Austur-Norður-Kyrrahafssvæðið (ETNP) er stórt, viðvarandi og ört vaxandi lágmarks súrefnissvæði (OMZ) sem telur næstum helming af heildarflatarmáli alþjóðlegra OMZ-svæða. Innan kjarna OMZ-svæðisins (um 350–700 m dýpi) er uppleyst súrefni yfirleitt nálægt eða undir greiningarmörkum nútíma skynjara (um 10 nM). Brattar súrefnishalla fyrir ofan og neðan kjarna OMZ-svæðisins leiða til lóðréttrar uppbyggingar örverusamfélaga sem einnig eru breytileg milli agnatengdra (PA) og frjálslifandi (FL) stærðarhluta. Hér notum við 16S amplikon raðgreiningu (iTags) til að greina fjölbreytileika og dreifingu dreifkjörnungastofna milli FL og PA stærðarhluta og innan sviðs oxunar-afoxunarskilyrða í umhverfinu. Vatnsfræðilegu skilyrðin á rannsóknarsvæði okkar voru frábrugðin þeim sem áður hafa verið tilkynnt í ETNP og öðrum OMZ-svæðum, svo sem ETSP. Snefilmagn af súrefnisþéttni (um 0,35 μM) var til staðar um allan kjarna OMZ-svæðisins á sýnatökustað okkar. Þar af leiðandi voru nítrítuppsöfnun, sem venjulega er greint frá í OMZ-kjarna, ekki til staðar, og það sama á við um raðir fyrir anammox-bakteríur (Brocadiales-ættkvíslina).CandidatusScalindua), sem finnast almennt yfir oxíð-súrefnismörk í öðrum kerfum. Hins vegar er dreifing ammóníak-oxandi baktería (AOB) og fornbaktería (AOA) og hámarks sjálfsofnæmis kolefnisupptökuhraði (1,4 μM C d–1) féll saman við áberandi hámarks ammoníumþéttni nálægt toppi OMZ kjarnans. Að auki voru meðlimir ættkvíslarinnarNítróspina, var ríkjandi nítrítoxandi bakteríuklaða (NOB) til staðar sem bendir til þess að bæði ammoníak- og nítrítoxun eigi sér stað við snefilmagn af súrefni. Greining á líkindaprófi (ANOSIM) og ómældri víddarkvarða (nMDS) leiddi í ljós að þyrpingafræðilegar framsetningar baktería og fornleifa voru marktækt mismunandi milli stærðarhluta. Byggt á ANOSIM og iTag sniðum var samsetning PA-samsetninga minna undir áhrifum af ríkjandi dýptarháðu lífefnafræðilegu umhverfi en FL-hlutinn. Byggt á nærveru AOA, NOB og snefilmagns af súrefni í kjarna OMZ leggjum við til að nítrun sé virkt ferli í köfnunarefnishringrásinni á þessu svæði í ETNP OMZ.
Inngangur
Vegna áframhaldandi loftslagsbreytinga og staðbundinna athafna manna hefur styrkur uppleysts súrefnis verið að minnka í opnu hafi og í strandsvæðum (Breitburg o.fl., 2018Áætlað súrefnistap úr opnu hafi síðustu 60 árin er meira en 2% (Schmidtko o.fl., 2017), sem vekur áhyggjur af afleiðingum útþenslu súrefnissnauðs svæðis (Paulmier og Ruiz-Pino, 2009). OMZ í opnu hafi myndast þegar mikil frumframleiðsla á yfirborði kyndir undir líffræðilegri súrefnisþörf í neðanjarðarvatni sem fer yfir loftræstingu á dýpi. Súrefnisþéttni í vatnssúlum OMZ getur haft brattar halla (oxýklín) fyrir ofan og neðan súrefnissnauðan kjarna sem myndar súrefnissnauð (venjulega á milli 2 og ~90 μM), suboxísk (<2 μM) og súrefnissnauð (undir greiningarmörkum (~10 nM) lög af mismunandi stærð (Bertagnolli og Stewart, 2018). Súrefnishallar leiða til lóðréttrar uppbyggingar á frumdýrum og örverusamfélögum og lífefnafræðilegra ferla meðfram þessum víðfeðmu súrefnislínum (Belmar o.fl., 2011).
Einhver hæsta hlutfall köfnunarefnistaps hefur verið skráð í umhverfissvæðum í austurhluta hitabeltissvæðisins í Norður-Kyrrahafinu (ETNP) og Suður-Kyrrahafinu (ETSP) (Callbeck o.fl., 2017;Penn o.fl., 2019), varanlega lagskipt Cariaco-vatnasvæði (Montes o.fl., 2013), Arabíuhafið (Ward o.fl., 2009), og OMZ uppstreymiskerfisins í Benguela (Kuypers o.fl., 2005Í þessum kerfum leiða örverufræðileg ferli eins og dæmigerð denitrifun (óeðlileg afoxun nítrats í köfnunarefnismilliefni og oft í tvíköfnunarefnisgas) og anammox (loftfirrt ammóníumoxun) til köfnunarefnistaps sem getur hugsanlega takmarkað frumframleiðslu (Ward o.fl., 2007Þar að auki er áætlað að losun köfnunarefnisoxíðs (öflug gróðurhúsalofttegund) frá örverufræðilegri afnítrun sem á sér stað í umhverfissvæðum skýri að minnsta kosti þriðjung af náttúrulegri losun köfnunarefnisoxíðs í heiminum (Naqvi o.fl., 2010).
