Rytų atogrąžų Šiaurės Ramiojo vandenyno (ETNP) zona yra didelė, nuolatinė ir intensyvėjanti deguonies minimumo zona (OMZ), kuri sudaro beveik pusę viso pasaulinių OMZ ploto. OMZ branduolyje (∼350–700 m gylyje) ištirpusio deguonies kiekis paprastai yra artimas šiuolaikinių jutiklių analitinei aptikimo ribai (∼10 nM) arba mažesnis už ją. Staigūs deguonies gradientai virš ir žemiau OMZ branduolio lemia vertikalią mikrobų bendrijų struktūrą, kuri taip pat skiriasi tarp su dalelėmis susijusių (PA) ir laisvai gyvenančių (FL) dydžio frakcijų. Čia mes naudojame 16S amplikonų sekvenavimą (iTags), kad analizuotume prokariotinių populiacijų įvairovę ir pasiskirstymą tarp FL ir PA dydžio frakcijų ir tarp aplinkos redokso sąlygų. Hidrografinės sąlygos mūsų tyrimo srityje skyrėsi nuo tų, kurios anksčiau buvo praneštos ETNP ir kituose OMZ, tokiuose kaip ETSP. Mūsų mėginių ėmimo vietoje visame OMZ branduolyje buvo aptiktos deguonies pėdsakų koncentracijos (∼0,35 μM). Todėl nebuvo nitritų kaupimosi, apie kurį paprastai pranešama OMZ branduoliuose, kaip ir anamoksinių bakterijų (Brocadiales genties) sekų.KandidatasScalindua), kurios dažnai aptinkamos už oksinių-anoksinių ribų kitose sistemose. Tačiau amoniaką oksiduojančių bakterijų (AOB) ir archėjų (AOA) pasiskirstymas ir maksimalūs autotrofinės anglies asimiliacijos greičiai (1,4 μM C d–1) sutapo su ryškiu amonio koncentracijos maksimumu netoli OMZ šerdies viršaus. Be to, genties nariaiNitrospina, buvo aptikta dominuojanti nitritus oksiduojančių bakterijų (NOB) klada, rodanti, kad esant deguonies pėdsakų koncentracijai vyksta ir amoniako, ir nitritų oksidacija. Panašumo testo (ANOSIM) ir nemetrinio matmenų mastelio keitimo (nMDS) analizė parodė, kad bakterijų ir archeologinės filogenetinės reprezentacijos reikšmingai skyrėsi tarp dydžio frakcijų. Remiantis ANOSIM ir iTag profiliais, PA asociacijų sudėčiai vyraujantis nuo gylio priklausantis biogeocheminis režimas įtakos turėjo mažiau nei FL frakcijos sudėčiai. Remiantis AOA, NOB ir deguonies pėdsakų buvimu OMZ šerdyje, manome, kad nitrifikacija yra aktyvus šio ETNP OMZ regiono azoto ciklo procesas.
Įvadas
Reaguojant į nuolatinius klimato pokyčius ir lokalizuotą žmonių veiklą, ištirpusio deguonies koncentracija atvirame vandenyne ir pakrančių jūrų sistemose mažėja (Breitburg ir kt., 2018). Apskaičiuotas deguonies praradimas iš atviro vandenyno per pastaruosius 60 metų viršija 2 % (Schmidtko ir kt., 2017 m.), keliantis susirūpinimą dėl deguonies išeikvotos zonos išplėtimo pasekmių (Paulmier ir Ruiz-Pino, 2009 m.). Atviro vandenyno OMZ susidaro, kai didelė paviršinė pirminė gamyba skatina biologinį deguonies poreikį požeminiuose vandenyse, kuris viršija fizinės ventiliacijos greitį gylyje. Deguonies koncentracija OMZ vandens stulpeliuose gali turėti staigius gradientus (oksikliną) virš ir žemiau deguonies nuskurdintos šerdies, sukurdama hipoksinius (paprastai nuo 2 iki ~90 μM), suboksinius (<2 μM) ir anoksinius (žemiau aptikimo ribos (∼10 nM)) sluoksnius, kurių matmenys yra įvairūs (Bertagnolli ir Stewart, 2018Deguonies gradientai lemia metazoanų ir mikrobų bendrijų vertikalią struktūrą ir biogeocheminius procesus išilgai šių plačių oksiklinų (Belmar ir kt., 2011).
Vieni didžiausių azoto nuostolių rodiklių užfiksuoti rytų atogrąžų šiaurinės Ramiojo vandenyno dalies (ETNP) ir pietų Ramiojo vandenyno dalies (ETSP) OMZ.Callbeck ir kt., 2017 m.;Penn ir kt., 2019 m.), nuolat stratifikuotas Kariako baseinas (Montes ir kt., 2013 m.), Arabijos jūra (Ward ir kt., 2009 m.) ir Benguelos apvelingo sistemos OMZ (Kuypers ir kt., 2005Šiose sistemose mikrobiniai kanoninės denitrifikacijos (heterotrofinės nitratų redukcijos į azoto tarpinius produktus ir dažnai į dinitrozo dujas) ir anamokso (anaerobinės amonio oksidacijos) procesai sukelia azoto nuostolius, kurie gali apriboti pirminę gamybą (Ward ir kt., 2007Be to, apskaičiuota, kad vandenyno azoto oksido (stiprių šiltnamio efektą sukeliančių dujų) išmetimas dėl mikrobų denitrifikacijos, vykstančios OMZ, sudaro mažiausiai trečdalį pasaulinio natūralaus azoto oksido išmetimo (Naqvi ir kt., 2010).
