoliyatiga javoban, ochiq okean va qirg'oqbo'yi dengiz tizimlarida erigan kislorod konsentratsiyasi pasayib bormoqda (Breitburg va boshqalar, 2018). So'nggi 60 yil ichida ochiq okeandan kislorod yo'qotilishi 2% dan oshgan deb taxmin qilinmoqda (Shmidtko va boshqalar, 2017), kislorod tanqisligi zonasining kengayishi oqibatlari haqida xavotirlarni keltirib chiqaradi (Paulmier va Ruiz-Pino, 2009). Ochiq okean OMZlari yuqori sirt birlamchi ishlab chiqarish yer osti suvlarida biologik kislorodga bo'lgan ehtiyojni qondirganda hosil bo'ladi, bu esa chuqurlikdagi fizik shamollatish tezligidan oshib ketadi. OMZ suv ustunlaridagi kislorod konsentratsiyasi kislorod tanqis bo'lgan yadro ustida va ostida tik gradientlarga (oksiklin) ega bo'lishi mumkin, bu esa turli o'lchamdagi gipoksik (odatda 2 dan ~90 μM gacha), suboksik (<2 μM) va anoksik (aniqlash chegarasidan past (~10 nM)) qatlamlarni hosil qiladi (Bertagnolli va Styuart, 2018Kislorod gradientlari metazoan va mikrobial jamoalarning vertikal tuzilishiga va ushbu keng oksiklillar bo'ylab biogeokimyoviy jarayonlarga olib keladi (Belmar va boshqalar, 2011).
Azot yo'qotishning eng yuqori ko'rsatkichlari Sharqiy Tropik Shimoliy Tinch okeani (ETNP) va Janubiy Tinch okeani (ETSP) OMZlarida qayd etilgan.Callbeck va boshqalar, 2017;Penn va boshqalar, 2019), doimiy tabaqalangan Kariako havzasi (Montes va boshqalar, 2013), Arabiston dengizi (Ward va boshqalar, 2009), va Benguela yuqoriga ko'tarilish tizimining OMZ (Kuypers va boshqalar, 2005). Ushbu tizimlarda kanonik denitrifikatsiya (nitratning azot oraliq moddalariga va ko'pincha dinitrogen gaziga geterotrofik qaytarilishi) va anammoks (anaerob ammoniy oksidlanishi) mikrobial jarayonlari azot yo'qotishlariga olib keladi, bu esa birlamchi ishlab chiqarishni cheklashi mumkin (Ward va boshqalar, 2007Bundan tashqari, OMZlarda sodir bo'ladigan mikrobial denitrifikatsiyadan kelib chiqadigan okean azot oksidi chiqindilari (kuchli issiqxona gazi) global tabiiy azot oksidi chiqindilarining kamida uchdan bir qismini tashkil qiladi deb taxmin qilinadi (Naqvi va boshqalar, 2010).
ETNP OMZ - bu global OMZlarning umumiy maydonining deyarli yarmini tashkil etuvchi katta, doimiy va kuchayib boruvchi kislorod minimal zonasi bo'lib, 0–25° N kenglik va 75 va 180° W uzunlik oralig'ida joylashgan (Paulmier va Ruiz-Pino, 2009;Shmidtko va boshqalar, 2017). Ekologik ahamiyati tufayli turli ETNP OMZ mintaqalarining biogeokimyosi va mikrobial xilma-xilligi jadal o'rganildi (masalan,Beman va Karolan, 2013;Duret va boshqalar, 2015;Ganesh va boshqalar, 2015;Chronopoulou va boshqalar, 2017;Pack va boshqalar, 2015;Peng va boshqalar, 2015Avvalgi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ushbu OMZ yadrosida (~250–750 m chuqurlikda) erigan kislorod odatda analitik aniqlash chegaralariga (~10 nM) yaqin yoki undan pastroq (Tiano va boshqalar, 2014;Garsiya-Robledo va boshqalar, 2017Biroq, ETNP OMZ ning shimoliy chekkasida (tadqiqot joyining joylashuvi ~22°N) 500 m da kislorod konsentratsiyasi yillik o'rtacha 10 dan 20 μM gacha yetishi mumkin (Paulmier va Ruiz-Pino, 2009(Jahon okeani atlasi 2013 ma'lumotlari)1Bu yerda xabar qilingan dala kampaniyasi davomida biz OMZ yadrosidagi kislorodni ammoniy va nitrit oksidlanishi kabi aerob mikrobial jarayonlarni qo'llab-quvvatlash va muhim anaerob mikrobial jarayonlarni qisman inhibe qilish uchun yetarli konsentratsiyalarda (0,35 μM) o'lchadik. Aerob mikrobial jarayonlar ilgari ETNP OMZ ning suboksik yoki anoksik qatlamlarida aniqlangan (Peng va boshqalar, 2015;Garsiya-Robledo va boshqalar, 2017;Penn va boshqalar, 2019). Biroq, OMZlarda mikroorganizmlarning ma'lum funktsional guruhlarining tarqalishi va faolligini boshqaruvchi omillar hali to'liq tushunilmagan.
