Şərqi Tropik Şimali Sakit Okean (ETNP) qlobal OMZ-lərin ümumi sahəsinin demək olar ki, yarısını təşkil edən böyük, davamlı və intensivləşən oksigen minimum zonasıdır (OMZ). OMZ nüvəsində (∼350–700 m dərinlik) həll olunmuş oksigen adətən müasir sensorların analitik aşkarlama limitinə (~10 nM) yaxın və ya aşağıda olur. OMZ nüvəsinin üstündə və altındakı dik oksigen gradientləri mikrob icmalarının şaquli strukturlaşmasına gətirib çıxarır ki, bu da hissəciklərlə əlaqəli (PA) və sərbəst yaşayan (FL) ölçülü fraksiyalar arasında dəyişir. Burada FL və PA ölçülü fraksiyalar arasında və ətraf mühitin redoks şəraiti aralığında prokaryotik populyasiyaların müxtəlifliyini və paylanmasını təhlil etmək üçün 16S amplikon ardıcıllığından (iTags) istifadə edirik. Tədqiqat ərazimizdəki hidroqrafik şərait ETNP və ETSP kimi digər OMZ-lərdə əvvəllər bildirilənlərdən fərqli idi. Nümunə götürmə məkanımızda OMZ nüvəsində iz oksigen konsentrasiyaları (∼0.35 μM) mövcud idi. Nəticə etibarilə, OMZ nüvələri üçün adətən bildirilən nitrit yığılmaları anammox bakteriyaları (Brocadiales cinsi) üçün ardıcıllıqlar kimi yox idi.NamizədScalindua), digər sistemlərdə oksi-anoksik sərhədlər boyunca rast gəlinir. Bununla belə, ammonyak oksidləşdirici bakteriyalar (AOB) və arxeya (AOA) paylanması və maksimal avtotrof karbon assimilyasiya dərəcələri (1,4 μM C d)–1) OMZ nüvəsinin yuxarı hissəsi yaxınlığında aşkar ammonium konsentrasiyası maksimumu ilə üst-üstə düşdü. Bundan əlavə, cinsin nümayəndələriNitrospina, dominant nitrit oksidləşdirici bakterial (NOB) təbəqəsi mövcud idi ki, həm ammonyak, həm də nitrit oksidləşməsi iz oksigen konsentrasiyalarında baş verir. Oxşarlıq testinin (ANOSIM) və Qeyri-metrik Ölçülü Ölçmənin (nMDS) təhlili göstərdi ki, bakterial və arxa filogenetik nümayəndəliklər ölçü fraksiyaları arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. ANOSIM və iTag profillərinə əsasən, PA birləşmələrinin tərkibinə FL fraksiyasından daha çox dərinlikdən asılı olan biogeokimyəvi rejim daha az təsir göstərmişdir. OMZ nüvəsində AOA, NOB və iz oksigenin olmasına əsaslanaraq biz təklif edirik ki, nitrifikasiya ETNP OMZ-nin bu bölgəsinin azot dövrəsində aktiv prosesdir.
Giriş
Davam edən iqlim dəyişikliyinə və yerli insan fəaliyyətlərinə cavab olaraq, açıq okeanda və sahilyanı dəniz sistemlərində həll olunmuş oksigenin konsentrasiyası azalmaqdadır (Breitburg və başqaları, 2018). Son 60 il ərzində açıq okeandan təxmini oksigen itkisi 2%-i ötüb (Schmidtko və başqaları, 2017), oksigen tükənmiş zonanın genişlənməsinin nəticələri ilə bağlı narahatlıq yaratmaq (Paulmier və Ruiz-Pino, 2009). Açıq okean OMZ-ləri yüksək səthdə ilkin istehsal dərinlikdə fiziki ventilyasiya sürətini üstələyən yeraltı sularda bioloji oksigen tələbatını artırdıqda əmələ gəlir. OMZ su sütunlarında oksigen konsentrasiyaları oksigen tükənmiş nüvənin üstündə və altında kəskin gradientlərə (oksiklin) malik ola bilər ki, bu da hipoksik (adətən 2 ilə ~90 μM arasında), suboksik (<2 μM) və anoksik (aydınlanma limitindən aşağı (~10 nM) ölçüləri (dəyişən ölçülər) təbəqələri yaradır.Bertagnolli və Stewart, 2018). Oksigen qradiyenti metazoaların və mikrob icmalarının şaquli strukturlaşmasına və bu geniş oksiklinlər boyunca biogeokimyəvi proseslərə səbəb olur (Belmar və başqaları, 2011).
Azot itkisinin ən yüksək dərəcələrindən bəziləri Şərqi Tropik Şimali Sakit Okean (ETNP) və Cənubi Sakit Okean (ETSP) OMZ-lərində qeydə alınmışdır (Callbeck və başqaları, 2017;Penn və başqaları, 2019), daimi təbəqələşmiş Kariako hövzəsi (Montes və başqaları, 2013), Ərəb dənizi (Ward və başqaları, 2009) və Benguela upwelling sisteminin OMZ (Kuypers və başqaları, 2005). Bu sistemlərdə kanonik denitrifikasiya (nitratın azot aralıq məhsullarına və tez-tez dinitrogen qazına heterotrofik reduksiya) və anammoksun (anaerob ammonium oksidləşməsi) mikrob prosesləri ilkin istehsalı potensial olaraq məhdudlaşdıra bilən azot itkilərinə səbəb olur.Ward və başqaları, 2007). Bundan əlavə, OMZ-lərdə baş verən mikrob denitrifikasiyası nəticəsində okean azot oksidi emissiyalarının (güclü istixana qazı) qlobal təbii azot oksidi emissiyalarının ən azı üçdə birini təşkil etdiyi təxmin edilir.Naqvi və başqaları, 2010).
