Gündogar Tropiki Demirgazyk Ýuwaş ummany (ETNP) global OMZ-leriň umumy meýdanynyň ýarysyna golaýyny düzýän uly, dowamly we güýçlenýän kislorodyň minimal zolagydyr (OMZ). OMZ ýadrosynda (∼350–700 m çuňlukda), ereýän kislorod, adatça, häzirki zaman sensorlarynyň analitiki anyklaýyş çägine (∼10 nM) golaý ýa-da ondan aşakda ýerleşýär. OMZ ýadrosynyň ýokarsynda we aşagynda dik kislorod gradientleri, bölejikler bilen baglanyşykly (PA) we erkin ýaşaýan (FL) ululykdaky fraksiýalar arasynda hem üýtgeýän mikrob jemgyýetleriniň dik gurluşyna getirýär. Bu ýerde, prokariot populýasiýalarynyň FL we PA ululykdaky fraksiýalarynyň arasynda we daşky gurşawyň redoks şertleriniň arasynda dürlüligini we paýlanyşyny seljermek üçin 16S amplikon yzygiderliligini (iTags) ulanýarys. Biziň gözleg meýdanymyzdaky gidrografik şertler ETNP-de we ETSP ýaly beýleki OMZ-lerde öň habar berlen şertlerden tapawutlanýardy. Nusga alyş ýerimizde OMZ ýadrosynda kislorodyň yz konsentrasiýalary (∼0.35 μM) bardy. Netijede, OMZ ýadrolary üçin adatça habar berilýän nitrit toplanmalary, anammoks bakteriýalary üçin yzygiderlikler (Brocadiales urugy) ýokdy.KandidatusScalindua), olar beýleki ulgamlarda oksigen-anoksik serhetlerde giňden duş gelýär. Şeýle-de bolsa, ammiak oksidleýji bakteriýalaryň (AOB) we arheýalaryň (AOA) paýlanyşy we uglerodyň awtotrofik assimilyasiyasynyň iň ýokary tizligi (1.4 μM C d–1) OMZ ýadrosynyň ýokarky böleginde aýdyň ammiak konsentrasiýasynyň maksimum derejesi bilen gabat geldi. Mundan başga-da, urugyň agzalaryNitrospina, dominant nitrit-okislendiriji bakteriýa (NOB) kladasy bardy, bu bolsa ammiakyň we nitrit oksidlenmesiniň kislorodyň yz konsentrasiýalarynda bolup geçýändigini görkezýär. Meňzeşlik synagynyň (ANOSIM) we metrik däl ölçegli ölçekleme (nMDS) analizi bakteriýalaryň we arheal filogenetiki görkezilişleriň ululyk fraksiýalarynyň arasynda düýpli tapawutlanýandygyny görkezdi. ANOSIM we iTag profillerine esaslanyp, PA toplumlarynyň düzümine FL fraksiýasyna garanyňda çuňluga bagly biogeokimiýa režimi az täsir etdi. OMZ ýadrosynda AOA, NOB we yz kislorodynyň bolmagyna esaslanyp, nitrifikatsiyanyň ETNP OMZ-niň bu sebitiniň azot siklinde işjeň prosesdigini çaklaýarys.
Giriş
Howanyň üýtgemeginiň dowam etmegine we ýerli adam işleriniň netijesinde, açyk okeanda we kenarýaka deňiz ulgamlarynda ereýän kislorodyň konsentrasiýasy azalýar (Breitburg we beýlekiler, 2018). Soňky 60 ýylyň dowamynda açyk ummandan kislorodyň ýitgisiniň 2% -den geçýändigi çak edilýär (Şmidtko we beýlekiler, 2017), kislorod ýetmezçiligi bolan zonanyň giňelmeginiň netijeleri barada alada döredýär (Polmier we Ruiz-Pino, 2009). Açyk okean OMZ-leri, ýerüsti ilkinji önümçiligiň ýerasty suwlarda biologik kisloroda bolan islegi artdyranda emele gelýär, bu bolsa çuňlukdaky fiziki howa çalşygynyň tizliginden geçýär. OMZ suw sütünlerinde kislorodyň konsentrasiýalary kislorod ýetmezçilik edýän özeniň ýokarsynda we aşagynda dik gradientlere (oksiklin) eýe bolup, dürli ölçegli gipoksik (adatça 2 bilen ~90 μM aralygynda), suboksik (<2 μM) we anoksik (anyklaýyş çäginden aşak (~10 nM) gatlaklary döredýär (Bertagnolli we Stýuart, 2018). Kislorod gradientleri metazoan we mikrob jemgyýetleriniň dik gurluşyna we bu giň oksikliniň ugrunda biogeokimiki proseslere getirýär (Belmar we beýlekiler, 2011).
Azot ýitgisiniň iň ýokary derejeleriniň käbiri Gündogar Tropiki Demirgazyk Ýuwaş ummanynyň (ETNP) we Günorta Ýuwaş ummanynyň (ETSP) OMZ-lerinde hasaba alyndy (Callbeck we beýlekiler, 2017;Penn we beýlekiler, 2019), hemişelik gatlakly Kariako basseýni (Montes we beýlekiler, 2013), Arap deňzi (Ward we beýlekiler, 2009), we Benguela ýokarky gatlak ulgamynyň OMZ-si (Kuypers we beýlekiler, 2005). Bu ulgamlarda, kanonik denitrifikasiya (nitratyň azot aralyklaryna we köplenç dinitrogen gazyna geterotrofik reduksiýasy) we anammoksyň (anaerob ammoniý oksidlenmesi) mikrobial prosesleri azotyň ýitgilerine getirýär, bu bolsa ilkinji önümçiligi çäklendirip biler (Ward we beýlekiler, 2007Mundan başga-da, OMZ-lerde bolup geçýän mikroblaryň denitrifikasiyasyndan okean azot oksidi zyňyndylarynyň (güýçli parnik gazy) global tebigy azot oksidi zyňyndylarynyň azyndan üçden bir bölegini emele getirýändigi çaklanylýar (Nakwi we beýlekiler, 2010).
