Чыгыш Тропикалык Түндүк Тынч океаны (ETNP) - бул глобалдык OMZдердин жалпы аянтынын дээрлик жарымын түзгөн чоң, туруктуу жана күчөгөн кычкылтек минималдуу зонасы (OMZ). OMZ өзөгүндө (∼350–700 м тереңдикте) эриген кычкылтек, адатта, заманбап сенсорлордун аналитикалык аныктоо чегине (∼10 нМ) жакын же андан төмөн болот. OMZ өзөгүнүн үстүндө жана астында тик кычкылтек градиенттери микробдук коомчулуктардын вертикалдуу түзүлүшүнө алып келет, алар бөлүкчөлөр менен байланышкан (PA) жана эркин жашоочу (FL) өлчөмдөгү фракциялардын ортосунда да өзгөрүп турат. Бул жерде биз FL жана PA өлчөмдөгү фракциялардын жана айлана-чөйрөнүн кычкылдануу-калыбына келүү шарттарынын диапазонунда прокариоттук популяциялардын ар түрдүүлүгүн жана таралышын талдоо үчүн 16S ампликондук секвенирлөөнү (iTags) колдонобуз. Биздин изилдөө аймагыбыздагы гидрографиялык шарттар ETNPде жана ETSP сыяктуу башка OMZлерде мурда билдирилгендерден айырмаланган. Биздин үлгү алуу жайыбыздагы OMZ өзөгүндө кычкылтектин издик концентрациясы (∼0,35 мкМ) болгон. Натыйжада, OMZ өзөктөрү үчүн адатта катталган нитриттердин топтолушу, ошондой эле анаммокс бактерияларынын (Brocadiales уруусу) ырааттуулугу жок болгон.КандидатScalindua), алар башка системаларда оксик-аноксиддик чек араларда көп кездешет. Бирок, аммиак кычкылдандыруучу бактериялардын (AOB) жана археялардын (AOA) таралышы жана максималдуу автотрофтук көмүртек ассимиляциясынын ылдамдыгы (1,4 мкМ C d–1) OMZ өзөгүнүн үстүнкү бөлүгүнө жакын жерде аммонийдин концентрациясынын максималдуу көрсөткүчү менен дал келген. Мындан тышкары, тукумдун мүчөлөрүНитроспина, доминанттык нитрит-кычкылдандыруучу бактериялык (NOB) клад бар экендиги, аммиактын да, нитриттин кычкылдануусу да кычкылтектин из концентрациясында жүрөрүн көрсөтүп турат. Окшоштук тестинин (ANOSIM) жана метрикалык эмес өлчөмдүү масштабдоонун (nMDS) анализи бактериялык жана архейдик филогенетикалык көрсөтүлүүлөр өлчөмдөгү фракциялардын ортосунда олуттуу айырмаланарын көрсөттү. ANOSIM жана iTag профилдеринин негизинде, PA жыйындыларынын курамына FL фракциясына караганда тереңдикке көз каранды биогеохимиялык режим азыраак таасир эткен. OMZ өзөгүндө AOA, NOB жана из кычкылтектин болушуна таянып, нитрификация ETNP OMZ бул аймагындагы азот циклиндеги активдүү процесс деп божомолдойбуз.
Киришүү
Климаттын өзгөрүшүнө жана жергиликтүү адамдардын иш-аракеттерине жооп катары, ачык океанда жана жээктеги деңиз системаларында эриген кычкылтектин концентрациясы төмөндөп жатат (Брайтбург жана башкалар, 2018). Акыркы 60 жылда ачык океандан кычкылтектин жоголушу болжол менен 2% дан ашат (Шмидтко жана башкалар, 2017), кычкылтек жетишсиздигинен жабыркаган зоналардын кеңейишинин кесепеттери жөнүндө тынчсызданууларды жаратууда (Польмье жана Руис-Пино, 2009). Ачык океандагы OMZлер жер үстүндөгү жогорку баштапкы өндүрүш жер астындагы сууларда биологиялык кычкылтек керектөөсүн күчөткөндө пайда болот, ал тереңдиктеги физикалык желдетүүнүн ылдамдыгынан ашып түшөт. OMZ суу колонкаларындагы кычкылтектин концентрациясы кычкылтек жетишсиз өзөктүн үстүндө жана астында тик градиенттерге (оксиклинге) ээ болушу мүмкүн, бул ар кандай өлчөмдөгү гипоксиялык (адатта 2ден ~90 мкМге чейин), субоксикалык (<2 мкМ) жана аноксикалык (аныктоо чегинен (~10 нМ) төмөн) катмарларды пайда кылат (Бертаньолли жана Стюарт, 2018Кычкылтек градиенттери метазоан жана микробдук коомчулуктардын вертикалдуу түзүлүшүнө жана бул кеңири оксиклиндер боюнча биогеохимиялык процесстерге алып келет (Белмар жана башкалар, 2011).
Азоттун жоголушунун эң жогорку көрсөткүчтөрү Чыгыш Тропикалык Түндүк Тынч океанынын (ETNP) жана Түштүк Тынч океанынын (ETSP) OMZдеринде катталган (Коллбек жана башкалар, 2017;Пенн жана башкалар, 2019), туруктуу катмарланган Кариако бассейни (Монтес жана башкалар, 2013), Араб деңизи (Уорд жана башкалар, 2009), жана Бенгела өйдө көтөрүлүү системасынын OMZ (Куйперс жана башкалар, 2005). Бул системаларда канондук денитрификация (нитраттын азоттун ортоңку заттарына жана көп учурда динитроген газына гетеротрофтук калыбына келиши) жана анаммокс (анаэробдук аммоний кычкылдануусу) микробдук процесстер азоттун жоголушуна алып келет, бул баштапкы өндүрүштү чектеши мүмкүн (Уорд жана башкалар, 2007Мындан тышкары, ОМЗларда пайда болгон микробдук денитрификациядан улам океандык азот кычкылынын (күчтүү парник газы) чыгарылышы дүйнөлүк табигый азот кычкылынын чыгарылышынын кеминде үчтөн бир бөлүгүн түзөт деп болжолдонууда (Накви жана башкалар, 2010).
