Ang Eastern Tropical North Pacific (ETNP) ay isang malaki, persistent, at intensifiing oxygen minimum zone (OMZ) na bumubuo sa halos kalahati ng kabuuang lawak ng mga pandaigdigang OMZ. Sa loob ng OMZ core (∼350–700 m ang lalim), ang dissolved oxygen ay karaniwang malapit o mas mababa sa analytical detection limit ng mga modernong sensor (∼10 nM). Ang matarik na oxygen gradients sa itaas at ibaba ng OMZ core ay humahantong sa patayong istruktura ng mga microbial community na nag-iiba rin sa pagitan ng particle-associated (PA) at free-living (FL) size fractions. Dito, ginagamit namin ang 16S amplicon sequencing (iTags) upang suriin ang pagkakaiba-iba at distribusyon ng mga prokaryotic population sa pagitan ng FL at PA size fractions at kabilang sa hanay ng mga ambient redox conditions. Ang mga hydrographic condition sa aming lugar ng pag-aaral ay naiiba sa mga naunang naiulat sa ETNP at iba pang mga OMZ, tulad ng ETSP. Ang mga trace oxygen concentrations (∼0.35 μM) ay naroroon sa buong OMZ core sa aming sampling location. Dahil dito, ang mga akumulasyon ng nitrite na karaniwang iniulat para sa mga OMZ core ay wala, gayundin ang mga sequence para sa anammox bacteria (Brocadiales genusKandidatoScalindua), na karaniwang matatagpuan sa mga hangganan ng oxic-anoxic sa ibang mga sistema. Gayunpaman, ang mga distribusyon ng ammonia-oxidizing bacteria (AOB) at archaea (AOA) at ang pinakamataas na autotrophic carbon assimilation rates (1.4 μM C d–1) ay kasabay ng isang malinaw na pinakamataas na konsentrasyon ng ammonium malapit sa tuktok ng OMZ core. Bukod pa rito, ang mga miyembro ng genusNitrospina, isang dominanteng nitrite-oxidizing bacterial (NOB) clade ang naroroon na nagmumungkahi na ang parehong ammonia at nitrite oxidation ay nangyayari sa mga trace oxygen concentrations. Ang analysis of similarity test (ANOSIM) at Non-metric Dimensional Scaling (nMDS) ay nagsiwalat na ang bacterial at archaeal phylogenetic representations ay makabuluhang magkaiba sa pagitan ng mga size fraction. Batay sa mga profile ng ANOSIM at iTag, ang komposisyon ng mga PA assemblages ay hindi gaanong naimpluwensyahan ng umiiral na depth-dependent biogeochemical regime kaysa sa FL fraction. Batay sa presensya ng AOA, NOB at trace oxygen sa OMZ core, iminumungkahi namin na ang nitrification ay isang aktibong proseso sa nitrogen cycle ng rehiyong ito ng ETNP OMZ.
Panimula
Bilang tugon sa patuloy na pagbabago ng klima at mga lokal na aktibidad ng tao, ang mga konsentrasyon ng dissolved oxygen ay bumababa sa bukas na karagatan at sa mga sistemang pandagat sa baybayin (Breitburg at iba pa, 2018). Ang tinatayang pagkawala ng oxygen mula sa bukas na karagatan sa nakalipas na 60 taon ay lumampas sa 2% (Schmidtko at iba pa, 2017), na lumilikha ng mga alalahanin tungkol sa mga kahihinatnan ng paglawak ng sonang nauubos ang oxygen (Paulmier at Ruiz-Pino, 2009). Nabubuo ang mga OMZ sa bukas na karagatan kapag ang mataas na pangunahing produksyon sa ibabaw ay nagpapasigla sa pangangailangan ng biyolohikal na oxygen sa mga tubig sa ilalim ng lupa na lumalampas sa mga rate ng pisikal na bentilasyon sa lalim. Ang mga konsentrasyon ng oxygen sa mga haligi ng tubig ng OMZ ay maaaring magkaroon ng matarik na gradient (oxycline) sa itaas at sa ibaba ng core na nauubos ang oxygen na lumilikha ng mga hypoxic (karaniwan ay nasa pagitan ng 2 at ∼90 μM), suboxic (<2 μM) at anoxic (mas mababa sa limitasyon ng pagtuklas (∼10 nM) na mga layer na may iba't ibang sukat (Bertagnolli at Stewart, 2018). Ang mga gradient ng oksiheno ay humahantong sa patayong istruktura ng mga komunidad ng metazoan at microbial at mga prosesong biogeochemical sa kahabaan ng malawak na mga oxycline na ito (Belmar at iba pa, 2011).
Ilan sa pinakamataas na antas ng pagkawala ng nitroheno ay naitala sa mga OMZ ng Eastern Tropical North Pacific (ETNP) at South Pacific (ETSP) (Callbeck at iba pa, 2017;Penn at iba pa, 2019), ang permanenteng naka-stratifikadong Cariaco Basin (Montes at iba pa, 2013), ang Dagat Arabia (Ward at iba pa, 2009), at ang OMZ ng sistema ng pagtaas ng tubig sa Benguela (Kuypers at iba pa, 2005). Sa mga sistemang ito, ang mga prosesong mikrobyo ng canonical denitrification (heterotrophic reduction ng nitrate sa mga nitrogen intermediate at kadalasan sa dinitrogen gas) at anammox (anaerobic ammonium oxidation) ay humahantong sa mga pagkalugi ng nitrogen na maaaring limitahan ang pangunahing produksyon (Ward at iba pa, 2007Bukod dito, ang mga emisyon ng nitrous oxide sa karagatan (isang malakas na greenhouse gas) mula sa microbial denitrification na nagaganap sa mga OMZ ay tinatayang bumubuo sa hindi bababa sa isang-katlo ng pandaigdigang natural na emisyon ng nitrous oxide (Naqvi at iba pa, 2010).
