अक्सिजन न्यूनतम क्षेत्रमा प्रोकारियोप्ल्याङ्क्टन समुदाय संरचनामा घुलनशील अक्सिजनको ट्रेसको छाप

पूर्वी उष्णकटिबंधीय उत्तरी प्रशान्त (ETNP) एक ठूलो, निरन्तर, र तीव्र अक्सिजन न्यूनतम क्षेत्र (OMZ) हो जसले विश्वव्यापी OMZ हरूको कुल क्षेत्रफलको लगभग आधा ओगटेको छ। OMZ कोर (~350–700 मिटर गहिराई) भित्र, घुलनशील अक्सिजन सामान्यतया आधुनिक सेन्सरहरूको विश्लेषणात्मक पत्ता लगाउने सीमा (~10 nM) नजिक वा तल हुन्छ। OMZ कोर माथि र तल ठाडो अक्सिजन ग्रेडियन्टहरूले माइक्रोबियल समुदायहरूको ठाडो संरचनामा नेतृत्व गर्दछ जुन कण-सम्बद्ध (PA) र मुक्त-जीवित (FL) आकार अंशहरू बीच पनि भिन्न हुन्छ। यहाँ, हामी FL र PA आकार अंशहरू बीच र परिवेश रेडक्स अवस्थाहरूको दायरा बीच प्रोकारियोटिक जनसंख्याको विविधता र वितरणको विश्लेषण गर्न 16S एम्प्लिकन अनुक्रमण (iTags) प्रयोग गर्छौं। हाम्रो अध्ययन क्षेत्रमा हाइड्रोग्राफिक अवस्थाहरू ETNP र अन्य OMZ हरूमा पहिले रिपोर्ट गरिएकाहरू भन्दा फरक थिए, जस्तै ETSP। हाम्रो नमूना स्थानमा OMZ कोरभरि अक्सिजन सांद्रता (~0.35 μM) ट्रेस गर्नुहोस्। फलस्वरूप, OMZ कोरहरूको लागि सामान्यतया रिपोर्ट गरिएको नाइट्राइट संचय अनुपस्थित थियो किनकि anammox ब्याक्टेरियाको लागि अनुक्रमहरू अनुपस्थित थिए (ब्रोकाडियालेस जीनसउम्मेदवारस्कालिन्डुआ), जुन सामान्यतया अन्य प्रणालीहरूमा अक्सिक-एनोक्सिक सीमाहरूमा पाइन्छ। यद्यपि, अमोनिया-अक्सिडाइजिंग ब्याक्टेरिया (AOB) र आर्किया (AOA) वितरण र अधिकतम अटोट्रोफिक कार्बन आत्मसात दरहरू (१.४ μM C d^–१) OMZ कोरको माथिल्लो भाग नजिकै उच्चारण गरिएको अमोनियम सांद्रतासँग मेल खायो। यसको अतिरिक्त, जीनसका सदस्यहरूनाइट्रोस्पिना, एक प्रमुख नाइट्राइट-अक्सिडाइजिंग ब्याक्टेरियल (NOB) क्लेड उपस्थित थियो जसले सुझाव दिन्छ कि अमोनिया र नाइट्राइट दुवै अक्सिडेशन ट्रेस अक्सिजन सांद्रतामा हुन्छ। समानता परीक्षण (ANOSIM) र गैर-मेट्रिक आयामी स्केलिंग (nMDS) को विश्लेषणले ब्याक्टेरिया र आर्किएल फाइलोजेनेटिक प्रतिनिधित्वहरू आकार अंशहरू बीच उल्लेखनीय रूपमा फरक थिए भनेर पत्ता लगायो। ANOSIM र iTag प्रोफाइलहरूमा आधारित, PA एसेम्ब्लेजहरूको संरचना FL अंश भन्दा प्रचलित गहिराई-निर्भर जैविक-रासायनिक शासनबाट कम प्रभावित थियो। OMZ कोरमा AOA, NOB र ट्रेस अक्सिजनको उपस्थितिको आधारमा हामी सुझाव दिन्छौं कि ETNP OMZ को यस क्षेत्रको नाइट्रोजन चक्रमा नाइट्रिफिकेशन एक सक्रिय प्रक्रिया हो।