ETNP OMZ böyük, davamlı və intensivləşən oksigen minimum zonasıdır və qlobal OMZ-lərin ümumi sahəsinin demək olar ki, yarısını təşkil edir, 0-25°Ş enlik və 75 və 180°V uzunluq arasında yerləşir (Paulmier və Ruiz-Pino, 2009;Schmidtko və başqaları, 2017). Ekoloji əhəmiyyətinə görə, müxtəlif ETNP OMZ bölgələrinin biogeokimyası və mikrob müxtəlifliyi intensiv şəkildə öyrənilmişdir (məsələn,Beman və Carolan, 2013;Duret və başqaları, 2015;Ganesh et al., 2015;Chronopoulou et al., 2017;Pack və başqaları, 2015;Peng və başqaları, 2015). Əvvəlki tədqiqatlar bildirir ki, bu OMZ nüvəsində həll olunmuş oksigen (~250–750 m dərinlik) adətən analitik aşkarlama limitlərinə (~10 nM) yaxın və ya aşağıdadır (Tiano və başqaları, 2014;Garcia-Robledo və başqaları, 2017). Bununla belə, ETNP-nin OMZ-nin şimal kənarı boyunca (tədqiqat sahəsinin yeri ~22°N) 500 m-də oksigen konsentrasiyaları illik orta hesabla 10 ilə 20 μM arasında ola bilər (Paulmier və Ruiz-Pino, 2009; Dünya Okean Atlası 2013-dən məlumatlar)1. Burada bildirilmiş sahə kampaniyası zamanı biz ammonium və nitrit oksidləşməsi kimi aerob mikrob proseslərini dəstəkləmək və mühüm anaerob mikrob proseslərini qismən maneə törətmək üçün OMZ nüvəsində oksigeni kifayət qədər konsentrasiyalarda (0,35 μM) ölçdük. Aerob mikrob prosesləri əvvəllər ETNP OMZ-nin zahirən suboksik və ya anoksik təbəqələrində aşkar edilmişdir (Peng və başqaları, 2015;Garcia-Robledo və başqaları, 2017;Penn və başqaları, 2019). Bununla belə, OMZ-lərdə mikroorqanizmlərin spesifik funksional qruplarının yayılmasına və fəaliyyətinə nəzarət edən amillər hələ tam başa düşülmür.
OMZ-də oksigenin aşkar edilmədiyi yerlərdə nitrifikatorların olması epizodik şaquli oksigen ventilyasiyası səbəbindən oksiklin şaquli mövqeyində son dəyişikliklərlə izah edilə bilər ki, bu da OMZ nüvələrində efemer iz oksigen səviyyələrinə səbəb ola bilər (Muller-Karger et al., 2001;Ulloa və başqaları, 2012;Garcia-Robledo və başqaları, 2017). Belə keçici şərtlər aerob və ya mikroaerofil populyasiyalar, o cümlədən nitrifikatorlar tərəfindən istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, epipelagik hissəciklərin (birləşdirilmiş hüceyrələr, nəcis qranulları və mürəkkəb üzvi materiallar) batan hissəcikləri oksigenin iz səviyyələrini ehtiva edə bilər (Ganesh et al., 2014). Beləliklə, oksigen və aerob mikroblar anoksik olmayan sulara daşına bilər, bu da hissəciklərlə birlikdə aerob maddələr mübadiləsinin müvəqqəti baş verməsinə imkan verir. Hissəciklərin mikrobial biogeokimyəvi dövranın qaynar nöqtələri olduğu bilinir (Simon və başqaları, 2002;Ganesh et al., 2014) və sərbəst həyatda müşahidə olunmayan kontrastlı anaerob və ya aerob mikrob proseslərini dəstəkləyə bilər (Alldredge və Cohen, 1987;Wright və başqaları, 2012;Suter və başqaları, 2018).
Bu tədqiqatda biz ETNP-nin OMZ-nin şimal kənarını tutan prokaryotik icmaları və çoxvariantlı statistika ilə birləşən 16S amplikon ardıcıllığından (iTags) istifadə edərək onların şaquli paylanmasına təsir edən ətraf mühit amillərini araşdırırıq. İki ölçülü fraksiyaları araşdırdıq; sərbəst yaşayan (0,2-2,7 μm) fraksiya və hissəciklərlə əlaqəli fraksiya (>2,7 μm, hissəcikləri, eləcə də protistan hüceyrələrini tutan) fərqli redoks şərtlərinə uyğun gələn oksiklin boyunca çoxsaylı dərinliklərdə.
Biz molekulyar konsentrasiyanı real vaxt rejimində izləmək üçün müxtəlif parametrlərə malik həll olunmuş oksigen sensorlarını təmin edə bilərik. Məsləhətləşməyə xoş gəlmisiniz
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
Göndərmə vaxtı: 05 iyul 2024-cü il