Шығыс Тропикалық Солтүстік Тынық мұхиты (ETNP) - бұл жаһандық ОМЗ жалпы ауданының жартысына жуығын құрайтын үлкен, тұрақты және күшейетін оттегінің минималды аймағы (OMZ). OMZ өзегінде (~350–700 м тереңдікте) еріген оттегі әдетте заманауи сенсорлардың аналитикалық анықтау шегіне жақын немесе төмен (~10 нМ). OMZ өзегінің үстінде және астындағы тік оттегі градиенттері микробтық қауымдастықтардың тік құрылымды болуына әкеледі, олар сонымен қатар бөлшектермен байланысты (PA) және бос өмір сүретін (FL) өлшем фракциялары арасында өзгереді. Мұнда біз FL және PA өлшем фракциялары арасындағы және қоршаған ортаның тотығу-тотықсыздану жағдайларының диапазоны арасында прокариоттық популяциялардың әртүрлілігі мен таралуын талдау үшін 16S ампликонды реттілік (iTags) қолданамыз. Біздің зерттеу аймағымыздағы гидрографиялық жағдайлар ETNP және ETSP сияқты басқа OMZ-де бұрын хабарланғандардан ерекше болды. Үлгі алу орнында OMZ өзегінде оттегінің іздік концентрациясы (~0,35 мкм) болды. Демек, OMZ өзектері үшін әдетте хабарланған нитриттердің жинақталуы анаммокс бактерияларының (Brocadiales тұқымдасы) реттілігі сияқты болмаған.КандидатScalindua), олар әдетте басқа жүйелерде отсыз-аноксидті шекараларда кездеседі. Дегенмен, аммиакты тотықтырғыш бактериялар (AOB) және архейлер (AOA) таралуы және максималды автотрофты көміртекті ассимиляциялау жылдамдығы (1,4 мкМ C d)–1) OMZ өзегінің жоғарғы жағында айқын аммоний концентрациясының максимумымен сәйкес келді. Сонымен қатар, тұқымдас өкілдеріНитроспина, басым нитритті тотықтырғыш бактериялық (NOB) класы болды, бұл аммиак пен нитриттің тотығуы оттегінің микроконцентрацияларында болатынын болжайды. Ұқсастық сынағы (ANOSIM) және метрикалық емес өлшемді масштабтау (nMDS) талдауы бактериялық және археальды филогенетикалық көріністердің өлшемдік фракциялар арасында айтарлықтай айырмашылығы бар екенін көрсетті. ANOSIM және iTag профильдеріне сүйене отырып, PA жинақтарының құрамына FL фракциясына қарағанда тереңдікке тәуелді биогеохимиялық режим азырақ әсер етті. OMZ өзегінде AOA, NOB және іздік оттегінің болуына негізделе отырып, нитрификация ETNP OMZ осы аймағының азот цикліндегі белсенді процесс болып табылады деп болжаймыз.
Кіріспе
Климаттың тұрақты өзгеруіне және адамның жергілікті әрекетіне жауап ретінде ашық мұхитта және жағалаудағы теңіз жүйелерінде еріген оттегінің концентрациясы төмендеді (Брейтбург және т.б., 2018 ж). Соңғы 60 жыл ішінде ашық мұхиттан оттегінің шығыны 2%-дан асады (Шмидтко және т.б., 2017 ж), оттегі азайған аймақтың кеңеюінің салдары туралы алаңдаушылық туғызу (Полмье және Руиз-Пино, 2009 ж). Ашық мұхиттық ОМЗ жоғары беттік бастапқы өндіріс тереңдікте физикалық желдету жылдамдығынан асатын жер қойнауындағы сулардағы биологиялық оттегі қажеттілігін қамтамасыз еткенде пайда болады. OMZ су бағандарындағы оттегі концентрациясы гипоксиялық (әдетте 2 және ~90 мкм арасында), субоксикалық (<2 мкМ) және аноксиктік (анықтау шегінен төмен (~10 нМ) өлшемді қабаттардың (анықтау шегінен төмен) оттегі азайған өзекшенің үстінде және астында тік градиенттерге (оксиклин) ие болуы мүмкін.Бертанолли мен Стюарт, 2018 ж). Оттегі градиенттері метазоандық және микробтық қауымдастықтың тік құрылымына және осы кең оксиклиндер бойындағы биогеохимиялық процестерге әкеледі (Белмар және т.б., 2011 ж).
Шығыс тропикалық Солтүстік Тынық мұхитының (ETNP) және Оңтүстік Тынық мұхитының (ETSP) OMZ-де азот жоғалтуының ең жоғары көрсеткіштері тіркелді (Callbeck және т.б., 2017 ж;Пенн және т.б., 2019), тұрақты қабатталған Кариако бассейні (Монтес және т.б., 2013 ж), Араб теңізі (Уорд және т.б., 2009) және Бенгела көтеру жүйесінің OMZ (Куйперс және т.б., 2005 ж). Бұл жүйелерде канондық денитрификацияның микробтық процестері (нитраттың азот аралық өнімдеріне және көбінесе динитроген газына гетеротрофты тотықсыздануы) және анаммокстың (анаэробты аммонийдің тотығуы) бастапқы өндірісті потенциалды түрде шектейтін азоттың жоғалуына әкеледі.Уорд және т.б., 2007). Сонымен қатар, ОМЗ-да орын алатын микробтық денитрификациядан болатын мұхиттық азот оксидінің шығарындылары (қуатты парниктік газ) әлемдік табиғи азот оксиді шығарындыларының кем дегенде үштен бірін құрайды (Накви және т.б., 2010).
