Источни тропски северни Пацифик (ETNP) је велика, постојана и интензивирајућа зона минимума кисеоника (OMZ) која чини скоро половину укупне површине глобалних OMZ. Унутар језгра OMZ (дубина од ∼350–700 m), растворени кисеоник је типично близу или испод аналитичке границе детекције модерних сензора (∼10 nM). Стрми градијенти кисеоника изнад и испод језгра OMZ доводе до вертикалног структурирања микробних заједница које се такође разликују између фракција величине повезаних са честицама (PA) и слободно живих (FL) јединки. Овде користимо 16S ампликонско секвенцирање (iTags) да бисмо анализирали разноликост и дистрибуцију прокариотских популација између фракција величине FL и PA и унутар опсега амбијенталних редокс услова. Хидрографски услови на нашем подручју проучавања разликовали су се од оних који су претходно пријављени у ETNP и другим OMZ, као што је ETSP. Концентрације кисеоника у траговима (∼0,35 μM) биле су присутне у целом језгру OMZ на нашој локацији узорковања. Сходно томе, акумулације нитрита које се типично примећују за OMZ језгра нису биле присутне, као ни секвенце за анамокс бактерије (род Brocadiales)КандидатусScalindua), које се обично налазе преко оксично-аноксичних граница у другим системима. Међутим, дистрибуција бактерија које оксидују амонијак (AOB) и археја (AOA) и максималне брзине аутотрофне асимилације угљеника (1,4 μM C d–1) поклопила се са израженим максимумом концентрације амонијума близу врха језгра OMZ. Поред тога, чланови родаНитроспина, доминантна клада бактерија које оксидују нитрите (NOB) била је присутна, што указује на то да се и оксидација амонијака и нитрита јављају при траговима концентрација кисеоника. Анализа теста сличности (ANOSIM) и неметричког димензионалног скалирања (nMDS) показала је да су бактеријске и архејске филогенетске репрезентације значајно различите између величинских фракција. На основу ANOSIM и iTag профила, састав ПА скупова је био мање под утицајем преовлађујућег биогеохемијског режима зависног од дубине него фракција FL. На основу присуства AOA, NOB и трагова кисеоника у језгру OMZ, сугеришемо да је нитрификација активан процес у циклусу азота овог региона ETNP OMZ.
Увод
Као одговор на континуиране климатске промене и локализоване људске активности, концентрације раствореног кисеоника опадају у отвореном океану и у приобалним морским системима (Брајтбург и др., 2018). Процењени губитак кисеоника из отвореног океана током протеклих 60 година прелази 2% (Шмитко и др., 2017), што ствара забринутост због последица ширења зоне са смањеним садржајем кисеоника (Полмије и Руиз-Пино, 2009). ОМЗ отвореног океана настају када висока површинска примарна производња подстиче биолошку потражњу за кисеоником у подземним водама која превазилази брзину физичке вентилације на дубини. Концентрације кисеоника у воденим стубовима ОМЗ могу имати стрме градијенте (оксиклин) изнад и испод језгра осиромашеног кисеоником, стварајући хипоксичне (типично између 2 и ~90 μM), субоксичне (<2 μM) и аноксичне (испод границе детекције (~10 nM) слојеве различитих димензија)Бертањоли и Стјуарт, 2018). Градијенти кисеоника доводе до вертикалног структурирања метазоанских и микробних заједница и биогеохемијских процеса дуж ових екстензивних оксиклина (Белмар и др., 2011).
Неке од највећих стопа губитка азота забележене су у ОМЗ-овима Источног тропског северног Пацифика (ЕТНП) и Јужног Пацифика (ЕТСП).Калбек и др., 2017;Пен и др., 2019), трајно стратификовани басен Каријако (Монтес и др., 2013), Арапско море (Ворд и др., 2009), и OMZ система узлазног изливања Бенгеле (Кајперс и др., 2005). У овим системима, микробни процеси канонске денитрификације (хетеротрофна редукција нитрата до азотних интермедијара и често до динитрогенског гаса) и анамокса (анаеробна амонијум оксидација) доводе до губитка азота који потенцијално може ограничити примарну производњу (Ворд и др., 2007Штавише, процењује се да океанске емисије азот-оксида (снажног гаса стаклене баште) из микробне денитрификације која се јавља у ОМЗ-овима чине најмање једну трећину глобалних природних емисија азот-оксида (Накви и др., 2010).
