აღმოსავლეთ ტროპიკული ჩრდილოეთ წყნარი ოკეანე (ETNP) წარმოადგენს დიდ, მდგრად და ინტენსიურ ჟანგბადის მინიმალური ზონას (OMZ), რომელიც გლობალური OMZ-ების მთლიანი ფართობის თითქმის ნახევარს შეადგენს. OMZ-ის ბირთვში (∼350–700 მ სიღრმეზე), გახსნილი ჟანგბადი, როგორც წესი, თანამედროვე სენსორების ანალიტიკური აღმოჩენის ზღვართან ახლოს ან ქვემოთაა (∼10 ნმ). OMZ-ის ბირთვის ზემოთ და ქვემოთ ჟანგბადის ციცაბო გრადიენტები იწვევს მიკრობული საზოგადოებების ვერტიკალურ სტრუქტურას, რომლებიც ასევე განსხვავდება ნაწილაკებთან ასოცირებული (PA) და თავისუფლად მცხოვრები (FL) ზომის ფრაქციებს შორის. აქ ჩვენ ვიყენებთ 16S ამპლიკონის სეკვენირებას (iTags), რათა გავაანალიზოთ პროკარიოტული პოპულაციების მრავალფეროვნება და განაწილება FL და PA ზომის ფრაქციებს შორის და გარემოს რედოქს პირობების დიაპაზონში. ჩვენს საკვლევი ტერიტორიის ჰიდროგრაფიული პირობები განსხვავდებოდა ETNP-სა და სხვა OMZ-ებში, როგორიცაა ETSP, ადრე აღწერილი პირობებისგან. ჟანგბადის კვალი კონცენტრაციები (∼0.35 μM) იყო წარმოდგენილი OMZ-ის ბირთვში, ჩვენი შერჩევის ადგილას. შესაბამისად, OMZ ბირთვებისთვის ტიპურად დაფიქსირებული ნიტრიტების დაგროვება არ იყო, ისევე როგორც ანამოქსის ბაქტერიების (Brocadiales გვარი) თანმიმდევრობები.კანდიდატისკალინდუა), რომლებიც ხშირად გვხვდება ოქსი-ანოქსიური საზღვრების გასწვრივ სხვა სისტემებში. თუმცა, ამიაკის დამჟანგავი ბაქტერიების (AOB) და არქეების (AOA) განაწილება და ნახშირბადის აუტოტროფული ასიმილაციის მაქსიმალური სიჩქარე (1.4 μM C d–1) დაემთხვა OMZ-ის ბირთვის ზედა ნაწილში ამონიუმის კონცენტრაციის გამოხატულ მაქსიმუმს. გარდა ამისა, გვარის წევრებინიტროსპინა, ნიტრიტ-დაჟანგვის დომინანტური ბაქტერიული (NOB) კლადი იყო წარმოდგენილი, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ როგორც ამიაკის, ასევე ნიტრიტის დაჟანგვა ხდება ჟანგბადის კვალის კონცენტრაციების დროს. მსგავსების ტესტის (ANOSIM) და არამეტრიული განზომილებიანი მასშტაბირების (nMDS) ანალიზმა აჩვენა, რომ ბაქტერიული და არქეული ფილოგენეტიკური წარმოდგენები მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა ზომის ფრაქციებს შორის. ANOSIM და iTag პროფილების საფუძველზე, PA ასოციაციების შემადგენლობაზე ნაკლებად იყო დამოკიდებული სიღრმეზე დამოკიდებული ბიოგეოქიმიური რეჟიმი, ვიდრე FL ფრაქციაზე. OMZ ბირთვში AOA-ს, NOB-ის და კვალი ჟანგბადის არსებობის საფუძველზე, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ნიტრიფიკაცია აქტიური პროცესია ETNP OMZ-ის ამ რეგიონის აზოტის ციკლში.
