Doğu Tropikal Kuzey Pasifik (ETNP), küresel oksijen minimum bölgelerinin (OMZ) toplam alanının neredeyse yarısını oluşturan büyük, kalıcı ve yoğunlaşan bir oksijen minimum bölgesidir (OMZ). OMZ çekirdeğinde (yaklaşık 350-700 m derinlik), çözünmüş oksijen genellikle modern sensörlerin analitik algılama sınırına (yaklaşık 10 nM) yakın veya altındadır. OMZ çekirdeğinin üstünde ve altında dik oksijen gradyanları, partikül ilişkili (PA) ve serbest yaşayan (FL) boyut fraksiyonları arasında da değişen mikrobiyal toplulukların dikey olarak yapılandırılmasına yol açar. Burada, prokaryotik popülasyonların FL ve PA boyut fraksiyonları arasında ve ortam redoks koşulları aralığında çeşitliliğini ve dağılımını analiz etmek için 16S amplikon dizileme (iTags) kullanıyoruz. Çalışma alanımızdaki hidrografik koşullar, ETNP ve ETSP gibi diğer OMZ'lerde daha önce bildirilenlerden farklıydı. Örnekleme yaptığımız bölgedeki OMZ çekirdeğinin tamamında eser miktarda oksijen konsantrasyonu (∼0,35 μM) mevcuttu. Sonuç olarak, OMZ çekirdekleri için tipik olarak bildirilen nitrit birikimleri ve anammox bakterilerinin (Brocadiales cinsi) dizilimleri yoktu.AdayDiğer sistemlerde oksijenli-oksijensiz sınırlar boyunca yaygın olarak bulunan amonyak oksitleyici bakteriler (AOB) ve arkeler (AOA) dağılımları ve maksimum ototrofik karbon özümleme oranları (1,4 μM C d)–1Bu durum, OMZ çekirdeğinin tepesine yakın belirgin bir amonyum konsantrasyonu maksimumuyla örtüşmektedir. Ayrıca, cinsin üyeleriNitrospinaBaskın bir nitrit oksitleyici bakteri (NOB) kladının varlığı, eser miktardaki oksijen konsantrasyonlarında hem amonyak hem de nitrit oksidasyonunun gerçekleştiğini düşündürmektedir. Benzerlik testi analizi (ANOSIM) ve Metrik Olmayan Boyutsal Ölçekleme (nMDS), bakteri ve arkeal filogenetik temsillerin boyut fraksiyonları arasında önemli ölçüde farklı olduğunu ortaya koymuştur. ANOSIM ve iTag profillerine dayanarak, PA topluluklarının bileşimi, FL fraksiyonuna göre baskın derinliğe bağlı biyokimyasal rejimden daha az etkilenmiştir. OMZ çekirdeğinde AOA, NOB ve eser miktarda oksijenin varlığına dayanarak, nitrifikasyonun ETNP OMZ'nin bu bölgesindeki azot döngüsünde aktif bir süreç olduğunu öne sürüyoruz.
giriiş
Süregelen iklim değişikliği ve yerel insan faaliyetlerine bağlı olarak, açık okyanusta ve kıyı deniz sistemlerinde çözünmüş oksijen konsantrasyonları azalmaktadır (Breitburg ve ark., 2018Son 60 yılda açık okyanustan tahmini oksijen kaybı %2'yi aşmaktadır.Schmidtko ve ark., 2017), oksijen bakımından fakirleşmiş bölgenin genişlemesinin sonuçlarına ilişkin endişeler yaratmaktadır (Paulmier ve Ruiz-Pino, 2009Açık okyanus oksijen minimum bölgeleri (OMZ'ler), yüzeydeki yüksek birincil üretimin, derinlikteki fiziksel havalandırma oranlarını aşan yüzey altı sularındaki biyolojik oksijen talebini beslemesiyle oluşur. OMZ su sütunlarındaki oksijen konsantrasyonları, oksijen bakımından fakir çekirdeğin üstünde ve altında dik eğimlere (oksiklin) sahip olabilir ve bu da hipoksik (tipik olarak 2 ile ~90 μM arasında), suboksik (<2 μM) ve anoksik (tespit limitinin altında (~10 nM)) değişen boyutlarda katmanlar oluşturur.Bertagnolli ve Stewart, 2018Oksijen gradyanları, bu geniş oksijen eğimleri boyunca metazoan ve mikrobiyal toplulukların ve biyokimyasal süreçlerin dikey olarak yapılandırılmasına yol açar (Belmar ve ark., 2011).
En yüksek azot kaybı oranlarından bazıları Doğu Tropikal Kuzey Pasifik (ETNP) ve Güney Pasifik'teki (ETSP) oksijen minimum bölgelerinde kaydedilmiştir.Callbeck ve ark., 2017;Penn ve ark., 2019), kalıcı olarak tabakalanmış Cariaco Havzası (Montes ve ark., 2013Arap Denizi (Ward ve ark., 2009) ve Benguela yukarı akıntı sisteminin OMZ'si (Kuypers ve ark., 2005Bu sistemlerde, kanonik denitrifikasyon (nitratın heterotrofik olarak azot ara ürünlerine ve genellikle dinitrojene indirgenmesi) ve anammox (anaerobik amonyum oksidasyonu) gibi mikrobiyal süreçler, birincil üretimi potansiyel olarak sınırlayabilecek azot kayıplarına yol açar.Ward ve ark., 2007Dahası, oksijensiz bölgelerde meydana gelen mikrobiyal denitrifikasyondan kaynaklanan okyanus azot oksit emisyonlarının (güçlü bir sera gazı) küresel doğal azot oksit emisyonlarının en az üçte birini oluşturduğu tahmin edilmektedir.Naqvi ve ark., 2010).
