Sharqiy Tropik Shimoliy Tinch okeani (ETNP) katta, doimiy va kuchayuvchi kislorod minimal zonasi (OMZ) bo'lib, u global OMZ umumiy maydonining deyarli yarmini tashkil qiladi. OMZ yadrosida (∼350–700 m chuqurlikda) erigan kislorod odatda zamonaviy sensorlarning analitik aniqlash chegarasiga (~10 nM) yaqin yoki undan past bo'ladi. OMZ yadrosi ustidagi va ostidagi tik kislorod gradientlari mikrobial jamoalarning vertikal tuzilishiga olib keladi, ular zarrachalar bilan bog'liq (PA) va erkin yashovchi (FL) o'lchamdagi fraktsiyalar orasida ham farq qiladi. Bu erda biz 16S amplikon ketma-ketligidan (iTags) FL va PA o'lchamdagi fraktsiyalar va atrof-muhitning redoks sharoitlari oralig'ida prokaryotik populyatsiyalarning xilma-xilligi va tarqalishini tahlil qilish uchun foydalanamiz. Bizning tadqiqot hududimizdagi gidrografik sharoitlar ETNP va boshqa OMZlarda, masalan, ETSPda ilgari xabar qilinganidan farq qildi. Namuna olish joyida OMZ yadrosida kislorodning iz konsentratsiyasi (~ 0,35 mkM) mavjud edi. Shunday qilib, odatda OMZ yadrolari uchun xabar qilingan nitrit to'planishi anammox bakteriyalari (Brocadiales jinsi) ketma-ketligi kabi yo'q edi.CandidatusScalindua), odatda boshqa tizimlarda oksik-anoksik chegaralar bo'ylab topiladi. Biroq, ammiakni oksidlovchi bakteriyalar (AOB) va archaea (AOA) taqsimoti va maksimal avtotrofik uglerodni assimilyatsiya qilish tezligi (1,4 mkM C d)–1) OMZ yadrosining yuqori qismiga yaqin bo'lgan ammoniy konsentratsiyasining maksimal darajasiga to'g'ri keldi. Bundan tashqari, jins vakillariNitrospina, dominant nitrit oksidlovchi bakterial (NOB) sinfi mavjud bo'lib, ammiak ham, nitrit oksidlanishi ham kislorodning iz konsentratsiyasida sodir bo'ladi. O'xshashlik testi (ANOSIM) va metrik bo'lmagan o'lchovli o'lchov (nMDS) tahlili bakterial va arxeal filogenetik ko'rinishlarning o'lchamdagi fraktsiyalar o'rtasida sezilarli darajada farq qilishini ko'rsatdi. ANOSIM va iTag profillariga asoslanib, PA birikmalarining tarkibi FL fraktsiyasiga qaraganda chuqurlikka bog'liq bo'lgan biogeokimyoviy rejimdan kamroq ta'sir ko'rsatdi. OMZ yadrosida AOA, NOB va iz kislorod mavjudligiga asoslanib, biz nitrifikatsiya ETNP OMZ ning ushbu mintaqasining azot aylanishida faol jarayon ekanligini taklif qilamiz.
Kirish
Davom etayotgan iqlim o'zgarishi va mahalliylashtirilgan inson faoliyatiga javoban ochiq okean va qirg'oq dengiz tizimlarida erigan kislorod kontsentratsiyasi pasayib bormoqda (Breitburg va boshqalar, 2018). Oxirgi 60 yil ichida ochiq okeandan kislorod yo'qotilishi 2% dan oshadi (Shmidtko va boshqalar, 2017), kislorod kamaygan zonaning kengayishi oqibatlari haqida tashvishlanish (Paulmier va Ruiz-Pino, 2009 yil). Ochiq okean OMZlari yuqori sirt birlamchi ishlab chiqarish er osti suvlarida biologik kislorodga bo'lgan talabni kuchaytirganda hosil bo'ladi, bu chuqurlikdagi jismoniy shamollatish tezligidan oshib ketadi. OMZ suv ustunlaridagi kislorod kontsentratsiyasi kislorod kamaygan yadrodan yuqorida va pastda keskin gradientlarga (oksiklin) ega bo'lishi mumkin, bu esa gipoksik (odatda 2 dan ~90 mkM gacha), suboksik (<2 mkM) va anoksik (aniqlash chegarasidan past (~10 nM) o'lchamdagi qatlamlarni hosil qiladi.Bertagnolli va Styuart, 2018 yil). Kislorod gradientlari metazoa va mikrobial jamoalarning vertikal tuzilishiga va ushbu keng oksiklinlar bo'ylab biogeokimyoviy jarayonlarga olib keladi (Belmar va boshqalar, 2011).