შესავალი
მიმდინარე კლიმატის ცვლილებისა და ლოკალიზებული ადამიანის საქმიანობის საპასუხოდ, გახსნილი ჟანგბადის კონცენტრაცია მცირდება ღია ოკეანესა და სანაპირო საზღვაო სისტემებში (ბრეიტბურგი და სხვ., 2018ბოლო 60 წლის განმავლობაში ღია ოკეანედან ჟანგბადის სავარაუდო დანაკარგი 2%-ს აჭარბებს (შმიდტკო და სხვ., 2017), რაც შეშფოთებას იწვევს ჟანგბადით გაღარიბებული ზონის გაფართოების შედეგებთან დაკავშირებით (პოლმიე და რუის-პინო, 2009). ღია ოკეანის ოკეანის ჟანგბადის ზონები (OMZ) წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ზედაპირული პირველადი წარმოება ზრდის ბიოლოგიურ ჟანგბადის მოთხოვნილებას მიწისქვეშა წყლებში, რაც აღემატება სიღრმეზე ფიზიკური ვენტილაციის სიჩქარეს. ჟანგბადის კონცენტრაციას ოკეანის ზონის წყლის სვეტებში შეიძლება ჰქონდეს ციცაბო გრადიენტი (ოქსიკლინი) ჟანგბადით გაღარიბებული ბირთვის ზემოთ და ქვემოთ, რაც ქმნის სხვადასხვა ზომის ჰიპოქსიურ (როგორც წესი, 2-დან ~90 μM-მდე), სუბოქსიურ (<2 μM) და ანოქსიურ (გამოვლენის ზღვრის ქვემოთ (~10 nM) ფენებს ().ბერტანოლი და სტიუარტი, 2018). ჟანგბადის გრადიენტები იწვევს მეტაზოური და მიკრობული საზოგადოებების ვერტიკალურ სტრუქტურას და ბიოგეოქიმიურ პროცესებს ამ ვრცელი ოქსიკლინების გასწვრივ (ბელმარი და სხვ., 2011).
აზოტის დანაკარგის ყველაზე მაღალი მაჩვენებლები აღმოსავლეთ ტროპიკული ჩრდილოეთ წყნარი ოკეანის (ETNP) და სამხრეთ წყნარი ოკეანის (ETSP) OMZ-ებში დაფიქსირდა.კოლბეკი და სხვ., 2017;პენი და სხვ., 2019), მუდმივად სტრატიფიცირებული კარიაკოს აუზი (მონტესი და სხვ., 2013), არაბეთის ზღვა (უორდი და სხვ., 2009), და ბენგელას აღმავალი სისტემის OMZ (კოიპერსი და სხვ., 2005ამ სისტემებში, კანონიკური დენიტრიფიკაციის (ნიტრატის ჰეტეროტროფული აღდგენა აზოტის შუალედურ პროდუქტებად და ხშირად დიაზოტის გაზად) და ანამოქსის (ანაერობული ამონიუმის დაჟანგვა) მიკრობული პროცესები იწვევს აზოტის დანაკარგებს, რამაც პოტენციურად შეიძლება შეზღუდოს პირველადი წარმოება (უორდი და სხვ., 2007გარდა ამისა, ოკეანის აზოტის ოქსიდის გამოყოფა (ძლიერი სათბურის აირი) ოკეანის ზონებში მიმდინარე მიკრობული დენიტრიფიკაციიდან, სავარაუდოდ, გლობალური ბუნებრივი აზოტის ოქსიდის გამოყოფის სულ მცირე ერთ მესამედს შეადგენს (ნაკვი და სხვ., 2010).
ETNP OMZ არის დიდი, მუდმივი და ინტენსიური ჟანგბადის მინიმალური ზონა, რომელიც გლობალური OMZ-ების მთლიანი ფართობის თითქმის ნახევარს შეადგენს და მდებარეობს 0–25° ჩრდილოეთ განედსა და 75 და 180° დასავლეთ გრძედს შორის (პოლმიე და რუის-პინო, 2009;შმიდტკო და სხვ., 2017). მათი ეკოლოგიური მნიშვნელობის გამო, ინტენსიურად იქნა შესწავლილი ETNP OMZ-ის სხვადასხვა რეგიონის ბიოგეოქიმია და მიკრობული მრავალფეროვნება (მაგ.ბემანი და კაროლანი, 2013;დურეტი და სხვ., 2015;განეში და სხვ., 2015;ქრონოპულუ და სხვ., 2017;პაკი და სხვ., 2015;პენგი და სხვ., 2015). წინა კვლევები აჩვენებს, რომ ამ OMZ-ის ბირთვში (∼250–750 მ სიღრმეზე) გახსნილი ჟანგბადი, როგორც წესი, ანალიტიკური აღმოჩენის ზღვრებთან ახლოს ან ქვემოთაა (∼10 ნმ) (ტიანო და სხვ., 2014;გარსია-რობლედო და სხვ., 2017თუმცა, ETNP-ის OMZ-ის ჩრდილოეთ კიდის გასწვრივ (საკვლევი ადგილის მდებარეობა ∼22°N) 500 მეტრზე ჟანგბადის კონცენტრაციამ შეიძლება წლიური საშუალო ნიშნული 10-დან 20 μM-მდე მიაღწიოს (პოლმიე და რუის-პინო, 2009; მონაცემები მსოფლიო ოკეანის ატლასიდან 2013)1აქ მოხსენებული საველე კამპანიის დროს, ჩვენ გავზომეთ ჟანგბადის შემცველობა OMZ-ის ბირთვში საკმარისი კონცენტრაციით (0.35 μM), რათა მხარი დაეჭირა აერობული მიკრობული პროცესებისთვის, როგორიცაა ამონიუმის და ნიტრიტის დაჟანგვა, და ნაწილობრივ დათრგუნულიყო მნიშვნელოვანი ანაერობული მიკრობული პროცესები. აერობული მიკრობული პროცესები ადრეც აღმოჩენილა ETNP OMZ-ის ერთი შეხედვით სუბოქსიურ ან ანოქსიურ ფენებში (პენგი და სხვ., 2015;გარსია-რობლედო და სხვ., 2017;პენი და სხვ., 2019თუმცა, OMZ-ებში მიკროორგანიზმების კონკრეტული ფუნქციური ჯგუფების გავრცელებისა და აქტივობის მარეგულირებელი ფაქტორები ჯერ კიდევ ბოლომდე შესწავლილი არ არის.
