Istočni tropski sjeverni Pacifik (ETNP) je velika, uporna i intenzivirajuća zona minimalne koncentracije kisika (OMZ) koja čini gotovo polovinu ukupne površine globalnih OMZ-ova. Unutar jezgra OMZ-a (dubina od ∼350–700 m), rastvoreni kisik je obično blizu ili ispod analitičke granice detekcije modernih senzora (∼10 nM). Strmi gradijenti kisika iznad i ispod jezgra OMZ-a dovode do vertikalnog strukturiranja mikrobnih zajednica koje također variraju između frakcija veličine povezanih s česticama (PA) i slobodno živih (FL) mikroba. Ovdje koristimo sekvenciranje 16S amplikona (iTags) za analizu raznolikosti i distribucije prokariotskih populacija između frakcija veličine FL i PA te unutar raspona ambijentalnih redoks uvjeta. Hidrografski uvjeti na našem području istraživanja razlikovali su se od onih koji su prethodno zabilježeni u ETNP-u i drugim OMZ-ovima, kao što je ETSP. Koncentracije kisika u tragovima (∼0,35 μM) bile su prisutne u cijelom jezgru OMZ-a na našoj lokaciji uzorkovanja. Posljedično, akumulacije nitrita, koje su tipično zabilježene za OMZ jezgre, nisu bile prisutne, kao ni sekvence za anammox bakterije (rod Brocadiales)KandidatScalindua), koje se obično nalaze preko oksično-anoksičnih granica u drugim sistemima. Međutim, distribucija bakterija koje oksidiraju amonijak (AOB) i arheja (AOA) i maksimalne brzine autotrofne asimilacije ugljika (1,4 μM C d–1) poklopilo se s izraženim maksimumom koncentracije amonijaka blizu vrha jezgra OMZ-a. Osim toga, članovi rodaNitrospina, dominantna klada nitritno-oksidirajućih bakterija (NOB) bila je prisutna, što ukazuje na to da se i oksidacija amonijaka i nitrita javlja pri tragovima kisika. Analiza testa sličnosti (ANOSIM) i nemetričkog dimenzionalnog skaliranja (nMDS) otkrila je da su se bakterijske i arhealne filogenetske reprezentacije značajno razlikovale između frakcija veličine. Na osnovu ANOSIM i iTag profila, sastav PA zajednica bio je manje pod utjecajem prevladavajućeg biogeohemijskog režima ovisnog o dubini nego frakcija FL. Na osnovu prisustva AOA, NOB i tragova kisika u jezgru OMZ, sugeriramo da je nitrifikacija aktivan proces u ciklusu dušika ove regije ETNP OMZ.
Uvod
Kao odgovor na stalne klimatske promjene i lokalizirane ljudske aktivnosti, koncentracije rastvorenog kisika opadaju na otvorenom okeanu i u obalnim morskim sistemima (Breitburg i dr., 2018.). Procijenjeni gubitak kisika iz otvorenog okeana tokom proteklih 60 godina prelazi 2% (Šmitko i dr., 2017.), što stvara zabrinutost zbog posljedica širenja zone osiromašene kisikom (Paulmier i Ruiz-Pino, 2009.). OMZ-ovi otvorenog okeana nastaju kada visoka primarna produkcija na površini potiče biološku potražnju za kisikom u podzemnim vodama koja premašuje stope fizičke ventilacije na dubini. Koncentracije kisika u vodenim stupcima OMZ-a mogu imati strme gradijente (oksiklina) iznad i ispod jezgre osiromašene kisikom, stvarajući hipoksične (obično između 2 i ~90 μM), suboksične (<2 μM) i anoksične (ispod granice detekcije (~10 nM) slojeve različitih dimenzija)Bertagnolli i Stewart, 2018.). Gradijenti kisika dovode do vertikalnog strukturiranja metazojskih i mikrobnih zajednica i biogeohemijskih procesa duž ovih opsežnih oksiklina (Belmar i dr., 2011.).
Neke od najvećih stopa gubitka dušika zabilježene su u OMZ-ima istočnog tropskog sjevernog Pacifika (ETNP) i južnog Pacifika (ETSP).Callbeck i dr., 2017.;Penn i dr., 2019.), trajno stratificirani bazen Cariaco (Montes i dr., 2013.), Arapsko more (Ward i dr., 2009.), i OMZ uzlaznog sistema Benguela (Kuypers i dr., 2005.). U ovim sistemima, mikrobni procesi kanonske denitrifikacije (heterotrofna redukcija nitrata do dušikovih međuprodukata i često do dinitrogena) i anammoksa (anaerobna amonijeva oksidacija) dovode do gubitka dušika koji potencijalno može ograničiti primarnu proizvodnju (Ward i dr., 2007.). Štaviše, procjenjuje se da okeanske emisije azotnog oksida (snažnog stakleničkog plina) iz mikrobne denitrifikacije koja se javlja u OMZ-ovima čine najmanje jednu trećinu globalnih prirodnih emisija azotnog oksida (Naqvi i dr., 2010.).
