Усходняя трапічная паўночная частка Ціхага акіяна (ETNP) — гэта вялікая, пастаянная і інтэнсіўная зона мінімуму кіслароду (OMZ), якая складае амаль палову агульнай плошчы глабальных OMZ. У ядры OMZ (глыбіня ~350–700 м) раствораны кісларод звычайна знаходзіцца блізка да або ніжэй за аналітычную мяжу выяўлення сучасных датчыкаў (~10 нМ). Крутыя градыенты кіслароду вышэй і ніжэй за ядро OMZ прыводзяць да вертыкальнага структуравання мікробных супольнасцей, якія таксама адрозніваюцца паміж памернымі фракцыямі, звязанымі з часціцамі (PA), і свабоднажывучымі (FL). Тут мы выкарыстоўваем 16S-секвенаванне ампліконаў (iTags) для аналізу разнастайнасці і размеркавання папуляцый пракарыятаў паміж памернымі фракцыямі FL і PA, а таксама ў дыяпазоне навакольных акісляльна-аднаўленчых умоў. Гідраграфічныя ўмовы ў нашым раёне даследавання адрозніваліся ад тых, што былі раней апісаны ў ETNP і іншых OMZ, такіх як ETSP. Слядовыя канцэнтрацыі кіслароду (~0,35 мкМ) прысутнічалі па ўсім ядры OMZ у месцы адбору проб. Такім чынам, назапашванні нітрытаў, тыповыя для ядраў OMZ, адсутнічалі, як і паслядоўнасці бактэрый анамокс (род BrocadialesКандыдатScalindua), якія звычайна сустракаюцца на аксідна-анаксічных межах у іншых сістэмах. Аднак размеркаванне аміяк-акісляльных бактэрый (AOB) і архей (AOA) і максімальная хуткасць аўтатрофнай асіміляцыі вугляроду (1,4 мкМ C d–1) супала з выяўленым максімумам канцэнтрацыі амонія паблізу верхняй часткі ядра OMZ. Акрамя таго, прадстаўнікі родуНітраспіна, прысутнічала дамінантная клада нітрыт-акісляльных бактэрый (NOB), што сведчыць аб тым, што акісленне аміяку і нітрытаў адбываецца пры слядовых канцэнтрацыях кіслароду. Аналіз тэсту на падабенства (ANOSIM) і неметрычнага маштабавання памераў (nMDS) паказаў, што бактэрыяльныя і архейныя філагенетычныя прадстаўленні значна адрозніваліся паміж памернымі фракцыямі. Зыходзячы з профіляў ANOSIM і iTag, склад асацыяцый ПА менш знаходзіўся пад уплывам пераважнага глыбінна-залежнага біягеахімічнага рэжыму, чым фракцыя FL. Зыходзячы з наяўнасці AOA, NOB і слядоў кіслароду ў ядры OMZ, мы мяркуем, што нітрыфікацыя з'яўляецца актыўным працэсам у цыкле азоту гэтага рэгіёна ETNP OMZ.
Уводзіны
У адказ на бягучыя змены клімату і лакалізаваную дзейнасць чалавека канцэнтрацыя растворанага кіслароду ў адкрытым акіяне і прыбярэжных марскіх сістэмах зніжаецца (Брэйтбург і інш., 2018Паводле ацэнак, страты кіслароду з адкрытага акіяна за апошнія 60 гадоў перавышаюць 2% (Шмідтко і інш., 2017), што выклікае заклапочанасць з нагоды наступстваў пашырэння зоны з недахопам кіслароду (Полм'е і Руіс-Піно, 2009 г.). Зоны адкрытага акіяна, якія ўтвараюцца, калі высокая першасная прадукцыя паверхні падсілкоўвае біялагічную патрэбу ў кіслародзе ў падземных водах, якая перавышае хуткасць фізічнай вентыляцыі на глыбіні. Канцэнтрацыі кіслароду ў водных слупках зон адкрытага акіяна могуць мець стромкія градыенты (аксіклін) вышэй і ніжэй за асяродак, збяднелы кіслародам, ствараючы гіпаксічныя (звычайна ад 2 да ~90 мкМ), субаксічныя (<2 мкМ) і анаксічныя (ніжэй за мяжу выяўлення (~10 нМ) пласты рознай вымярэння.Бертаньолі і Сцюарт, 2018). Градыенты кіслароду прыводзяць да вертыкальнага структуравання метазойных і мікробных супольнасцей і біягеахімічных працэсаў уздоўж гэтых працягнутых аксіклінальных ліній (Белмар і інш., 2011).
Адны з самых высокіх паказчыкаў страты азоту былі зафіксаваны ў OMZ усходняй трапічнай паўночнай часткі Ціхага акіяна (ETNP) і паўднёвай часткі Ціхага акіяна (ETSP) (Калбек і інш., 2017;Пэн і інш., 2019), пастаянна стратыфікаваны басейн Карыяка (Монтэс і інш., 2013 г.), Аравійскае мора (Уорд і інш., 2009), і OMZ сістэмы ўзняцця Бенгелы (Кайперс і інш., 2005). У гэтых сістэмах мікробныя працэсы кананічнай дэнітрыфікацыі (гетэратрофнае аднаўленне нітратаў да прамежкавых азотных прадуктаў і часта да газападобнага дынітрогену) і анамокс (анаэробнае акісленне амонія) прыводзяць да страт азоту, якія патэнцыйна могуць абмежаваць першасную прадукцыю (Уорд і інш., 2007). Больш за тое, паводле ацэнак, выкіды аксіду азоту (магутнага парніковага газу) у акіяне ў выніку мікробнай дэнітрыфікацыі, якая адбываецца ў OMZ, складаюць прынамсі адну траціну сусветных прыродных выкідаў аксіду азоту (Накві і інш., 2010).
