Doğu Tropikal Kuzey Pasifik (ETNP), küresel OMZ'lerin toplam alanının neredeyse yarısını oluşturan büyük, kalıcı ve yoğunlaşan bir oksijen minimum bölgesidir (OMZ). OMZ çekirdeği içinde (∼350–700 m derinlik), çözünmüş oksijen tipik olarak modern sensörlerin analitik tespit sınırına yakın veya altındadır (∼10 nM). OMZ çekirdeğinin üstünde ve altında dik oksijen gradyanları, partikül ilişkili (PA) ve serbest yaşayan (FL) boyut fraksiyonları arasında da değişen mikrobiyal toplulukların dikey yapılandırılmasına yol açar. Burada, FL ve PA boyut fraksiyonları arasında ve ortam redoks koşulları aralığında prokaryotik popülasyonların çeşitliliğini ve dağılımını analiz etmek için 16S amplikon dizilimini (iTags) kullanıyoruz. Çalışma alanımızdaki hidrografik koşullar, ETNP'de ve ETSP gibi diğer OMZ'lerde daha önce bildirilenlerden farklıydı. Örnekleme konumumuzdaki OMZ çekirdeğinin tamamında eser miktarda oksijen konsantrasyonları (∼0,35 μM) mevcuttu. Sonuç olarak, OMZ çekirdekleri için tipik olarak bildirilen nitrit birikimleri ve anammox bakterisi (Brocadiales cinsi) dizileri mevcut değildi.CandidatusDiğer sistemlerde oksik-anoksik sınırlar boyunca yaygın olarak bulunan Scalindua'lar. Bununla birlikte, amonyak oksitleyen bakteriler (AOB) ve arkeler (AOA) dağılımları ve maksimum ototrofik karbon asimilasyon oranları (1,4 μM C d–1) OMZ çekirdeğinin tepesine yakın belirgin bir amonyum konsantrasyonu maksimumuyla çakıştı. Ayrıca, cinsin üyeleriNitrospina, baskın bir nitrit oksitleyici bakteri (NOB) kladının mevcut olması, hem amonyak hem de nitrit oksidasyonunun eser oksijen konsantrasyonlarında meydana geldiğini göstermektedir. Benzerlik testi (ANOSIM) ve Metrik Olmayan Boyut Ölçekleme (nMDS) analizi, bakteriyel ve arkeal filogenetik temsillerinin boyut fraksiyonları arasında önemli ölçüde farklı olduğunu ortaya koymuştur. ANOSIM ve iTag profillerine dayanarak, PA topluluklarının bileşimi, FL fraksiyonuna kıyasla hakim derinliğe bağlı biyojeokimyasal rejimden daha az etkilenmiştir. OMZ çekirdeğinde AOA, NOB ve eser oksijenin varlığına dayanarak, nitrifikasyonun ETNP OMZ'nin bu bölgesinin azot döngüsünde aktif bir süreç olduğunu öneriyoruz.
giriiş
Devam eden iklim değişikliği ve yerel insan faaliyetlerine yanıt olarak, çözünmüş oksijen konsantrasyonları açık okyanusta ve kıyı deniz sistemlerinde azalmaktadır (Breitburg ve diğerleri, 2018). Geçtiğimiz 60 yıl boyunca açık okyanustan tahmini oksijen kaybı %2'yi aşıyor (Schmidtko ve diğerleri, 2017), oksijensiz bölge genişlemesinin sonuçları hakkında endişeler yaratıyor (Paulmier ve Ruiz-Pino, 2009). Açık okyanus OMZ'leri, yüksek yüzey birincil üretiminin, derinlikteki fiziksel havalandırma oranlarını aşan yeraltı sularındaki biyolojik oksijen ihtiyacını artırdığında oluşur. OMZ su sütunlarındaki oksijen konsantrasyonları, oksijeni tükenmiş 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 (algılama sınırının altında (∼10 nM) değişen boyutlarda katmanlar oluşturur (Bertagnolli ve Stewart, 2018). Oksijen gradyanları, bu geniş oksiklinler boyunca metazoan ve mikrobiyal toplulukların ve biyojeokimyasal süreçlerin dikey olarak yapılandırılmasına yol açar (Belmar ve diğerleri, 2011).
En yüksek azot kaybı oranlarından bazıları Doğu Tropikal Kuzey Pasifik (ETNP) ve Güney Pasifik (ETSP) OMZ'lerinde kaydedildi (Callbeck ve diğerleri, 2017;Penn ve diğerleri, 2019), kalıcı olarak tabakalı Cariaco Havzası (Montes ve diğerleri, 2013), Arap Denizi (Ward ve diğerleri, 2009), ve Benguela yükselen su sisteminin OMZ'si (Kuypers ve diğerleri, 2005). Bu sistemlerde, kanonik denitrifikasyonun (nitratın azot ara maddelerine ve sıklıkla dinitrojen gazına heterotrofik indirgenmesi) ve anammox'un (anaerobik amonyum oksidasyonu) mikrobiyal süreçleri, birincil üretimi potansiyel olarak sınırlayabilen azot kayıplarına yol açar (Ward ve diğerleri, 2007). Ayrıca, OMZ'lerde meydana gelen mikrobiyal denitrifikasyondan kaynaklanan okyanusal nitröz oksit emisyonlarının (güçlü bir sera gazı) küresel doğal nitröz oksit emisyonlarının en az üçte birini oluşturduğu tahmin edilmektedir (Naqvi ve diğerleri, 2010).