ETNP OMZ yra didelė, nuolatinė ir intensyvėjanti deguonies minimumo zona, užimanti beveik pusę viso pasaulinių OMZ ploto ir esanti tarp 0–25° šiaurės platumos ir 75° bei 180° vakarų ilgumos.Paulmier ir Ruiz-Pino, 2009 m.;Schmidtko ir kt., 2017 m.Dėl jų ekologinės svarbos intensyviai buvo tiriama skirtingų ETNP OMZ regionų biogeochemija ir mikrobų įvairovė (pvz.,Beman ir Carolan, 2013 m.;Duret ir kt., 2015;Ganesh ir kt., 2015;Chronopoulou ir kt., 2017 m.;Pack ir kt., 2015;Peng ir kt., 2015Ankstesni tyrimai rodo, kad šiame OMZ branduolyje (apie 250–750 m gylyje) ištirpusio deguonies kiekis paprastai yra artimas analizinio aptikimo riboms (apie 10 nM) arba mažesnis.Tiano ir kt., 2014 m.;Garcia-Robledo ir kt., 2017 m.Tačiau palei šiaurinę ETNP OMZ ribą (tyrimo vieta ~22° šiaurės platumos) deguonies koncentracija 500 m aukštyje gali siekti 10–20 μM vidutinius metinius rodiklius.Paulmier ir Ruiz-Pino, 2009 m.Duomenys iš „World Ocean Atlas 2013“)1Šiame pranešime aprašytos lauko kampanijos metu OMZ šerdyje išmatavome pakankamą deguonies koncentraciją (0,35 μM), kad būtų palaikomi aerobiniai mikrobiniai procesai, tokie kaip amonio ir nitritų oksidacija, ir iš dalies slopinami svarbūs anaerobiniai mikrobiniai procesai. Aerobiniai mikrobiniai procesai anksčiau buvo aptikti, regis, suboksiniuose arba anoksiniuose ETNP OMZ sluoksniuose (Peng ir kt., 2015;Garcia-Robledo ir kt., 2017 m.;Penn ir kt., 2019 m.). Tačiau veiksniai, kontroliuojantys specifinių mikroorganizmų funkcinių grupių pasiskirstymą ir aktyvumą OMZ, dar nėra iki galo išaiškinti.
Nitrifikatorių buvimą OMZ, kur deguonies neaptinkama, galima paaiškinti neseniai įvykusiais oksiklino vertikalios padėties pokyčiais dėl epizodinės vertikalios deguonies ventiliacijos, dėl kurios OMZ šerdyje gali susidaryti trumpalaikiai deguonies pėdsakai (Muller-Karger ir kt., 2001;Ulloa ir kt., 2012;Garcia-Robledo ir kt., 2017 m.). Tokias trumpalaikes sąlygas gali išnaudoti aerobinės arba mikroaerofilinės populiacijos, įskaitant nitrifikatorius. Be to, skęstančios dalelės iš epipelaginio sluoksnio (agreguotos ląstelės, išmatų granulės ir sudėtingos organinės medžiagos) gali turėti deguonies pėdsakus (Ganesh ir kt., 2014 m.). Taigi, deguonis ir aerobiniai mikrobai gali būti pernešami į kitaip anoksinius vandenis, laikinai sudarydami sąlygas aerobiniams metabolizmams vykti kartu su dalelėmis. Dalelės yra žinomos kaip mikrobų biogeocheminio ciklo židiniai (Simon ir kt., 2002;Ganesh ir kt., 2014 m.) ir gali palaikyti kontrastingus anaerobinius arba aerobinius mikrobų procesus, kurie nėra stebimi laisvai gyvenančioje būsenoje (Alldredge ir Cohen, 1987;Wright ir kt., 2012;Suter ir kt., 2018).
Šiame tyrime, naudodami 16S amplikonų sekvenavimą (iTags) kartu su daugiamačiu statistiniu tyrimu, nagrinėjame prokariotines bendruomenes, užimančias šiaurinę ETNP OMZ ribą, ir aplinkos veiksnius, kurie gali turėti įtakos jų vertikaliam pasiskirstymui. Ištyrėme dviejų dydžių frakcijas: laisvai gyvenančią (0,2–2,7 μm) frakciją ir su dalelėmis susijusią frakciją (>2,7 μm, gaudančią tiek daleles, tiek protistines ląsteles) įvairiuose oksiklinos gyliuose, kurie atitinka skirtingas redokso sąlygas.
Galime pasiūlyti ištirpusio deguonies jutiklius su skirtingais parametrais, kad molekulių koncentraciją būtų galima stebėti realiuoju laiku. Kviečiame pasikonsultuoti.
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
Įrašo laikas: 2024 m. liepos 5 d.