ETNP OMZ er stórt, viðvarandi og vaxandi súrefnislágmarkssvæði sem telur næstum helming af heildarflatarmáli hnattrænna OMZ-svæða og er staðsett á milli 0–25°N breiddargráðu og 75°V lengdargráðu.Paulmier og Ruiz-Pino, 2009;Schmidtko o.fl., 2017Vegna vistfræðilegs mikilvægis þeirra hefur lífefnafræði og örverufjölbreytni mismunandi ETNP OMZ svæða verið rannsökuð ítarlega (t.d.Beman og Carolan, 2013;Duret o.fl., 2015;Ganesh o.fl., 2015;Chronopoulou o.fl., 2017;Pak o.fl., 2015;Peng o.fl., 2015Fyrri rannsóknir hafa sýnt að uppleyst súrefni í þessum kjarna OMZ (um 250–750 m dýpi) er yfirleitt nálægt eða undir greiningarmörkum (um 10 nM) (Tiano o.fl., 2014;Garcia-Robledo o.fl., 2017Hins vegar, meðfram norðurjaðri OMZ ETNP (staðsetning rannsóknarstaðarins ~22°N) getur súrefnisþéttni í 500 m dýpi náð ársmeðaltali á milli 10 og 20 μM (Paulmier og Ruiz-Pino, 2009; Gögn úr Heimshafsatlasinu 2013)1Í þeirri vettvangsrannsókn sem hér er greint frá, mældum við súrefni í kjarna OMZ í nægilegum styrk (0,35 μM) til að styðja við loftháð örverufræðileg ferli, svo sem oxun ammoníums og nítríts, og að hluta til hindra mikilvæg loftfirrð örverufræðileg ferli. Loftháð örverufræðileg ferli hafa áður verið greind í sýnilega suboxískum eða súrefnislausum lögum ETNP OMZ (Peng o.fl., 2015;Garcia-Robledo o.fl., 2017;Penn o.fl., 2019Hins vegar eru þættir sem stjórna dreifingu og virkni tiltekinna virkra hópa örvera í OMZ ekki enn að fullu skildir.
Tilvist nítrunarefna þar sem súrefni er ómælanlegt í OMZ má skýra með nýlegum breytingum á lóðréttri stöðu oxýklínsins vegna tímabundinnar lóðréttrar súrefnisloftræstingar, sem getur leitt til skammvinns súrefnismagns í kjarna OMZ (Muller-Karger o.fl., 2001;Ulloa o.fl., 2012;Garcia-Robledo o.fl., 2017). Loftháðar eða örloftháðar stofnanir, þar á meðal nítrunarefni, geta nýtt sér slíkar tímabundnar aðstæður. Ennfremur geta sökkvandi agnir úr yfirþekju (samsafnaðar frumur, saurkorn og flókin lífræn efni) innihaldið snefilmagn af súrefni (Ganesh o.fl., 2014Þannig geta súrefni og loftháðar örverur borist í annars súrefnissnautt vatn, sem gerir tímabundið kleift að loftháð efnaskipti eigi sér stað í tengslum við agnir. Agnir eru þekktar fyrir að vera heitir reitir í lífefnafræðilegri hringrás örvera (Símon o.fl., 2002;Ganesh o.fl., 2014) og geta stutt andstæða loftfirrta eða loftháða örveruferla sem ekki sjást í frjálsu lífi (Alldredge og Cohen, 1987;Wright o.fl., 2012;Suter o.fl., 2018).
Í þessari rannsókn könnum við dreifkjörnungasamfélög sem eru á norðurjaðri OMZ svæðisins í ETNP og umhverfisþætti sem líklega hafa áhrif á lóðrétta dreifingu þeirra með því að nota 16S amplicon raðgreiningu (iTags) ásamt fjölbreytutölfræði. Við skoðuðum tvö stærðarbrot; frjálslifandi (0,2–2,7 μm) brot og agnatengda brot (>2,7 μm, sem fanga agnir sem og frumur) á mörgum dýpi meðfram oxýklíninu sem samsvara mismunandi oxunar-afoxunarskilyrðum.
Við getum útvegað skynjara fyrir uppleyst súrefni með mismunandi breytum, þannig að hægt sé að fylgjast með sameindaþéttni í rauntíma. Velkomin(n) í ráðgjöf.
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
Birtingartími: 5. júlí 2024