ETNP OMZ - бұл жаһандық ОМЗ жалпы ауданының жартысына жуығын құрайтын, 0–25°С ендік пен 75 және 180°Вт бойлық арасында орналасқан үлкен, тұрақты және күшейетін оттегінің минималды аймағы (Полмье және Руиз-Пино, 2009 ж;Шмидтко және т.б., 2017 ж). Экологиялық маңыздылығына байланысты әртүрлі ETNP OMZ аймақтарының биогеохимиясы мен микробтық әртүрлілігі қарқынды түрде зерттелді (мысалы,Беман мен Каролан, 2013 ж;Duret және т.б., 2015 ж;Ганеш және т.б., 2015 ж;Chronopoulou және т.б., 2017;Пак және т.б., 2015 ж;Пенг және т.б., 2015 ж). Алдыңғы зерттеулер осы OMZ өзегіндегі еріген оттегінің (~250–750 м тереңдікте) әдетте аналитикалық анықтау шегіне (~10 нМ) жақын немесе төмен болатынын хабарлайды.Тиано және т.б., 2014 ж;Гарсиа-Робледо және т.б., 2017 ж). Алайда, ETNP OMZ солтүстік жиегінде (зерттеу алаңының орны ~22°С) 500 м-де оттегі концентрациясы 10 және 20 мкм арасындағы жылдық орташа мәнге жетуі мүмкін (Полмье және Руиз-Пино, 2009 ж; Дүниежүзілік мұхит атласы 2013 деректері)1. Мұнда баяндалған далалық науқан кезінде біз аммоний мен нитриттің тотығуы сияқты аэробты микробтық процестерді қолдау және маңызды анаэробты микробтық процестерді ішінара тежеу үшін OMZ өзегіндегі оттегін жеткілікті концентрацияда (0,35 мкм) өлшедік. Аэробты микробтық процестер бұрын ETNP OMZ-тің субоксикалық немесе аноксиктік көрінетін қабаттарында анықталған (Пенг және т.б., 2015 ж;Гарсиа-Робледо және т.б., 2017 ж;Пенн және т.б., 2019). Дегенмен, ОМЗ-да микроорганизмдердің нақты функционалдық топтарының таралуы мен белсенділігін бақылайтын факторлар әлі толық зерттелмеген.
OMZ-де оттегі анықталмайтын нитрификаторлардың болуын эпизодтық тік оттегі желдетуіне байланысты оксиклиннің тік күйіндегі соңғы ығысулармен түсіндіруге болады, бұл OMZ өзектерінде оттегінің эфемерлі іздік деңгейіне әкелуі мүмкін (Муллер-Каргер және т.б., 2001;Ulloa және т.б., 2012;Гарсиа-Робледо және т.б., 2017 ж). Мұндай өтпелі жағдайларды аэробты немесе микроаэрофильді популяциялар, соның ішінде нитрификаторлар пайдалана алады. Сонымен қатар, эпипелагиялық (агрегацияланған жасушалар, фекальды түйіршіктер және күрделі органикалық материалдар) шөгетін бөлшектерде оттегінің іздік деңгейлері болуы мүмкін (Ганеш және т.б., 2014 ж). Осылайша, оттегі мен аэробты микробтарды басқаша аноксидті суларға тасымалдауға болады, бұл бөлшектермен байланыста аэробты метаболизмге уақытша мүмкіндік береді. Бөлшектер микробтық биогеохимиялық айналымның ыстық нүктелері екені белгілі (Саймон және т.б., 2002;Ганеш және т.б., 2014 ж) және еркін өмір сүру жағдайында байқалмайтын контрастты анаэробты немесе аэробты микробтық процестерді қолдай алады (Олдредж және Коэн, 1987 ж;Райт және т.б., 2012;Сутер және т.б., 2018 ж).
Осы зерттеуде біз ETNP OMZ солтүстік жиегін алып жатқан прокариоттық қауымдастықтарды және олардың тік таралуына әсер етуі мүмкін қоршаған орта факторларын 16S ампликонды секвенирлеуді (iTags) және көп мәнді статистикамен біріктіріп зерттейміз. Біз екі өлшемді фракцияны қарастырдық; еркін өмір сүретін (0,2–2,7 мкм) фракция және бөлшектермен байланысқан фракция (>2,7 мкм, бөлшектерді, сондай-ақ протистан жасушаларын ұстайтын) оксиклин бойымен бірнеше тереңдікте әртүрлі тотығу-тотықсыздану жағдайларына сәйкес келеді.
Біз әртүрлі параметрлері бар ерітілген оттегі датчиктерін қамтамасыз ете аламыз, осылайша молекулалық концентрацияны нақты уақытта бақылауға болады. Кеңес алуға қош келдіңіз
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
Жіберу уақыты: 05 шілде 2024 ж