ETNP OMZ je velika, postojana i intenzivirajuća zona minimalne koncentracije kisika koja čini gotovo polovinu ukupne površine globalnih OMZ-ova, a nalazi se između 0–25° sjeverne geografske širine i 75 i 180° zapadne geografske dužine.Paulmier i Ruiz-Pino, 2009.;Šmitko i dr., 2017.). Zbog njihovog ekološkog značaja, biogeohemija i mikrobna raznolikost različitih ETNP OMZ regija su intenzivno proučavane (npr.Beman i Carolan, 2013.;Duret i dr., 2015.;Ganesh i dr., 2015.;Hronopoulou i dr., 2017.;Pak i dr., 2015.;Peng i dr., 2015.). Prethodne studije pokazuju da je rastvoreni kisik u ovom jezgru OMZ (dubina od ∼250–750 m) obično blizu ili ispod analitičkih granica detekcije (∼10 nM) (Tiano i dr., 2014.;Garcia-Robledo i dr., 2017.). Međutim, duž sjeverne granice OMZ ETNP-a (lokacija mjesta istraživanja ∼22°N) koncentracije kisika na 500 m mogu doseći godišnje prosjeke između 10 i 20 μM (Paulmier i Ruiz-Pino, 2009.Podaci iz Atlasa svjetskog okeana 2013)1Tokom terenske kampanje o kojoj se ovdje izvještava, izmjerili smo kisik u jezgru OMZ-a u dovoljnim koncentracijama (0,35 μM) da podržimo aerobne mikrobne procese, poput oksidacije amonijaka i nitrita, te djelimično inhibiramo važne anaerobne mikrobne procese. Aerobni mikrobni procesi su prethodno otkriveni u naizgled suboksičnim ili anoksičnim slojevima ETNP OMZ-a (Peng i dr., 2015.;Garcia-Robledo i dr., 2017.;Penn i dr., 2019.Međutim, faktori koji kontrolišu distribuciju i aktivnosti specifičnih funkcionalnih grupa mikroorganizama u OMZ-ima još nisu u potpunosti shvaćeni.
Prisustvo nitrifikatora gdje je kisik nedetektibilan u OMZ-u može se objasniti nedavnim pomjeranjima vertikalnog položaja oksiklina zbog epizodne vertikalne ventilacije kisikom, što može dovesti do kratkotrajnih tragova kisika unutar jezgara OMZ-a (Müller-Karger i dr., 2001.;Ulloa i dr., 2012.;Garcia-Robledo i dr., 2017.). Takve prolazne uslove mogu iskoristiti aerobne ili mikroaerofilne populacije, uključujući nitrifikatore. Štaviše, čestice koje tonu iz epipelagalnog sloja (agregirane ćelije, fekalne kuglice i složeni organski materijali) mogu sadržavati tragove kisika (Ganesh i dr., 2014.). Dakle, kisik i aerobni mikrobi mogu se transportirati u inače anoksične vode, privremeno omogućavajući aerobnim metabolizmima da se odvijaju u vezi s česticama. Poznato je da su čestice žarišta mikrobnog biogeokemijskog ciklusa (Simon i dr., 2002.;Ganesh i dr., 2014.) i mogu podržati kontrastne anaerobne ili aerobne mikrobne procese koji se ne opažaju u slobodnom stanju (Alldredge i Cohen, 1987.;Wright i dr., 2012.;Suter i dr., 2018.).
U ovoj studiji istražujemo prokariotske zajednice koje zauzimaju sjeverni rub OMZ-a ETNP-a i faktore okoline koji vjerovatno utiču na njihovu vertikalnu distribuciju koristeći sekvenciranje 16S amplikona (iTags) u kombinaciji s multivarijantnom statistikom. Ispitali smo dvije frakcije veličine; frakciju slobodno živih (0,2–2,7 μm) i frakciju povezanu s česticama (>2,7 μm, koja hvata čestice kao i protistanske ćelije) na više dubina duž oksikline koje odgovaraju različitim redoks uslovima.
Možemo obezbijediti senzore rastvorenog kiseonika sa različitim parametrima, tako da se molekularna koncentracija može pratiti u realnom vremenu. Dobrodošli na konsultacije.
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
Vrijeme objave: 05.07.2024.