ETNP OMZ, küresel OMZ'lerin toplam alanının neredeyse yarısını oluşturan, 0-25°K enlemleri ile 75 ve 180°B boylamları arasında yer alan büyük, kalıcı ve yoğunlaşan bir oksijen minimum bölgesidir (Paulmier ve Ruiz-Pino, 2009;Schmidtko ve diğerleri, 2017). Ekolojik önemleri nedeniyle, farklı ETNP OMZ bölgelerinin biyojeokimyası ve mikrobiyal çeşitliliği yoğun bir şekilde incelenmiştir (örneğin,Beman ve Carolan, 2013;Duret ve diğerleri, 2015;Ganesh ve diğerleri, 2015;Chronopoulou ve diğerleri, 2017;Pack ve diğerleri, 2015;Peng ve diğerleri, 2015). Önceki çalışmalar, bu OMZ çekirdeğindeki (∼250–750 m derinlik) çözünmüş oksijenin tipik olarak analitik tespit sınırlarına yakın veya altında (∼10 nM) olduğunu bildirmektedir (Tiano ve diğerleri, 2014;Garcia-Robledo ve diğerleri, 2017). Bununla birlikte, ETNP'nin OMZ'sinin kuzey kenarı boyunca (çalışma sahası konumu ∼22°K) 500 m'deki oksijen konsantrasyonları yıllık ortalama 10 ila 20 μM'ye ulaşabilir (Paulmier ve Ruiz-Pino, 2009; Veriler Dünya Okyanus Atlası 2013'ten alınmıştır)1Burada bildirilen saha çalışması sırasında, amonyum ve nitrit oksidasyonu gibi aerobik mikrobiyal süreçleri desteklemek ve önemli anaerobik mikrobiyal süreçleri kısmen engellemek için OMZ çekirdeğindeki oksijeni yeterli konsantrasyonlarda (0,35 μM) ölçtük. Aerobik mikrobiyal süreçler, daha önce ETNP OMZ'nin görünüşte suboksik veya anoksik katmanlarında tespit edilmiştir (Peng ve diğerleri, 2015;Garcia-Robledo ve diğerleri, 2017;Penn ve diğerleri, 2019). Ancak, OMZ'lerde mikroorganizmaların belirli fonksiyonel gruplarının dağılımını ve aktivitelerini kontrol eden faktörler henüz tam olarak anlaşılamamıştır.
OMZ'de oksijenin tespit edilemediği nitrifikatörlerin varlığı, epizodik dikey oksijen havalandırması nedeniyle oksiklinin dikey pozisyonunda son zamanlarda meydana gelen kaymalarla açıklanabilir; bu da OMZ çekirdekleri içinde geçici eser oksijen seviyelerine yol açabilir (Muller-Karger ve diğerleri, 2001;Ulloa ve diğerleri, 2012;Garcia-Robledo ve diğerleri, 2017). Bu tür geçici koşullar, nitrifikasyonlar da dahil olmak üzere aerobik veya mikroaerofilik popülasyonlar tarafından kullanılabilir. Dahası, epipelajik ortamdan (toplu hücreler, dışkı peletleri ve karmaşık organik maddeler) batan parçacıklar eser miktarda oksijen içerebilir (Ganesh ve diğerleri, 2014). Böylece, oksijen ve aerobik mikroplar, aksi takdirde oksijensiz olan sulara taşınabilir ve bu da parçacıklarla birlikte aerobik metabolizmaların geçici olarak gerçekleşmesine olanak tanır. Parçacıkların, mikrobiyal biyojeokimyasal döngünün odak noktaları olduğu bilinmektedir (Simon ve diğerleri, 2002;Ganesh ve diğerleri, 2014) ve serbest yaşam durumunda gözlemlenmeyen zıt anaerobik veya aerobik mikrobiyal süreçleri destekleyebilir (Alldredge ve Cohen, 1987;Wright ve diğerleri, 2012;Suter ve diğerleri, 2018).
Mevcut çalışmada, ETNP'nin OMZ'sinin kuzey sınırını işgal eden prokaryotik toplulukları ve dikey dağılımlarını etkileyebilecek çevresel faktörleri, 16S amplikon dizilemesi (iTags) ve çok değişkenli istatistikler kullanarak araştırıyoruz. Oksklin boyunca farklı redoks koşullarına karşılık gelen birden fazla derinlikte, serbest yaşayan (0,2–2,7 μm) fraksiyon ve partikül ilişkili fraksiyon (>2,7 μm, partiküllerin yanı sıra protistan hücrelerini de yakalayan) olmak üzere iki boyut fraksiyonunu inceledik.
Farklı parametrelere sahip çözünmüş oksijen sensörleri sağlayabiliriz, böylece moleküler konsantrasyon gerçek zamanlı olarak izlenebilir. Danışmaya hoş geldiniz
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
Gönderi zamanı: 05 Temmuz 2024