Şərqi Tropik Şimali Sakit Okean (ETNP) qlobal OMZ-lərin ümumi sahəsinin təxminən yarısını təşkil edən böyük, davamlı və intensivləşən oksigen minimum zonasıdır (OMZ). OMZ nüvəsində (təxminən 350–700 m dərinlikdə) həll olmuş oksigen adətən müasir sensorların analitik aşkarlama həddinə (təxminən 10 nM) yaxın və ya aşağıda olur. OMZ nüvəsinin üstündə və altında dik oksigen qradiyentləri hissəciklərlə əlaqəli (PA) və sərbəst yaşayan (FL) ölçülü fraksiyalar arasında da dəyişən mikrob icmalarının şaquli strukturlaşmasına səbəb olur. Burada, FL və PA ölçülü fraksiyalar arasında və ətraf mühitin redoks şəraiti diapazonunda prokaryotik populyasiyaların müxtəlifliyini və paylanmasını təhlil etmək üçün 16S amplikon ardıcıllığından (iTags) istifadə edirik. Tədqiqat sahəmizdəki hidroqrafik şərait əvvəllər ETNP və ETSP kimi digər OMZ-lərdə bildirilənlərdən fərqli idi. Nümunə götürmə yerimizdə OMZ nüvəsi boyunca iz oksigen konsentrasiyaları (təxminən 0,35 μM) mövcud idi. Nəticə etibarilə, OMZ nüvələri üçün adətən bildirilən nitrit yığılmaları, anammoks bakteriyaları (Brocadiales cinsi) üçün ardıcıllıqlar kimi yox idi.KandidatusScalindua), digər sistemlərdə oksik-anoksik sərhədlər boyunca yayılmışdır. Lakin, ammonyak oksidləşdirici bakteriyalar (AOB) və arxeya (AOA) paylanmaları və maksimal avtotrof karbon assimilyasiya sürətləri (1.4 μM C d–1) OMZ nüvəsinin yuxarı hissəsinə yaxın açıq-aşkar ammonium konsentrasiyasının maksimumu ilə üst-üstə düşdü. Bundan əlavə, cinsin üzvləriNitrospina, dominant nitrit oksidləşdirici bakteriya (NOB) örtüyü mövcud idi ki, bu da həm ammonyak, həm də nitrit oksidləşməsinin iz oksigen konsentrasiyalarında baş verdiyini göstərir. Oxşarlıq testinin (ANOSIM) və Qeyri-metrik Ölçülü Ölçüləndirmənin (nMDS) təhlili bakterial və arxeal filogenetik təmsilçiliklərin ölçü fraksiyaları arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olduğunu göstərdi. ANOSIM və iTag profillərinə əsasən, PA birləşmələrinin tərkibinə FL fraksiyasına nisbətən üstünlük təşkil edən dərinlikdən asılı biogeokimyəvi rejim daha az təsir etmişdir. OMZ nüvəsində AOA, NOB və iz oksigeninin mövcudluğuna əsasən, nitrifikasiyanın ETNP OMZ-nin bu bölgəsinin azot dövründə aktiv bir proses olduğunu irəli sürürük.
Giriş
Davam edən iqlim dəyişikliyinə və lokal insan fəaliyyətinə cavab olaraq, açıq okeanda və sahil dəniz sistemlərində həll olmuş oksigenin konsentrasiyası azalmaqdadır (Breitburg və digərləri, 2018). Son 60 ildə açıq okeandan oksigen itkisinin təxmin edilən miqdarı 2%-dən çoxdur (Şmidtko və digərləri, 2017), oksigen çatışmazlığı zonasının genişlənməsinin nəticələri ilə bağlı narahatlıqlar yaradır (Paulmier və Ruiz-Pino, 2009). Açıq okean OMZ-ləri, yüksək səth ilkin istehsalı yeraltı sularda bioloji oksigen tələbatını artırdıqda əmələ gəlir ki, bu da dərinlikdə fiziki ventilyasiya sürətini aşır. OMZ su sütunlarında oksigen konsentrasiyaları oksigen tükənmiş nüvənin üstündə və altında dik qradiyentlərə (oksiklin) malik ola bilər və bu da müxtəlif ölçülü hipoksik (adətən 2 ilə ~90 μM arasında), suboksik (<2 μM) və anoksik (aşkarlama həddindən aşağı (~10 nM)) təbəqələr yaradır (Bertagnolli və Stüart, 2018). Oksigen qradiyentləri metazoan və mikrob icmalarının şaquli strukturlaşmasına və bu geniş oksiklinlər boyunca biogeokimyəvi proseslərə səbəb olur (Belmar və digərləri, 2011).
Ən yüksək azot itkisi nisbətləri Şərqi Tropik Şimali Sakit Okean (ETNP) və Cənubi Sakit Okean (ETSP) OMZ-lərində qeydə alınıb (Callbeck və digərləri, 2017;Penn və digərləri, 2019), daimi təbəqələşmiş Kariako hövzəsi (Montes və digərləri, 2013), Ərəbistan dənizi (Ward və digərləri, 2009), və Benguela yuxarı qaldırma sisteminin OMZ-si (Kuypers və digərləri, 2005). Bu sistemlərdə kanonik denitrifikasiya (nitratın azot aralıqlarına və çox vaxt dinitrogen qazına heterotrofik reduksiyası) və anammoks (anaerob ammonium oksidləşməsi) kimi mikrob prosesləri potensial olaraq ilkin istehsalı məhdudlaşdıra biləcək azot itkilərinə səbəb olur (Ward və digərləri, 2007Bundan əlavə, OMZ-lərdə baş verən mikrob denitrifikasiyasından yaranan okean azot oksidi emissiyalarının (güclü istixana qazı) qlobal təbii azot oksidi emissiyalarının ən azı üçdə birini təşkil etdiyi təxmin edilir (Naqvi və digərləri, 2010).
