Արևելյան արևադարձային Հյուսիսային Խաղաղ օվկիանոսը (ETNP) մեծ, կայուն և ինտենսիվացող թթվածնի նվազագույն գոտի է (OMZ), որը կազմում է համաշխարհային OMZ-ների ընդհանուր տարածքի գրեթե կեսը: OMZ միջուկում (մոտ 350–700 մ խորություն) լուծված թթվածինը սովորաբար գտնվում է ժամանակակից սենսորների վերլուծական հայտնաբերման սահմանի մոտ կամ ցածր (մոտ 10 նՄ): OMZ միջուկի վերևում և ներքևում թթվածնի կտրուկ գրադիենտները հանգեցնում են մանրէային համայնքների ուղղահայաց կառուցվածքավորման, որոնք նույնպես տարբերվում են մասնիկների հետ կապված (PA) և ազատ ապրող (FL) չափի ֆրակցիաների միջև: Այստեղ մենք օգտագործում ենք 16S ամպլիկոնային հաջորդականացում (iTags)՝ պրոկարիոտիկ պոպուլյացիաների բազմազանությունը և բաշխումը FL և PA չափի ֆրակցիաների և շրջակա միջավայրի օքսիդա-վերականգնման պայմանների միջակայքում վերլուծելու համար: Մեր ուսումնասիրության տարածքում հիդրոգրաֆիկ պայմանները տարբերվում էին ETNP-ում և այլ OMZ-ներում, ինչպիսին է ETSP-ն, նախկինում հաղորդվածներից: Մեր նմուշառման վայրում OMZ միջուկում առկա էին թթվածնի հետքային կոնցենտրացիաներ (մոտ 0.35 μM): Հետևաբար, OMZ միջուկների համար սովորաբար գրանցված նիտրիտի կուտակումները բացակայում էին, ինչպես նաև անամոքս բակտերիաների (Brocadiales ցեղ) հաջորդականությունները։ԿանդիդատուսՍկալինդուա), որոնք սովորաբար հանդիպում են այլ համակարգերում թթվածնային-անօքսիկ սահմանների միջով։ Այնուամենայնիվ, ամոնիակ օքսիդացնող մանրէների (AOB) և արխեաների (AOA) բաշխումները և ավտոտրոֆ ածխածնի առավելագույն ասիմիլյացիայի արագությունները (1.4 μM C d–1) համընկավ OMZ միջուկի վերևի մասում ամոնիումի արտահայտված առավելագույն կոնցենտրացիայի հետ։ Բացի այդ, սեռի անդամներըՆիտրոսպինա, առկա էր գերիշխող նիտրիտ-օքսիդացնող բակտերիալ (NOB) կլադ, ինչը ենթադրում է, որ և՛ ամոնիակի, և՛ նիտրիտի օքսիդացումը տեղի է ունենում թթվածնի հետքային կոնցենտրացիաների դեպքում: Նմանության թեստի վերլուծությունը (ANOSIM) և ոչ մետրիկ չափողական մասշտաբավորման (nMDS) արդյունքները ցույց տվեցին, որ բակտերիալ և արխեական ֆիլոգենետիկ ներկայացումները զգալիորեն տարբերվում էին չափերի ֆրակցիաների միջև: ANOSIM և iTag պրոֆիլների հիման վրա, PA համակեցությունների կազմը ավելի քիչ էր ազդվում գերիշխող խորությունից կախված կենսաերկրաքիմիական ռեժիմից, քան FL ֆրակցիան: Հիմնվելով OMZ միջուկում AOA-ի, NOB-ի և հետքային թթվածնի առկայության վրա՝ մենք ենթադրում ենք, որ նիտրիֆիկացիան ակտիվ գործընթաց է ETNP OMZ-ի այս շրջանի ազոտի ցիկլում:
Ներածություն
Կլիմայի փոփոխության և տեղայնացված մարդկային գործունեության հետևանքով լուծված թթվածնի կոնցենտրացիաները նվազում են բաց օվկիանոսում և ափամերձ ծովային համակարգերում (Բրեյթբուրգ և այլք, 2018թ.Վերջին 60 տարիների ընթացքում բաց օվկիանոսից թթվածնի գնահատված կորուստը գերազանցում է 2%-ը (Շմիդտկո և այլք, 2017թ.), մտահոգություններ առաջացնելով թթվածնի պակասի գոտու ընդլայնման հետևանքների վերաբերյալ (Պոլմիե և Ռուիզ-Պինո, 2009թ.Բաց օվկիանոսի OMZ-ները ձևավորվում են, երբ մակերեսային առաջնային արտադրության բարձր մակարդակը ստորգետնյա ջրերում առաջացնում է կենսաբանական թթվածնի պահանջարկ, որը գերազանցում է խորության վրա ֆիզիկական օդափոխության արագությունը: OMZ ջրային սյուներում թթվածնի կոնցենտրացիաները կարող են ունենալ կտրուկ գրադիենտներ (օքսիկլին) թթվածնով աղքատ միջուկից վերև և ներքև՝ ստեղծելով տարբեր չափերի հիպօքսիկ (սովորաբար 2-ից մինչև ~90 μM), ենթաթթվային (<2 μM) և անթթվային (հայտնաբերման սահմանից ցածր (~10 nM)) շերտեր (Բերտանոլի և Ստյուարտ, 2018)։ Թթվածնի գրադիենտները հանգեցնում են մետազոանային և մանրէային համայնքների ուղղահայաց կառուցվածքավորմանը և կենսաերկրաքիմիական գործընթացներին այս ընդարձակ օքսիկլինների երկայնքով (Բելմար և այլք, 2011թ.).