ЕТНП ОМЗ је велика, постојана и интензивирајућа зона минимума кисеоника која чини скоро половину укупне површине глобалних ОМЗ, налази се између 0–25° северне географске ширине и 75 и 180° западне географске дужине.Полмије и Руиз-Пино, 2009;Шмитко и др., 2017). Због њиховог еколошког значаја, биогеохемија и микробна разноликост различитих региона ETNP OMZ су интензивно проучаване (нпр.Беман и Керолан, 2013;Дуре и др., 2015;Ганеш и др., 2015;Хронопулу и др., 2017;Пак и др., 2015;Пенг и др., 2015). Претходне студије показују да је растворени кисеоник у овом језгру OMZ (дубина ∼250–750 m) типично близу или испод аналитичких граница детекције (∼10 nM) (Тиано и др., 2014;Гарсија-Робледо и др., 2017). Међутим, дуж северне границе ОМЗ ЕТНП-а (локација места проучавања ∼22°N) концентрације кисеоника на 500 m могу достићи годишње просеке између 10 и 20 μM (Полмије и Руиз-Пино, 2009; Подаци из Атласа светског океана 2013)1Током теренске кампање о којој је овде реч, мерили смо кисеоник у језгру ОМЗ у довољним концентрацијама (0,35 μM) да подржимо аеробне микробне процесе, као што су оксидација амонијума и нитрита, и делимично инхибирамо важне анаеробне микробне процесе. Аеробни микробни процеси су претходно откривени у наизглед субоксичним или аноксичним слојевима ЕТНП ОМЗ (Пенг и др., 2015;Гарсија-Робледо и др., 2017;Пен и др., 2019). Међутим, фактори који контролишу дистрибуцију и активности специфичних функционалних група микроорганизама у ОМЗ још увек нису у потпуности схваћени.
Присуство нитрификатора где је кисеоник немерљив у ОМЗ може се објаснити скорашњим померањем вертикалног положаја оксиклина услед епизодне вертикалне вентилације кисеоником, што може довести до ефемерних трагова кисеоника унутар језгара ОМЗ (Милер-Каргер и др., 2001;Улоа и др., 2012;Гарсија-Робледо и др., 2017). Такве пролазне услове могу искористити аеробне или микроаерофилне популације, укључујући нитрификаторе. Штавише, честице које тону из епипелагичног слоја (агрегиране ћелије, фекалне пелете и сложени органски материјали) могу садржати трагове кисеоника (Ганеш и др., 2014). Дакле, кисеоник и аеробни микроби могу бити транспортовани у иначе аноксичне воде, привремено омогућавајући аеробним метаболизмима да се одвијају у вези са честицама. Познато је да су честице жаришта микробног биогеохемијског циклуса (Симон и др., 2002;Ганеш и др., 2014) и могу подржати контрастне анаеробне или аеробне микробне процесе који се не примећују у слободно живом стању (Олдриџ и Коен, 1987;Рајт и др., 2012;Сутер и др., 2018).
У овој студији истражујемо прокариотске заједнице које заузимају северну маргину ОМЗ ЕТНП-а и факторе околине који вероватно утичу на њихову вертикалну дистрибуцију користећи секвенцирање 16S ампликона (iTags) у комбинацији са мултиваријантном статистиком. Испитали смо две фракције величине; фракцију слободно живећих (0,2–2,7 μm) и фракцију повезану са честицама (>2,7 μm, која хвата честице као и протистанске ћелије) на вишеструким дубинама дуж оксиклине које одговарају различитим редокс условима.
Можемо да обезбедимо сензоре раствореног кисеоника са различитим параметрима, тако да се молекуларна концентрација може пратити у реалном времену. Добродошли на консултације.
хттпс://ввв.алибаба.цом/продуцт-детаил/Вифи-4Г-Гпрс-РС485-4-20мА_1600559098578.хтмл?спм=а2747.продуцт_манагер.0.0.169671д29сцвЕу
хттпс://ввв.алибаба.цом/продуцт-детаил/Маинтенанце-Фрее-Флуоресценце-Оптицал-Ватер-Диссолвед_1600257132247.хтмл?спм=а2747.продуцт_манагер.0.0.169671д29сцвЕу
Време објаве: 05.07.2024.