Шығыс Тропикалық Солтүстік Тынық мұхиты (ETNP) - жаһандық OMZ жалпы ауданының жартысына жуығын құрайтын үлкен, тұрақты және күшейтілетін оттегінің минималды аймағы (OMZ). OMZ ядросында (∼350–700 м тереңдікте) еріген оттегі әдетте заманауи сенсорлардың аналитикалық анықтау шегіне жақын немесе одан төмен болады (∼10 нМ). OMZ ядросының үстінде және астында тік оттегі градиенттері бөлшектермен байланысты (PA) және еркін тіршілік ететін (FL) өлшемді фракциялар арасында да өзгеретін микробтық қауымдастықтардың тік құрылымдалуына әкеледі. Мұнда біз FL және PA өлшемді фракциялары арасындағы және қоршаған ортаның тотығу-тотықсыздану жағдайлары диапазонындағы прокариоттық популяциялардың әртүрлілігі мен таралуын талдау үшін 16S ампликондық секвенирлеуді (iTags) қолданамыз. Біздің зерттеу аймағымыздағы гидрографиялық жағдайлар ETNP және ETSP сияқты басқа OMZ-ларда бұрын хабарланғандардан өзгеше болды. Біздің сынама алу орнымыздағы OMZ ядросында іздік оттегі концентрациясы (∼0,35 мкМ) болды. Демек, OMZ өзектері үшін әдетте хабарланған нитриттердің жинақталуы анаммокс бактерияларының (Brocadiales туысы) тізбектері сияқты болған жоқ.КандидатScalindua), олар басқа жүйелерде оксик-аноксидті шекараларда жиі кездеседі. Дегенмен, аммиак тотықтыратын бактериялар (AOB) және археялар (AOA) таралуы және максималды автотрофты көміртек ассимиляциясы жылдамдығы (1,4 мкМ Cd–1) OMZ өзегінің жоғарғы жағына жақын жердегі аммоний концентрациясының ең жоғары көрсеткішімен сәйкес келді. Сонымен қатар, тұқымдас мүшелеріНитроспина, басым нитрит тотықтыратын бактериялық (NOB) клад болды, бұл аммиак пен нитриттің тотығуы іздік оттегі концентрациясында жүретінін көрсетеді. Ұқсастық сынағын (ANOSIM) және метрикалық емес өлшемді масштабтауды (nMDS) талдау бактериялық және архиялық филогенетикалық көріністердің өлшем фракциялары арасында айтарлықтай ерекшеленетінін көрсетті. ANOSIM және iTag профильдеріне сүйене отырып, PA жинақтарының құрамына FL фракциясына қарағанда басым тереңдікке тәуелді биогеохимиялық режим аз әсер етті. OMZ ядросында AOA, NOB және іздік оттегінің болуына сүйене отырып, нитрификация ETNP OMZ осы аймағының азот цикліндегі белсенді процесс деп болжауға болады.
Кіріспе
Климаттың өзгеруіне және жергілікті адам қызметінің әсерінен ашық мұхитта және жағалаудағы теңіз жүйелерінде еріген оттегінің концентрациясы төмендеп келеді (Брайтбург және т.б., 2018). Соңғы 60 жылда ашық мұхиттан оттегінің жоғалуы 2%-дан асады (Шмидтко және т.б., 2017), оттегі жетіспейтін аймақтың кеңеюінің салдары туралы алаңдаушылық тудырады (Паульмье және Руис-Пино, 2009 ж.). Ашық мұхиттағы OMZ жоғары беткі бастапқы өндіріс жер асты суларындағы биологиялық оттегіге деген сұранысты арттырған кезде пайда болады, бұл тереңдіктегі физикалық желдету жылдамдығынан асады. OMZ су бағаналарындағы оттегі концентрациясы оттегі жетіспейтін өзектің үстінде және астында тік градиенттерге (оксиклин) ие болуы мүмкін, бұл әртүрлі өлшемдегі гипоксиялық (әдетте 2 және ~90 мкМ аралығында), субоксиялық (<2 мкМ) және аноксиялық (анықтау шегінен төмен (~10 нМ)) қабаттарды тудырады.Бертаньолли және Стюарт, 2018 ж.Оттегі градиенттері метазоандық және микробтық қауымдастықтардың тік құрылымына және осы кең оксиклиндер бойындағы биогеохимиялық процестерге әкеледі (Белмар және т.б., 2011).
Азот жоғалтудың ең жоғары көрсеткіштері Шығыс Тропикалық Солтүстік Тынық мұхитының (ETNP) және Оңтүстік Тынық мұхитының (ETSP) OMZ-дарында тіркелді (Коллбек және т.б., 2017;Пенн және т.б., 2019), тұрақты стратификацияланған Кариако бассейні (Монтес және т.б., 2013), Араб теңізі (Уорд және т.б., 2009), және Бенгеланың жоғары көтерілу жүйесінің OMZ (Куйперс және т.б., 2005). Бұл жүйелерде канондық денитрификацияның (нитраттың азот аралықтарына және көбінесе динитроген газына гетеротрофты тотықсыздануы) және анаммокстың (анаэробты аммоний тотығуы) микробтық процестері азоттың жоғалуына әкеледі, бұл бастапқы өндірісті шектеуі мүмкін (Уорд және т.б., 2007Сонымен қатар, OMZ-де болатын микробтық денитрификациядан туындайтын мұхиттық азот оксидінің шығарындылары (күшті парниктік газ) жаһандық табиғи азот оксидінің шығарындыларының кем дегенде үштен бірін құрайды деп есептеледі (Накви және т.б., 2010).