OMZda kislorod aniqlanmaydigan nitrifikatorlarning mavjudligini epizodik vertikal kislorod ventilyatsiyasi tufayli oksiklinning vertikal holatidagi so'nggi siljishlar bilan izohlash mumkin, bu esa OMZ yadrolarida vaqtinchalik iz kislorod darajasiga olib kelishi mumkin (Muller-Karger va boshqalar, 2001;Ulloa va boshqalar, 2012;Garsiya-Robledo va boshqalar, 2017). Bunday o'tkinchi sharoitlar aerob yoki mikroaerofil populyatsiyalar, jumladan, nitrifikatorlar tomonidan ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, epipelagikdan (yig'ilgan hujayralar, najas granulalari va murakkab organik materiallar) cho'kayotgan zarrachalar tarkibida kislorodning iz miqdori bo'lishi mumkin (Ganesh va boshqalar, 2014Shunday qilib, kislorod va aerob mikroblar boshqa hollarda oksidlanmagan suvlarga tashilishi mumkin, bu esa vaqtincha zarrachalar bilan birgalikda aerob metabolizmining sodir bo'lishiga imkon beradi. Zarrachalar mikrobial biogeokimyoviy siklning eng qizg'in nuqtalari ekanligi ma'lum (Simon va boshqalar, 2002;Ganesh va boshqalar, 2014) va erkin hayot holatida kuzatilmaydigan qarama-qarshi anaerob yoki aerob mikrob jarayonlarini qo'llab-quvvatlashi mumkin (Alldredge va Cohen, 1987;Rayt va boshqalar, 2012;Suter va boshqalar, 2018).
Ushbu tadqiqotda biz ETNP OMZ ning shimoliy chekkasini egallagan prokaryotik jamoalarni va ularning vertikal taqsimotiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan atrof-muhit omillarini 16S amplikon ketma-ketligi (iTags) va ko'p o'zgaruvchan statistika yordamida o'rganamiz. Biz ikkita o'lchamli kasrlarni tekshirdik; erkin hayot (0,2–2,7 mkm) kasr va zarrachalar bilan bog'liq kasr (>2,7 mkm, zarrachalarni, shuningdek, protistan hujayralarini ushlaydi) oksiklin bo'ylab turli xil oksidlanish-qaytarilish sharoitlariga mos keladigan bir nechta chuqurliklarda.
Biz erigan kislorod sensorlarini turli parametrlar bilan ta'minlay olamiz, shunda molekulyar konsentratsiyani real vaqt rejimida kuzatish mumkin. Maslahatlashishga xush kelibsiz
https://www.alibaba.com/product-detail/Wifi-4G-Gprs-RS485-4-20mA_1600559098578.html?spm=a2747.product_manager.0.0.169671d29scvEu
https://www.alibaba.com/product-detail/Maintenance-Free-Fluorescence-Optical-Water-Dissolved_1600257132247.html?spm=a2747.product_manager.0.0.169671d29scvEu
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 5-iyul