ETNP OMZ – бул глобалдык OMZдердин жалпы аянтынын дээрлик жарымын түзгөн чоң, туруктуу жана күчөгөн кычкылтек минималдуу зонасы, ал 0–25°N кеңдик менен 75 жана 180°W узундуктун ортосунда жайгашкан (Польмье жана Руис-Пино, 2009;Шмидтко жана башкалар, 2017). Экологиялык маанисинен улам, ар кандай ETNP OMZ аймактарынын биогеохимиясы жана микробдук ар түрдүүлүгү интенсивдүү изилденген (мисалы,Беман жана Каролан, 2013;Дурет жана башкалар, 2015;Ганеш жана башкалар, 2015;Хронопулу жана башкалар, 2017;Пак жана башкалар, 2015;Пенг жана башкалар, 2015). Мурунку изилдөөлөр бул OMZ өзөгүндөгү (∼250–750 м тереңдикте) эриген кычкылтек адатта аналитикалык аныктоо чегине (∼10 нМ) жакын же андан төмөн экенин билдирген (Тиано жана башкалар, 2014;Гарсия-Робледо жана башкалар, 2017). Бирок, ETNPнин OMZ түндүк четинде (изилдөө жайынын жайгашкан жери ~22°N) 500 м бийиктикте кычкылтектин концентрациясы жылдык орточо көрсөткүчтөргө 10 жана 20 мкМ (Польмье жана Руис-Пино, 2009Дүйнөлүк океан атласынын 2013-жылдагы маалыматтары)1Бул жерде баяндалган талаа кампаниясынын жүрүшүндө биз OMZ өзөгүндөгү кычкылтекти жетиштүү концентрацияда (0,35 мкМ) өлчөдүк, бул аммоний жана нитриттин кычкылдануусу сыяктуу аэробдук микробдук процесстерди колдоо жана маанилүү анаэробдук микробдук процесстерди жарым-жартылай ингибирлөө үчүн керек. Аэробдук микробдук процесстер мурда ETNP OMZнин субоксикалык же аноксикалык катмарларында аныкталган (Пенг жана башкалар, 2015;Гарсия-Робледо жана башкалар, 2017;Пенн жана башкалар, 2019). Бирок, OMZдеги микроорганизмдердин белгилүү бир функционалдык топторунун таралышын жана активдүүлүгүн көзөмөлдөөчү факторлор азырынча толук түшүнүлө элек.
OMZде кычкылтек аныкталбаган нитрификаторлордун болушун эпизоддук вертикалдык кычкылтек вентиляциясынан улам оксиклиндин вертикалдык абалындагы акыркы өзгөрүүлөр менен түшүндүрсө болот, бул OMZ өзөктөрүндөгү кычкылтектин убактылуу из деңгээлине алып келиши мүмкүн (Мюллер-Каргер жана башкалар, 2001;Уллоа жана башкалар, 2012;Гарсия-Робледо жана башкалар, 2017). Мындай өткөөл шарттарды нитрификаторлорду кошо алганда, аэробдук же микроаэрофилдик популяциялар пайдаланышы мүмкүн. Андан тышкары, эпипелагиялык бөлүкчөлөрдөн (агрегацияланган клеткалар, фекалдык гранулдар жана татаал органикалык материалдар) чөгүп бараткан бөлүкчөлөрдө кычкылтектин аз өлчөмдөрү болушу мүмкүн (Ганеш жана башкалар, 2014Ошентип, кычкылтек жана аэробдук микробдор башкача түрдө кычкылтексиз сууларга ташылышы мүмкүн, бул бөлүкчөлөр менен бирге аэробдук метаболизмдин жүрүшүнө убактылуу мүмкүндүк берет. Бөлүкчөлөр микробдук биогеохимиялык циклдин очоктору катары белгилүү (Саймон жана башкалар, 2002;Ганеш жана башкалар, 2014) жана эркин жашоо абалында байкалбаган карама-каршы анаэробдук же аэробдук микробдук процесстерди колдой алат (Олдредж жана Коэн, 1987-жыл;Райт жана башкалар, 2012;Сутер жана башкалар, 2018).
Бул изилдөөдө биз ETNPнин OMZ түндүк четин ээлеген прокариоттук жамааттарды жана алардын вертикалдык бөлүштүрүлүшүнө таасир этиши мүмкүн болгон экологиялык факторлорду 16S ампликондук секвенирлөөнү (iTags) көп өзгөрмөлүү статистика менен айкалыштыруу аркылуу изилдейбиз. Биз эки өлчөмдөгү фракцияларды изилдедик: эркин жашоочу (0,2–2,7 мкм) фракция жана оксиклин боюнча ар кандай кычкылдануу-калыбына келүү шарттарына туура келген бир нече тереңдиктеги бөлүкчөлөр менен байланышкан фракция (>2,7 мкм, бөлүкчөлөрдү, ошондой эле протистан клеткаларын кармайт).
Биз эриген кычкылтек сенсорлорун ар кандай параметрлер менен камсыздай алабыз, ошондуктан молекулярдык концентрацияны реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөөгө болот. Кеңешүүгө кош келиңиз
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
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 5-июлу