ნიტრიფიკატორების არსებობა იმ ადგილებში, სადაც ჟანგბადი OMZ-ში არ არის აღმოჩენილი, შეიძლება აიხსნას ოქსიკლინის ვერტიკალური პოზიციის ბოლოდროინდელი ცვლილებებით, რაც გამოწვეულია ჟანგბადის ეპიზოდური ვერტიკალური ვენტილაციით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ჟანგბადის კვალის ეფემერული დონე OMZ ბირთვებში (მიულერი-კარგერი და სხვ., 2001;ულოა და სხვ., 2012;გარსია-რობლედო და სხვ., 2017). ასეთი გარდამავალი პირობების გამოყენება შეუძლიათ აერობული ან მიკროაეროფილური პოპულაციების, მათ შორის ნიტრიფიკატორების მიერ. გარდა ამისა, ეპიპელაგიური ქსოვილიდან ჩაძირული ნაწილაკები (აგრეგირებული უჯრედები, ფეკალური გრანულები და რთული ორგანული მასალები) შეიძლება შეიცავდეს ჟანგბადის კვალს (განეში და სხვ., 2014). ამრიგად, ჟანგბადი და აერობული მიკრობები შეიძლება გადაადგილდეს სხვაგვარად ანოქსიურ წყლებში, რაც დროებით საშუალებას იძლევა აერობული მეტაბოლიზმები მოხდეს ნაწილაკებთან ასოციაციაში. ნაწილაკები ცნობილია, როგორც მიკრობული ბიოგეოქიმიური ციკლის ცხელი წერტილები (საიმონი და სხვ., 2002;განეში და სხვ., 2014) და შეუძლია მხარი დაუჭიროს კონტრასტულ ანაერობულ ან აერობულ მიკრობულ პროცესებს, რომლებიც არ შეინიშნება თავისუფალ მდგომარეობაში (ალდრეჯი და კოენი, 1987;რაიტი და სხვ., 2012;სუტერი და სხვ., 2018).
ამ კვლევაში, ჩვენ ვიკვლევთ პროკარიოტურ საზოგადოებებს, რომლებიც ETNP-ის OMZ-ის ჩრდილოეთ კიდეს იკავებენ და გარემო ფაქტორებს, რომლებიც სავარაუდოდ გავლენას ახდენენ მათ ვერტიკალურ განაწილებაზე, 16S ამპლიკონის სეკვენირების (iTags) გამოყენებით, მრავალვარიანტულ სტატისტიკასთან ერთად. ჩვენ შევისწავლეთ ორი ზომის ფრაქცია; თავისუფლად მცხოვრები (0.2–2.7 μm) ფრაქცია და ნაწილაკებთან ასოცირებული ფრაქცია (>2.7 μm, რომელიც იჭერს ნაწილაკებს, ასევე პროტისტანის უჯრედებს) ოქსიკლინის გასწვრივ მრავალ სიღრმეზე, რაც შეესაბამება განსხვავებულ რედოქს პირობებს.
ჩვენ შეგვიძლია მოგაწოდოთ გახსნილი ჟანგბადის სენსორები სხვადასხვა პარამეტრებით, რათა მოლეკულური კონცენტრაციის მონიტორინგი რეალურ დროში იყოს შესაძლებელი. კონსულტაციისთვის კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება.
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
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 5 ივლისი