Ազոտի կորստի ամենաբարձր ցուցանիշներից մի քանիսը գրանցվել են Արևելյան արևադարձային Հյուսիսային Խաղաղ օվկիանոսի (ETNP) և Հարավային Խաղաղ օվկիանոսի (ETSP) OMZ-ներում (Քոլբեք և այլք, 2017թ.;Փենն և այլք, 2019թ.), մշտապես շերտավորված Կարիակո ավազանը (Մոնտես և այլք, 2013թ.), Արաբական ծով (Ուորդ և այլք, 2009թ.), և Բենգուելայի վերելքային համակարգի OMZ-ը (Կույպերս և այլք, 2005թ.Այս համակարգերում կանոնիկ դենիտրիֆիկացիայի (նիտրատի հետերոտրոֆիկ վերականգնում ազոտի միջանկյալ նյութերի և հաճախ դիազոտ գազի) և անամոքսի (ամոնիումի անաէրոբ օքսիդացում) մանրէային գործընթացները հանգեցնում են ազոտի կորստի, որը կարող է սահմանափակել առաջնային արտադրությունը (Ուորդ և այլք, 2007թ.Ավելին, գնահատվում է, որ մակրոտնտեսական գոտիներում տեղի ունեցող մանրէային դենիտրիֆիկացիայից առաջացող օվկիանոսային ազոտի օքսիդի արտանետումները (ուժեղ ջերմոցային գազ) կազմում են ազոտի օքսիդի համաշխարհային բնական արտանետումների առնվազն մեկ երրորդը (Նաքվի և այլք, 2010թ.).
ԵԹՆՊ ՕՄԶ-ն մեծ, կայուն և ինտենսիվացող թթվածնի նվազագույն գոտի է, որը կազմում է համաշխարհային ՕՄԶ-ների ընդհանուր տարածքի գրեթե կեսը, գտնվում է 0–25° հյուսիսային լայնության և 75 ու 180° արևմտյան երկայնության միջև։Պոլմիե և Ռուիզ-Պինո, 2009թ.;Շմիդտկո և այլք, 2017թ.)։ Իրենց էկոլոգիական կարևորության շնորհիվ, տարբեր ETNP OMZ շրջանների կենսաերկրաքիմիան և մանրէային բազմազանությունը ինտենսիվորեն ուսումնասիրվել են (օրինակ՝Բեման և Քերոլան, 2013;Դյուրետ և այլք, 2015թ.;Գանեշ և այլք, 2015թ.;Քրոնոպուլու և այլք, 2017;Փաք և այլք, 2015թ.;Պենգ և այլք, 2015թ.)։ Նախորդ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս OMZ միջուկում (մոտ 250–750 մ խորություն) լուծված թթվածինը սովորաբար գտնվում է վերլուծական հայտնաբերման սահմանների մոտ կամ ցածր (մոտ 10 նՄ) (Տիանո և այլք, 2014թ.;Գարսիա-Ռոբլեդո և այլք, 2017թ.Այնուամենայնիվ, ETNP-ի OMZ-ի հյուսիսային եզրագծի երկայնքով (ուսումնասիրության վայրի գտնվելու վայրը՝ մոտ 22° հյուսիսային լայնությամբ) թթվածնի կոնցենտրացիաները 500 մ բարձրության վրա կարող են հասնել տարեկան միջին 10-ից 20 մկՄ-ի (Պոլմիե և Ռուիզ-Պինո, 2009թ.; Տվյալները Համաշխարհային օվկիանոսի ատլաս 2013-ից)1Այստեղ ներկայացված դաշտային արշավի ընթացքում մենք չափեցինք թթվածինը ՕՄԶ միջուկում բավարար կոնցենտրացիաներով (0.35 μM)՝ աէրոբ մանրէային պրոցեսները, ինչպիսիք են ամոնիումի և նիտրիտի օքսիդացումը, աջակցելու և մասամբ անաէրոբ մանրէային կարևոր պրոցեսները կասեցնելու համար: Աէրոբ մանրէային պրոցեսներ նախկինում հայտնաբերվել են ETNP ՕՄԶ-ի թվացյալ ենթաթթվային կամ անթթվային շերտերում (Պենգ և այլք, 2015թ.;Գարսիա-Ռոբլեդո և այլք, 2017թ.;Փենն և այլք, 2019թ.Սակայն, ՕՄԶ-ներում միկրոօրգանիզմների որոշակի ֆունկցիոնալ խմբերի բաշխումը և գործունեությունը կարգավորող գործոնները դեռևս լիովին հասկանալի չեն։