Зона мінімальнага кіслароднага балансу ETNP — гэта вялікая, пастаянная і ўзмацняльная зона мінімуму кіслароду, якая складае амаль палову агульнай плошчы глабальных зон мінімальнага кіслароднага балансу, размешчаная паміж 0–25° паўночнай шыраты і 75–180° заходняй даўгаты.Полм'е і Руіс-Піно, 2009 г.;Шмідтко і інш., 2017). З-за іх экалагічнай важнасці біягеахімія і мікробная разнастайнасць розных рэгіёнаў OMZ ETNP інтэнсіўна вывучаліся (напрыклад,Беман і Кэралан, 2013 г.;Дзюрэ і інш., 2015;Ганеш і інш., 2015;Хранапулу і інш., 2017;Пак і інш., 2015;Пэн і інш., 2015). Папярэднія даследаванні паказваюць, што раствораны кісларод у гэтым ядры OMZ (глыбіня ~250–750 м) звычайна знаходзіцца побач або ніжэй за аналітычныя межы выяўлення (~10 нМ) (Тыяна і інш., 2014;Гарсія-Рабледа і інш., 2017 г.). Аднак уздоўж паўночнай ускраіны OMZ ETNP (месца даследавання знаходзіцца каля 22° паўночнай шыраты) канцэнтрацыя кіслароду на вышыні 500 м можа дасягаць сярэднегадавых значэнняў ад 10 да 20 мкМ (Полм'е і Руіс-Піно, 2009 г.; Дадзеныя з Атласа Сусветнага акіяна, 2013 г.)1Падчас палявой кампаніі, пра якую паведамляецца ў гэтым дакуменце, мы вымералі кісларод у ядры OMZ у дастатковай канцэнтрацыі (0,35 мкМ) для падтрымкі аэробных мікробных працэсаў, такіх як акісленне амонія і нітрытаў, і частковага інгібіравання важных анаэробных мікробных працэсаў. Аэробныя мікробныя працэсы былі выяўлены раней у, здавалася б, субаксічных або анаксічных пластах ETNP OMZ (Пэн і інш., 2015;Гарсія-Рабледа і інш., 2017 г.;Пэн і інш., 2019). Аднак фактары, якія кантралююць размеркаванне і актыўнасць пэўных функцыянальных груп мікраарганізмаў у ОМЗ, пакуль не цалкам вывучаны.
Наяўнасць нітрыфікатараў, дзе кісларод не выяўляецца ў OMZ, можна растлумачыць нядаўнімі зрухамі вертыкальнага становішча аксікліну з-за эпізадычнай вертыкальнай вентыляцыі кіслародам, што можа прывесці да эфемерных слядовых узроўняў кіслароду ў ядрах OMZ (Мюлер-Каргер і інш., 2001;Улоа і інш., 2012;Гарсія-Рабледа і інш., 2017 г.). Такія часціцы могуць выкарыстоўвацца аэробнымі або мікрааэрафільнымі папуляцыямі, у тым ліку нітрыфікатарамі. Больш за тое, часціцы, якія апускаюцца з эпіпелагічнай зоны (агрэгаваныя клеткі, фекальныя гранулы і складаныя арганічныя матэрыялы), могуць утрымліваць сляды кіслароду (Ганеш і інш., 2014). Такім чынам, кісларод і аэробныя мікробы могуць транспартавацца ў інакш анаксічныя воды, часова дазваляючы аэробным метабалізмам адбывацца сумесна з часціцамі. Вядома, што часціцы з'яўляюцца гарачымі кропкамі мікробнага біягеахімічнага цыклу (Сайман і інш., 2002;Ганеш і інш., 2014) і могуць падтрымліваць кантрасныя анаэробныя або аэробныя мікробныя працэсы, якія не назіраюцца ў свабодна жывым стане (Олдрыдж і Коэн, 1987;Райт і інш., 2012;Сутэр і інш., 2018).
У гэтым даследаванні мы даследуем пракарыятычныя супольнасці, якія займаюць паўночную ўскраіну OMZ ETNP, і фактары навакольнага асяроддзя, якія, верагодна, уплываюць на іх вертыкальнае размеркаванне, выкарыстоўваючы секвенаванне 16S ампліконаў (iTags) у спалучэнні з шматмернай статыстыкай. Мы вывучылі дзве памерныя фракцыі: фракцыю свабоднажывучых (0,2–2,7 мкм) і фракцыю, звязаную з часціцамі (>2,7 мкм, якая захоплівае часціцы, а таксама клеткі пратыстана) на розных глыбінях уздоўж аксікліну, якія адпавядаюць розным акісляльна-аднаўленчым умовам.
Мы можам прапанаваць датчыкі растворанага кіслароду з рознымі параметрамі, каб малекулярная канцэнтрацыя магла кантралявацца ў рэжыме рэальнага часу. Запрашаем на кансультацыю.
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
Час публікацыі: 05 ліпеня 2024 г.