Источниот тропски северен Пацифик (ETNP) е голема, перзистентна и интензивирачка зона на минимален кислород (OMZ) што сочинува речиси половина од вкупната површина на глобалните OMZ. Во рамките на јадрото на OMZ (длабочина од ∼350–700 m), растворениот кислород е обично близу или под аналитичката граница на детекција на современите сензори (∼10 nM). Стрмните градиенти на кислород над и под јадрото на OMZ доведуваат до вертикално структурирање на микробните заедници кои исто така варираат помеѓу фракциите на големината поврзани со честички (PA) и фракциите на големината на слободно живеење (FL). Овде, користиме 16S ампликонско секвенционирање (iTags) за да ја анализираме разновидноста и дистрибуцијата на прокариотските популации помеѓу фракциите на големината на FL и PA и меѓу опсегот на амбиентални редокс услови. Хидрографските услови во нашата област на проучување беа различни од оние претходно објавени во ETNP и другите OMZ, како што е ETSP. Концентрации на кислород во траги (∼0,35 μM) беа присутни низ целото јадро на OMZ на нашата локација за земање примероци. Следствено, акумулациите на нитрити што обично се пријавуваат за OMZ јадрата беа отсутни, како и секвенците за анамокс бактерии (род BrocadialesКандидатусScalindua), кои најчесто се наоѓаат преку оксико-аноксични граници во други системи. Сепак, дистрибуциите на бактериите што оксидираат амонијак (AOB) и археите (AOA) и максималните стапки на автотрофна асимилација на јаглерод (1,4 μM C d–1) се совпадна со изразен максимум на концентрација на амониум во близина на врвот на јадрото на OMZ. Покрај тоа, членовите на родотНитроспина, присутен е доминантен клад на бактерии кои оксидираат нитрити (NOB), што укажува дека и оксидацијата на амонијак и нитрити се јавува при концентрации на кислород во траги. Анализата на тестот за сличност (ANOSIM) и неметричкото димензионално скалирање (nMDS) покажа дека бактериските и архејските филогенетски репрезентации се значително различни помеѓу фракциите на големината. Врз основа на ANOSIM и iTag профилите, составот на PA асоцијациите бил помалку под влијание на преовладувачкиот биогеохемиски режим зависен од длабочината отколку фракцијата FL. Врз основа на присуството на AOA, NOB и кислород во траги во јадрото на OMZ, сугерираме дека нитрификацијата е активен процес во азотниот циклус на овој регион на ETNP OMZ.
Вовед
Како одговор на тековните климатски промени и локалните човечки активности, концентрациите на растворен кислород се намалуваат во отворениот океан и во крајбрежните морски системи (Брајтбург и др., 2018Проценетиот губиток на кислород од отворениот океан во текот на изминатите 60 години надминува 2% (Шмитко и др., 2017), создавајќи загриженост за последиците од проширувањето на зоната со осиромашен кислород (Полмиер и Руиз-Пино, 2009). Отворените океански ОМЗ се формираат кога високото површинско примарно производство ја поттикнува биолошката побарувачка за кислород во подземните води што ги надминува стапките на физичка вентилација на длабочина. Концентрациите на кислород во водните колони на ОМЗ можат да имаат стрмни градиенти (оксиклина) над и под јадрото осиромашено со кислород, создавајќи хипоксични (обично помеѓу 2 и ∼90 μM), субоксични (<2 μM) и аноксични (под границата на детекција (∼10 nM) слоеви со различни димензии (Бертањоли и Стјуарт, 2018Кислородните градиенти водат до вертикално структурирање на метазоанските и микробните заедници и биогеохемиски процеси долж овие обемни оксиклини (Белмар и др., 2011).
Некои од највисоките стапки на загуба на азот се забележани во ОМЗ на Источниот Тропски Северен Пацифик (ETNP) и Јужниот Пацифик (ETSP) (Колбек и др., 2017;Пен и др., 2019), трајно стратифицираниот басен Кариако (Монтес и др., 2013), Арапското Море (Вард и др., 2009), и ОМЗ на системот за издигнување на реката Бенгуела (Кајперс и др., 2005Во овие системи, микробните процеси на канонска денитрификација (хетеротрофна редукција на нитратот во азотни меѓупроизводи и често во динитроген гас) и анамокс (анаеробна оксидација на амониум) доведуваат до загуби на азот што потенцијално може да го ограничи примарното производство (Вард и др., 2007Покрај тоа, се проценува дека емисиите на океански азотен оксид (моќен стакленички гас) од микробна денитрификација што се случува во ОМЗ сочинуваат најмалку една третина од глобалните емисии на природен азотен оксид (Накви и др., 2010).