Ang ETNP OMZ ay isang malaki, persistent, at tumitindi na oxygen minimum zone na bumubuo sa halos kalahati ng kabuuang lawak ng mga pandaigdigang OMZ, at matatagpuan sa pagitan ng 0–25°N latitude at 75 at 180°W longitude (Paulmier at Ruiz-Pino, 2009;Schmidtko at iba pa, 2017Dahil sa kahalagahan nito sa ekolohiya, ang biogeochemistry at microbial diversity ng iba't ibang rehiyon ng ETNP OMZ ay masinsinang pinag-aralan (hal.,Beman at Carolan, 2013;Duret at iba pa, 2015;Ganesh at iba pa, 2015;Chronopoulou at iba pa, 2017;Pack at iba pa, 2015;Peng at iba pa, 2015). Iniulat ng mga nakaraang pag-aaral na ang dissolved oxygen sa OMZ core na ito (∼250–750 m ang lalim) ay karaniwang malapit o mas mababa sa analytical detection limits (∼10 nM) (Tiano at iba pa, 2014;Garcia-Robledo at iba pa, 2017). Gayunpaman, sa hilagang gilid ng OMZ ng ETNP (lokasyon ng lugar ng pag-aaral ~22°N) ang mga konsentrasyon ng oxygen sa 500 m ay maaaring umabot sa taunang average sa pagitan ng 10 at 20 μM (Paulmier at Ruiz-Pino, 2009Datos mula sa World Ocean Atlas 2013)1Sa panahon ng kampanya sa larangan na iniulat dito, sinukat namin ang oxygen sa OMZ core sa sapat na konsentrasyon (0.35 μM) upang suportahan ang aerobic microbial processes, tulad ng ammonium at nitrite oxidation, at bahagyang pumigil sa mahahalagang anaerobic microbial processes. Ang mga aerobic microbial process ay natukoy na dati sa tila suboxic o anoxic layers ng ETNP OMZ (Peng at iba pa, 2015;Garcia-Robledo at iba pa, 2017;Penn at iba pa, 2019Gayunpaman, ang mga salik na kumokontrol sa distribusyon at mga aktibidad ng mga partikular na functional group ng mga mikroorganismo sa mga OMZ ay hindi pa lubos na nauunawaan.
Ang pagkakaroon ng mga nitrifier kung saan ang oxygen ay hindi matukoy sa isang OMZ ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng mga kamakailang pagbabago sa patayong posisyon ng oxycline dahil sa episodic vertical oxygen ventilation, na maaaring humantong sa panandaliang bakas ng mga antas ng oxygen sa loob ng mga OMZ core (Muller-Karger at iba pa, 2001;Ulloa at iba pa, 2012;Garcia-Robledo at iba pa, 2017). Ang ganitong mga pansamantalang kondisyon ay maaaring samantalahin ng mga aerobic o microaerophilic na populasyon, kabilang ang mga nitrifier. Bukod dito, ang mga lumulubog na particle mula sa epipelagic (mga pinagsama-samang selula, mga fecal pellet, at mga kumplikadong organikong materyales) ay maaaring maglaman ng kaunting antas ng oxygen (Ganesh at iba pa, 2014). Kaya, ang oxygen at aerobic microbes ay maaaring madala sa mga tubig na kung hindi man ay walang epekto sa katawan, pansamantalang nagpapahintulot sa aerobic metabolisms na mangyari kasabay ng mga particle. Ang mga particle ay kilalang mga hotspot ng microbial biogeochemical cycling (Simon at iba pa, 2002;Ganesh at iba pa, 2014) at maaaring suportahan ang magkakaibang anaerobic o aerobic microbial processes na hindi naoobserbahan sa free-living state (Alldredge at Cohen, 1987;Wright at iba pa, 2012;Suter at iba pa, 2018).
Sa kasalukuyang pag-aaral, sinisiyasat namin ang mga prokaryotic na komunidad na sumasakop sa hilagang margin ng OMZ ng ETNP at mga salik sa kapaligiran na malamang na nakakaimpluwensya sa kanilang mga patayong distribusyon gamit ang 16S amplicon sequencing (iTags) na sinamahan ng mga multivariate statistics. Sinuri namin ang dalawang size fraction; ang free-living (0.2–2.7 μm) fraction, at ang particle-associated fraction (>2.7 μm, na kumukuha ng mga particle pati na rin ang mga protistan cell) sa maraming lalim sa kahabaan ng oxycline na tumutugma sa magkakaibang redox conditions.
Maaari kaming magbigay ng mga dissolved oxygen sensor na may iba't ibang parametro, upang ang konsentrasyon ng molekula ay masubaybayan nang real time. Maligayang pagdating sa konsultasyon.
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
Oras ng pag-post: Hulyo-05-2024