Նիտրիֆիկատորների առկայությունը, որտեղ թթվածինը ՕՄԶ-ում անհայտ է, կարելի է բացատրել օքսիկլինի ուղղահայաց դիրքի վերջին տեղաշարժերով՝ թթվածնի էպիզոդիկ ուղղահայաց օդափոխության պատճառով, ինչը կարող է հանգեցնել ՕՄԶ միջուկներում թթվածնի հետքային մակարդակի ժամանակավոր պահպանման (Մյուլլեր-Կարգեր և այլք, 2001թ.;Ուլոա և այլք, 2012թ.;Գարսիա-Ռոբլեդո և այլք, 2017թ.): Նման անցողիկ պայմանները կարող են օգտագործվել աէրոբ կամ միկրոաերոֆիլ պոպուլյացիաների, այդ թվում՝ նիտրիֆիկատորների կողմից: Ավելին, էպիպելագիկից խորտակվող մասնիկները (ագրեգացված բջիջներ, կղանքի գնդիկներ և բարդ օրգանական նյութեր) կարող են պարունակել թթվածնի հետքեր (Գանեշ և այլք, 2014թ.Այսպիսով, թթվածինը և աէրոբ մանրէները կարող են տեղափոխվել այլապես անօքսիկ ջրեր, ժամանակավորապես թույլ տալով, որ աէրոբ նյութափոխանակությունները տեղի ունենան մասնիկների հետ համատեղ: Մասնիկները հայտնի են որպես մանրէային կենսաերկրաքիմիական ցիկլի թեժ կետեր (Սայմոն և այլք, 2002թ.;Գանեշ և այլք, 2014թ.) և կարող է աջակցել հակադիր անաէրոբ կամ աէրոբ մանրէային գործընթացների, որոնք չեն դիտարկվում ազատ կենդանի վիճակում (Ալդրեջ և Քոհեն, 1987թ.;Ռայթ և այլք, 2012թ.;Սուտեր և այլք, 2018թ.).
Այս ուսումնասիրության մեջ մենք ուսումնասիրում ենք ETNP-ի OMZ-ի հյուսիսային եզրը զբաղեցնող պրոկարիոտ համայնքները և շրջակա միջավայրի գործոնները, որոնք, հավանաբար, ազդում են դրանց ուղղահայաց բաշխման վրա՝ օգտագործելով 16S ամպլիկոնային հաջորդականացում (iTags)՝ զուգորդված բազմաչափ վիճակագրության հետ։ Մենք ուսումնասիրել ենք երկու չափի մասնաբաժիններ՝ ազատ ապրող (0.2–2.7 մկմ) մասնաբաժինը և մասնիկների հետ կապված մասնաբաժինը (>2.7 մկմ, որը որսում է մասնիկներ, ինչպես նաև պրոտիստանային բջիջներ) օքսիկլինի երկայնքով բազմաթիվ խորություններում, որոնք համապատասխանում են տարբեր օքսիդա-վերականգնման պայմաններին։
Մենք կարող ենք ապահովել լուծված թթվածնի սենսորներ տարբեր պարամետրերով, որպեսզի մոլեկուլային կոնցենտրացիան կարողանա վերահսկվել իրական ժամանակում: Բարի գալուստ խորհրդատվության:
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
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-05-2024