ETNP OMZ, qlobal OMZ-lərin ümumi sahəsinin təxminən yarısını təşkil edən böyük, davamlı və intensivləşən oksigen minimum zonasıdır və 0–25°Ş enlik və 75 və 180°Q uzunluq dairələri arasında yerləşir (Paulmier və Ruiz-Pino, 2009;Şmidtko və digərləri, 2017). Ekoloji əhəmiyyətinə görə, müxtəlif ETNP OMZ bölgələrinin biogeokimyası və mikrob müxtəlifliyi intensiv şəkildə öyrənilmişdir (məsələn,Beman və Carolan, 2013;Duret və digərləri, 2015;Qaneş və digərləri, 2015;Chronopoulou və digərləri, 2017;Pak və digərləri, 2015;Penq və digərləri, 2015Əvvəlki tədqiqatlar göstərir ki, bu OMZ nüvəsində (təxminən 250–750 m dərinlikdə) həll olmuş oksigen adətən analitik aşkarlama limitlərinə (təxminən 10 nM) yaxın və ya aşağıdır (Tiano və digərləri, 2014;Qarsiya-Robledo və başqaları, 2017Lakin, ETNP-nin OMZ-nin şimal kənarı boyunca (tədqiqat sahəsinin yeri ~22°N) 500 m-də oksigen konsentrasiyaları illik orta göstəricilərə 10 ilə 20 μM arasında çata bilər (Paulmier və Ruiz-Pino, 2009; 2013-cü il Dünya Okeanı Atlasından məlumatlar)1Burada bildirilən sahə kampaniyası zamanı, ammonium və nitrit oksidləşməsi kimi aerob mikrob proseslərini dəstəkləmək və vacib anaerob mikrob proseslərini qismən inhibə etmək üçün OMZ nüvəsindəki oksigeni kifayət qədər konsentrasiyada (0,35 μM) ölçdük. Aerob mikrob prosesləri əvvəllər ETNP OMZ-nin zahirən suboksik və ya anoksik təbəqələrində aşkar edilmişdir (Penq və digərləri, 2015;Qarsiya-Robledo və başqaları, 2017;Penn və digərləri, 2019). Lakin, OMZ-lərdə mikroorqanizmlərin spesifik funksional qruplarının paylanmasını və fəaliyyətlərini idarə edən amillər hələ tam başa düşülməyib.
OMZ-də oksigenin aşkarlanmadığı nitrifikatorların olması, epizodik şaquli oksigen ventilyasiyası səbəbindən oksiklinin şaquli mövqeyindəki son dəyişikliklərlə izah edilə bilər ki, bu da OMZ nüvələrində efemer iz oksigen səviyyələrinə səbəb ola bilər (Muller-Karger və digərləri, 2001;Ulloa və digərləri, 2012;Qarsiya-Robledo və başqaları, 2017). Belə keçici şərtlər nitrifikatorlar da daxil olmaqla aerob və ya mikroaerofil populyasiyalar tərəfindən istismar edilə bilər. Bundan əlavə, epipelagikdən (aqreqasiya olunmuş hüceyrələr, nəcis qranulları və mürəkkəb üzvi materiallar) batan hissəciklər iz səviyyələrində oksigen ehtiva edə bilər (Qaneş və digərləri, 2014Beləliklə, oksigen və aerob mikroblar başqa cür anoksik sulara daşına bilər və bu da müvəqqəti olaraq hissəciklərlə birlikdə aerob metabolizmasının baş verməsinə imkan verir. Hissəciklərin mikrob biogeokimyəvi dövrünün qaynar nöqtələri olduğu məlumdur (Simon və digərləri, 2002;Qaneş və digərləri, 2014) və sərbəst həyat vəziyyətində müşahidə olunmayan ziddiyyətli anaerob və ya aerob mikrob proseslərini dəstəkləyə bilər (Alldredge və Cohen, 1987;Rayt və digərləri, 2012;Suter və digərləri, 2018).
Bu tədqiqatda, ETNP-nin OMZ-nin şimal kənarını tutan prokaryotik icmaları və onların şaquli paylanmasına təsir göstərə biləcək ətraf mühit amillərini 16S amplikon ardıcıllığı (iTags) və çoxdəyişkənli statistikadan istifadə edərək araşdırdıq. İki ölçülü fraksiyanı araşdırdıq; sərbəst yaşayan (0,2–2,7 μm) fraksiya və hissəciklərlə əlaqəli fraksiya (>2,7 μm, hissəcikləri, eləcə də protistan hüceyrələrini tutan) oksiklin boyunca fərqli redoks şərtlərinə uyğun olaraq birdən çox dərinlikdə.
Molekulyar konsentrasiyanı real vaxt rejimində izləmək üçün müxtəlif parametrlərə malik həll olmuş oksigen sensorları 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
Yazı vaxtı: 05 İyul 2024