ETNP OMZ – жаһандық OMZ жалпы ауданының жартысына жуығын құрайтын үлкен, тұрақты және күшейетін оттегі минимумы аймағы, ол 0–25°N ендік пен 75 және 180°B бойлық арасында орналасқан (Паульмье және Руис-Пино, 2009 ж.;Шмидтко және т.б., 2017). Экологиялық маңыздылығына байланысты, әртүрлі ETNP OMZ аймақтарының биогеохимиясы мен микробтық әртүрлілігі қарқынды зерттелді (мысалы,Беман және Кэролан, 2013 ж.;Дурет және т.б., 2015;Ганеш және т.б., 2015;Хронопулу және т.б., 2017;Пак және т.б., 2015;Пенг және т.б., 2015Алдыңғы зерттеулер осы OMZ өзегіндегі (∼250–750 м тереңдікте) еріген оттегінің әдетте аналитикалық анықтау шегіне жақын немесе одан төмен екенін (∼10 нМ) хабарлады (Тиано және т.б., 2014;Гарсия-Робледо және т.б., 2017Дегенмен, ETNP OMZ солтүстік шекарасында (зерттеу орнының орналасқан жері ~22°N) 500 м-де оттегі концентрациясы жылдық орташа мәндерге 10 және 20 мкМ аралығында жетуі мүмкін (Паульмье және Руис-Пино, 2009 ж.(Дүниежүзілік мұхит атласынан алынған деректер 2013)1Осы жерде көрсетілген далалық науқан кезінде біз OMZ ядросындағы оттегіні аммоний және нитрит тотығуы сияқты аэробты микробтық процестерді қолдау және маңызды анаэробты микробтық процестерді ішінара тежеу үшін жеткілікті концентрацияда (0,35 мкМ) өлшедік. Аэробты микробтық процестер бұрын ETNP OMZ-нің субоксидті немесе аноксикалық қабаттарында анықталған (Пенг және т.б., 2015;Гарсия-Робледо және т.б., 2017;Пенн және т.б., 2019). Дегенмен, OMZ-дегі микроорганизмдердің нақты функционалдық топтарының таралуы мен белсенділігін бақылайтын факторлар әлі толық түсінілген жоқ.
ОМЗ-да оттегі анықталмайтын нитрификаторлардың болуын эпизодтық тік оттегі желдетуіне байланысты оксиклиннің тік күйіндегі соңғы өзгерістермен түсіндіруге болады, бұл ОМЗ өзектерінде оттегінің іздік деңгейіне әкелуі мүмкін (Мюллер-Каргер және т.б., 2001;Уллоа және т.б., 2012 ж.;Гарсия-Робледо және т.б., 2017). Мұндай өтпелі жағдайларды нитрификаторларды қоса алғанда, аэробты немесе микроаэрофильді популяциялар пайдалана алады. Сонымен қатар, эпипелагиялық жасушалардан (агрегацияланған жасушалар, нәжіс түйіршіктері және күрделі органикалық материалдар) бататын бөлшектерде оттегінің іздік деңгейлері болуы мүмкін (Ганеш және т.б., 2014Осылайша, оттегі мен аэробты микробтар басқаша түрде оксидсіз суларға тасымалдануы мүмкін, бұл бөлшектермен бірге аэробты метаболизмнің уақытша жүруіне мүмкіндік береді. Бөлшектер микробтық биогеохимиялық циклдің қайнар нүктелері болып табылады (Саймон және т.б., 2002 ж.;Ганеш және т.б., 2014) және еркін тіршілік күйінде байқалмайтын қарама-қарсы анаэробты немесе аэробты микробтық процестерді қолдай алады (Оллдредж және Коэн, 1987 ж.;Райт және т.б., 2012 ж.;Сутер және т.б., 2018).
Осы зерттеуде біз ETNP OMZ солтүстік шетін алып жатқан прокариоттық қауымдастықтарды және олардың тік таралуына әсер етуі мүмкін қоршаған орта факторларын 16S ампликон секвенирлеуін (iTags) көп айнымалы статистикамен біріктіре отырып зерттейміз. Біз екі өлшемді фракцияны зерттедік; еркін тіршілік ететін (0,2–2,7 мкм) фракция және бөлшектермен байланысты фракция (>2,7 мкм, бөлшектерді, сондай-ақ протистан жасушаларын ұстайды) оксиклин бойымен әртүрлі тотығу-тотықсыздану жағдайларына сәйкес келетін бірнеше тереңдікте.
Біз еріген оттегі сенсорларын әртүрлі параметрлермен қамтамасыз ете аламыз, осылайша молекулалық концентрацияны нақты уақыт режимінде бақылауға болады. Кеңес алуға қош келдіңіздер
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
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 5 шілде