ETNP OMZ, küresel OMZ'lerin toplam alanının neredeyse yarısını oluşturan, 0-25°N enlem ve 75-180°W boylam arasında yer alan, büyük, kalıcı ve yoğunlaşan bir oksijen minimum bölgesidir.Paulmier ve Ruiz-Pino, 2009;Schmidtko ve ark., 2017Ekolojik önemleri nedeniyle, farklı ETNP OMZ bölgelerinin biyokimyası ve mikrobiyal çeşitliliği yoğun bir şekilde incelenmiştir (örneğin,Beman ve Carolan, 2013;Duret ve ark., 2015;Ganesh ve ark., 2015;Chronopoulou ve ark., 2017;Pack ve ark., 2015;Peng ve ark., 2015Önceki çalışmalar, bu OMZ çekirdeğindeki (yaklaşık 250-750 m derinlik) çözünmüş oksijenin tipik olarak analitik tespit limitlerinin (yaklaşık 10 nM) yakınında veya altında olduğunu bildirmektedir.Tiano ve ark., 2014;Garcia-Robledo ve ark., 2017Bununla birlikte, ETNP'nin OMZ'sinin kuzey sınırı boyunca (çalışma alanı konumu ~22°N), 500 m'deki oksijen konsantrasyonları yıllık ortalama olarak 10 ile 20 μM arasında olabilir (Paulmier ve Ruiz-Pino, 2009(Veriler Dünya Okyanus Atlası 2013'ten alınmıştır)1Burada rapor edilen saha çalışması sırasında, amonyum ve nitrit oksidasyonu gibi aerobik mikrobiyal süreçleri destekleyecek ve önemli anaerobik mikrobiyal süreçleri kısmen engelleyecek yeterli konsantrasyonlarda (0,35 μM) OMZ çekirdeğinde oksijen ölçtük. Aerobik mikrobiyal süreçler daha önce ETNP OMZ'nin görünüşte suboksik veya anoksik katmanlarında tespit edilmiştir.Peng ve ark., 2015;Garcia-Robledo ve ark., 2017;Penn ve ark., 2019Ancak, oksijensiz bölgelerdeki mikroorganizmaların belirli fonksiyonel gruplarının dağılımını ve faaliyetlerini kontrol eden faktörler henüz tam olarak anlaşılamamıştır.
Oksijenin tespit edilemediği bir OMZ'de nitrifikasyon bakterilerinin varlığı, epizodik dikey oksijen havalandırması nedeniyle oksiklinin dikey konumundaki son zamanlardaki kaymalarla açıklanabilir; bu da OMZ çekirdeklerinde geçici eser miktarda oksijen seviyelerine yol açabilir.Muller-Karger ve ark., 2001;Ulloa ve ark., 2012;Garcia-Robledo ve ark., 2017Bu tür geçici koşullar, nitrifikasyon yapan organizmalar da dahil olmak üzere aerobik veya mikroaerofilik popülasyonlar tarafından kullanılabilir. Dahası, epipelajik bölgeden batan parçacıklar (kümelenmiş hücreler, dışkı topakları ve karmaşık organik maddeler) eser miktarda oksijen içerebilir.Ganesh ve ark., 2014Böylece oksijen ve aerobik mikroplar, aksi halde oksijensiz olan sulara taşınabilir ve bu da aerobik metabolizmaların parçacıklarla ilişkili olarak geçici olarak gerçekleşmesine olanak tanır. Parçacıkların mikrobiyal biyokimyasal döngünün sıcak noktaları olduğu bilinmektedir (Simon ve ark., 2002;Ganesh ve ark., 2014) ve serbest yaşayan halde gözlemlenmeyen zıt anaerobik veya aerobik mikrobiyal süreçleri destekleyebilir (Alldredge ve Cohen, 1987;Wright ve ark., 2012;Suter ve ark., 2018).
Bu çalışmada, ETNP'nin OMZ'sinin kuzey sınırını işgal eden prokaryotik toplulukları ve dikey dağılımlarını muhtemelen etkileyen çevresel faktörleri, çok değişkenli istatistiklerle birleştirilmiş 16S amplikon dizilemesi (iTags) kullanarak araştırdık. Oksidasyon-oksijenasyon tabakası boyunca farklı redoks koşullarına karşılık gelen birden fazla derinlikte iki boyut fraksiyonunu inceledik: serbest yaşayan (0,2–2,7 μm) fraksiyon ve partikül ile ilişkili fraksiyon (>2,7 μm, partiküllerin yanı sıra protist hücrelerini de yakalayan).
Farklı parametrelere sahip çözünmüş oksijen sensörleri sağlayarak, moleküler konsantrasyonun gerçek zamanlı olarak izlenmesini mümkün kılıyoruz. Danışmak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
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
Yayın tarihi: 05-07-2024