Azot yoʻqotilishining eng yuqori koʻrsatkichlari Shimoliy Tinch okeanining Sharqiy Tropik (ETNP) va Janubiy Tinch okeanining (ETSP) OMZlarida qayd etilgan.Callbeck va boshqalar, 2017;Penn va boshqalar, 2019), doimiy qatlamli Kariako havzasi (Montes va boshqalar, 2013 yil), Arab dengizi (Uord va boshqalar, 2009) va Benguela ko'tarilish tizimining OMZ (Kuypers va boshqalar, 2005). Ushbu tizimlarda kanonik denitrifikatsiyaning mikrobial jarayonlari (nitratning azotli oraliq mahsulotlarga va ko'pincha dinitrogen gaziga heterotrofik qaytarilishi) va anammox (anaerob ammoniy oksidlanishi) azot yo'qotilishiga olib keladi, bu esa birlamchi ishlab chiqarishni cheklashi mumkin.Uord va boshqalar, 2007). Bundan tashqari, OMZlarda sodir bo'lgan mikrobial denitrifikatsiyadan kelib chiqadigan okean azot oksidi emissiyasi (kuchli issiqxona gazi) global tabiiy azot oksidi emissiyasining kamida uchdan bir qismini tashkil qiladi.Naqvi va boshqalar, 2010).
ETNP OMZ katta, doimiy va kuchayib boruvchi kislorod minimal zonasi boʻlib, u global OMZ umumiy maydonining deyarli yarmini tashkil etadi, 0–25° N kenglik va 75 va 180° Vt uzunlik oraligʻida joylashgan (Paulmier va Ruiz-Pino, 2009 yil;Shmidtko va boshqalar, 2017). Ekologik ahamiyati tufayli turli ETNP OMZ mintaqalarining biogeokimyosi va mikrobial xilma-xilligi intensiv o'rganilgan (masalan,Beman va Karolan, 2013 yil;Duret va boshqalar, 2015 yil;Ganesh va boshqalar, 2015;Chronopoulou va boshqalar, 2017;Pack va boshqalar, 2015 yil;Peng va boshqalar, 2015). Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bu OMZ yadrosidagi erigan kislorod (chuqurlik ~ 250–750 m) odatda analitik aniqlash chegaralariga (~ 10 nM) yaqin yoki undan past bo'ladi.Tiano va boshqalar, 2014 yil;Garsiya-Robledo va boshqalar, 2017). Shu bilan birga, ETNP OMZ ning shimoliy chekkasi bo'ylab (tadqiqot o'tkaziladigan joy - 22 ° N) 500 m balandlikda kislorod kontsentratsiyasi yillik o'rtacha 10 dan 20 mkM gacha bo'lishi mumkin (Paulmier va Ruiz-Pino, 2009 yil; Jahon Okean Atlasi 2013 ma'lumotlari)1. Bu erda xabar qilingan dala kampaniyasi davomida biz ammoniy va nitrit oksidlanishi kabi aerob mikrobial jarayonlarni qo'llab-quvvatlash va muhim anaerob mikrobial jarayonlarni qisman inhibe qilish uchun OMZ yadrosidagi kislorodni etarli konsentratsiyada (0,35 mkM) o'lchadik. Aerob mikrobial jarayonlar ilgari ETNP OMZ ning suboksik yoki anoksik ko'rinadigan qatlamlarida aniqlangan.Peng va boshqalar, 2015;Garsiya-Robledo va boshqalar, 2017;Penn va boshqalar, 2019). Biroq, OMZlarda mikroorganizmlarning muayyan funktsional guruhlarining tarqalishi va faoliyatini nazorat qiluvchi 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 efemer iz kislorod darajasiga olib kelishi mumkin (Muller-Karger va boshqalar, 2001;Ulloa va boshqalar, 2012;Garsiya-Robledo va boshqalar, 2017). Bunday vaqtinchalik sharoitlar aerob yoki mikroaerofil populyatsiyalar, shu jumladan nitrifikatorlar tomonidan ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, epipelagik zarrachalar (agregatlangan hujayralar, najas granulalari va murakkab organik materiallar) kislorodning iz darajasini o'z ichiga olishi mumkin.Ganesh va boshqalar, 2014). Shunday qilib, kislorod va aerob mikroblar zarrachalar bilan bog'liq holda vaqtinchalik aerob metabolizmining sodir bo'lishiga imkon beruvchi boshqa anoksik suvlarga ko'chirilishi mumkin. Zarrachalar mikrobial biogeokimyoviy aylanishning faol nuqtalari ekanligi ma'lum (Simon va boshqalar, 2002;Ganesh va boshqalar, 2014) va erkin hayot sharoitida kuzatilmaydigan kontrastli anaerob yoki aerob mikrobial jarayonlarni qo'llab-quvvatlashi mumkin (Alldredge va Koen, 1987 yil;Rayt va boshqalar, 2012;Suter va boshqalar, 2018).
Ushbu tadqiqotda biz ETNP OMZ ning shimoliy chekkasini egallagan prokaryotik jamoalarni va ularning vertikal taqsimlanishiga 16S amplikon ketma-ketligi (iTags) va ko'p o'lchovli statistik ma'lumotlardan foydalangan holda ta'sir qilishi mumkin bo'lgan atrof-muhit omillarini o'rganamiz. Biz ikkita o'lchamdagi fraktsiyalarni ko'rib chiqdik; erkin yashovchi (0,2-2,7 mkm) fraksiya va zarrachalar bilan bog'langan fraksiya (>2,7 mkm, tutuvchi zarrachalar, shuningdek protistan hujayralari) oksiklin bo'ylab bir nechta chuqurliklarda aniq oksidlanish-qaytarilish sharoitlariga mos keladi.
Biz molekulyar kontsentratsiyani real vaqtda kuzatish uchun turli parametrlarga ega erigan kislorod sensorlarini taqdim eta olamiz. Maslahatlashish uchun 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
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 05-iyul