ETNP OMZ е голема, перзистентна и интензивирачка зона на минимум кислород што сочинува речиси половина од вкупната површина на глобалните OMZ, се наоѓа помеѓу 0–25° Северна географска ширина и 75 и 180° Западна географска должина (Полмиер и Руиз-Пино, 2009;Шмитко и др., 2017Поради нивното еколошко значење, биогеохемијата и микробната разновидност на различните региони на ETNP OMZ се интензивно проучувани (на пр.,Беман и Каролан, 2013;Дурет и др., 2015;Ганеш и др., 2015;Хронопулу и др., 2017;Пак и др., 2015;Пенг и др., 2015). Претходните студии покажуваат дека растворениот кислород во ова јадро на OMZ (длабочина од ∼250–750 m) е типично близу или под аналитичките граници на детекција (∼10 nM) (Тиано и др., 2014;Гарсија-Робледо и др., 2017Сепак, по должината на северниот раб на OMZ на ETNP (локација на студијата ∼22°N) концентрациите на кислород на 500 m можат да достигнат годишни просеци помеѓу 10 и 20 μM (Полмиер и Руиз-Пино, 2009; Податоци од Светскиот океански атлас 2013)1За време на теренската кампања објавена овде, измеривме кислород во јадрото на OMZ во доволни концентрации (0,35 μM) за да ги поддржиме аеробните микробни процеси, како што се оксидацијата на амониум и нитрит, и делумно да ги инхибираме важните анаеробни микробни процеси. Аеробни микробни процеси се откриени претходно во навидум субоксични или аноксични слоеви на ETNP OMZ (Пенг и др., 2015;Гарсија-Робледо и др., 2017;Пен и др., 2019Сепак, факторите што ја контролираат дистрибуцијата и активностите на специфични функционални групи на микроорганизми во ОМЗ сè уште не се целосно разбрани.
Присуството на нитрификатори каде што кислородот е неоткриен во OMZ може да се објасни со неодамнешните поместувања во вертикалната положба на оксиклината поради епизодна вертикална вентилација на кислород, што може да доведе до ефемерни нивоа на кислород во траги во јадрата на OMZ (Милер-Каргер и др., 2001;Улоа и др., 2012;Гарсија-Робледо и др., 2017Ваквите минливи услови можат да бидат искористени од аеробни или микроаерофилни популации, вклучувајќи ги и нитрификаторите. Покрај тоа, честичките што тонат од епипелагичниот систем (агрегирани клетки, фекални пелети и сложени органски материјали) можат да содржат траги од кислород (Ганеш и др., 2014). Така, кислородот и аеробните микроби можат да се транспортираат во инаку аноксични води, привремено дозволувајќи аеробните метаболизми да се одвиваат во асоцијација со честичките. Познато е дека честичките се жаришта на микробното биогеохемиско циклирање (Сајмон и др., 2002;Ганеш и др., 2014) и може да поддржи контрастни анаеробни или аеробни микробни процеси кои не се забележани во слободна жива состојба (Алдреџ и Коен, 1987;Рајт и др., 2012;Сутер и др., 2018).
Во оваа студија, ги истражуваме прокариотските заедници што го зафаќаат северниот раб на OMZ на ETNP и факторите на животната средина што веројатно влијаат на нивните вертикални распределби користејќи 16S ампликонско секвенционирање (iTags) заедно со мултивариантна статистика. Испитавме две фракции на големината; фракцијата што живее слободно (0,2–2,7 μm) и фракцијата поврзана со честички (>2,7 μm, заробувајќи честички, како и протистански клетки) на повеќе длабочини по должината на оксиклината што одговараат на различни редокс услови.
Можеме да обезбедиме сензори за растворен кислород со различни параметри, така што молекуларната концентрација може да се следи во реално време. Добредојдовте на консултации.
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
Време на објавување: 05 јули 2024