ETNP OMZ global OMZ-leriň umumy meýdanynyň tas ýarysyny düzýän uly, dowamly we güýçlenýän kislorodyň minimal zolagy bolup, 0–25° Demirgazyk giňişlik bilen 75 we 180° Günbatar uzynlyk aralygynda ýerleşýär (Polmier we Ruiz-Pino, 2009;Şmidtko we beýlekiler, 2017). Ekologiki ähmiýeti sebäpli, dürli ETNP OMZ sebitleriniň biogeohimiýa we mikrobial dürlüligi intensiw öwrenildi (meselem,Beman we Karolan, 2013;Duret we beýlekiler, 2015;Ganeş we beýlekiler, 2015;Chronopoulou we beýlekiler, 2017;Pak we beýlekiler, 2015;Peng we beýlekiler, 2015). Öňki barlaglar bu OMZ ýadrosyndaky (∼250–750 m çuňlukda) ereýän kislorodyň adatça analitiki anyklaýyş çäklerine (∼10 nM) golaý ýa-da aşakda bolýandygyny habar berýär (Tiano we beýlekiler, 2014;Garsiýa-Robledo we beýlekiler, 2017Şeýle-de bolsa, ETNP-niň OMZ-niň demirgazyk gyrasynda (barlag geçirilýän ýeriň ýerleşýän ýeri ~22°N) 500 m-de kislorodyň konsentrasiýasy ýyllyk ortaça 10 we 20 μM aralygynda ýetip biler (Polmier we Ruiz-Pino, 2009; 2013-nji ýyldaky Dünýä Okean Atlasyndan alnan maglumatlar)1Bu ýerde habar berlen meýdan kampaniýasynyň dowamynda, biz OMZ ýadrosyndaky kislorody ýeterlik konsentrasiýalarda (0,35 μM) ölçedik, bu bolsa ammonium we nitrit oksidlenmesi ýaly aerob mikrob proseslerini goldamak we möhüm anaerob mikrob proseslerini bölekleýin basyp saklamak üçin zerurdyr. Aerob mikrob prosesleri öň ETNP OMZ-niň suboksik ýa-da anoksik gatlaklarynda ýüze çykaryldy (Peng we beýlekiler, 2015;Garsiýa-Robledo we beýlekiler, 2017;Penn we beýlekiler, 2019). Şeýle-de bolsa, OMZ-lerde mikroorganizmleriň belli bir funksional toparlarynyň paýlanyşyny we işjeňligini dolandyrýan faktorlar heniz doly öwrenilmedi.
OMZ-de kislorodyň anyklanyp bilinmeýän ýerlerinde nitrifikatorlaryň bolmagy, oksikliniň dik ýagdaýyndaky epizodik dik kislorod şemallatmasy sebäpli soňky üýtgeşmeler bilen düşündirilip bilner, bu bolsa OMZ ýadrolarynda wagtlaýyn kislorod derejesiniň peselmegine getirip biler (Muller-Karger we beýlekiler, 2001;Ulloa we beýlekiler, 2012;Garsiýa-Robledo we beýlekiler, 2017). Şeýle geçiş şertleri nitrifikatorlar ýaly aerob ýa-da mikroaerofil populýasiýalar tarapyndan peýdalanylyp bilner. Mundan başga-da, epipelagiki böleklerden (aggregasiýa edilen öýjükler, fekal granulalar we çylşyrymly organiki materiallar) batan bölejikler kislorodyň az mukdaryny öz içine alyp biler (Ganeş we beýlekiler, 2014Şeýlelik bilen, kislorod we aerob mikroblar başgaça oksigensiz suwlara daşalyp bilner, bu bolsa wagtlaýynça bölejikler bilen bilelikde aerob metabolizminiň bolmagyna mümkinçilik berýär. Bölejikleriň mikrob biogeokimiki sikliň iň gyzgyn nokatlarydygy mälim (Saýmon we beýlekiler, 2002;Ganeş we beýlekiler, 2014) we erkin ýaşaýan ýagdaýda syn edilmeýän kontrastly anaerob ýa-da aerob mikrob proseslerini goldap biler (Alldredge we Kohen, 1987;Raýt we beýlekiler, 2012;Suter we beýlekiler, 2018).
Şu barlagda biz ETNP-niň OMZ-niň demirgazyk gyrasynda ýerleşýän prokariot jemgyýetlerini we olaryň dik paýlanyşyna täsir edýän daşky gurşaw faktorlaryny 16S amplikon yzygiderligini (iTags) köp üýtgeýän statistika bilen birleşdirip öwrenýäris. Biz iki ölçegli fraksiýany barladyk; erkin ýaşaýan (0,2–2,7 μm) fraksiýany we dürli redoks şertlerine laýyk gelýän oksikliniň boýunça köp çuňluklarda ýerleşýän bölejikler bilen baglanyşykly fraksiýany (>2,7 μm, bölejikleri, şeýle hem protistan öýjüklerini tutýar).
Biz molekulýar konsentrasiýasyny real wagt režiminde gözegçilikde saklamak üçin dürli parametrler bilen erän kislorod sensorlaryny üpjün edip bileris. Maslahatlaşmaga hoş geldiňiz.
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
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 5-nji iýuly