परिचय

निरन्तर जलवायु परिवर्तन र स्थानीयकृत मानवीय गतिविधिहरूको प्रतिक्रियामा, खुला समुद्र र तटीय समुद्री प्रणालीहरूमा घुलित अक्सिजनको सांद्रता घट्दै गएको छ (ब्रेटबर्ग एट अल।, २०१८)। विगत ६० वर्षमा खुला समुन्द्रबाट अनुमानित अक्सिजन क्षति २% भन्दा बढी छ (श्मिट्को एट अल।, २०१७), अक्सिजन-घटेको क्षेत्र विस्तारको परिणामहरूको बारेमा चिन्ता सिर्जना गर्दै (पलमियर र रुइज-पिनो, २००९)। खुला महासागर OMZ हरू तब बन्छन् जब उच्च सतह प्राथमिक उत्पादनले भू-सतह पानीमा जैविक अक्सिजनको मागलाई इन्धन दिन्छ जुन गहिराइमा भौतिक भेन्टिलेसनको दर भन्दा बढी हुन्छ। OMZ पानी स्तम्भहरूमा अक्सिजन सांद्रतामा अक्सिजन-घटेको कोर माथि र तल ठाडो ग्रेडियन्ट (अक्सिकलाइन) हुन सक्छ जसले हाइपोक्सिक (सामान्यतया २ र ~९० μM बीच), सबोक्सिक (<२ μM) र एनोक्सिक (पत्ता लगाउने सीमाभन्दा कम (~१० nM) फरक आयामहरूको तहहरू सिर्जना गर्दछ (बर्टाग्नोली र स्टीवर्ट, २०१८)। अक्सिजन ग्रेडियन्टहरूले मेटाजोआन र माइक्रोबियल समुदायहरूको ठाडो संरचना र यी व्यापक अक्सिकलाइनहरूमा जैविक भू-रासायनिक प्रक्रियाहरू निम्त्याउँछन् (बेल्मार एट अल।, २०११).

पूर्वी उष्णकटिबंधीय उत्तर प्रशान्त (ETNP) र दक्षिण प्रशान्त (ETSP) को OMZ हरूमा नाइट्रोजन क्षतिको उच्चतम दर रेकर्ड गरिएको छ (कलबेक एट अल।, २०१७;पेन एट अल।, २०१९), स्थायी रूपमा स्तरीकृत क्यारियाको बेसिन (मोन्टेस एट अल।, २०१३), अरब सागर (वार्ड एट अल।, २००९), र बेन्गुएला अपवेलिंग प्रणालीको OMZ (कुइपर्स एट अल।, २००५)। यी प्रणालीहरूमा, क्यानोनिकल डेनिट्रिफिकेशन (नाइट्रेटको नाइट्रोजन मध्यवर्ती र प्रायः डायनाइट्रोजन ग्यासमा हेटेरोट्रोफिक कमी) र एनामोक्स (एनारोबिक अमोनियम अक्सिडेशन) को सूक्ष्मजीव प्रक्रियाहरूले नाइट्रोजन हानि निम्त्याउँछ जसले सम्भावित रूपमा प्राथमिक उत्पादनलाई सीमित गर्न सक्छ (वार्ड एट अल।, २००७)। यसबाहेक, OMZ हरूमा हुने सूक्ष्मजीव विकृतिकरणबाट समुद्री नाइट्रस अक्साइड उत्सर्जन (एक शक्तिशाली हरितगृह ग्यास) विश्वव्यापी प्राकृतिक नाइट्रस अक्साइड उत्सर्जनको कम्तिमा एक तिहाइको लागि जिम्मेवार हुने अनुमान गरिएको छ (नक्वी एट अल।, २०१०).

ETNP OMZ एउटा ठूलो, निरन्तर र तीव्र अक्सिजन न्यूनतम क्षेत्र हो जुन विश्वव्यापी OMZ हरूको कुल क्षेत्रफलको लगभग आधा ओगटेको छ, जुन ०-२५° उत्तर अक्षांश र ७५ र १८०° पश्चिम देशान्तरको बीचमा अवस्थित छ (पलमियर र रुइज-पिनो, २००९;श्मिट्को एट अल।, २०१७)। पारिस्थितिक महत्वका कारण, विभिन्न ETNP OMZ क्षेत्रहरूको जैविक भू-रसायन र सूक्ष्मजीव विविधताको गहन अध्ययन गरिएको छ (जस्तै,बेमन र क्यारोलन, २०१३;डुरेट एट अल।, २०१५;गणेश एट अल., २०१५;क्रोनोपोलोउ एट अल।, २०१७;प्याक एट अल।, २०१५;पेङ एट अल।, २०१५)। अघिल्ला अध्ययनहरूले रिपोर्ट गरेका छन् कि यस OMZ कोर (~२५०–७५० मिटर गहिराई) मा घुलनशील अक्सिजन सामान्यतया विश्लेषणात्मक पत्ता लगाउने सीमा (~१० nM) नजिक वा तल हुन्छ (टियानो एट अल।, २०१४;गार्सिया-रोबलेडो एट अल।, २०१७)। यद्यपि, ETNP को OMZ (अध्ययन स्थल स्थान ~२२°N) को उत्तरी किनारामा ५०० मिटरमा अक्सिजन सांद्रता १० र २० μM बीचको वार्षिक औसतमा पुग्न सक्छ (पलमियर र रुइज-पिनो, २००९; विश्व महासागर एटलस २०१३ बाट प्राप्त तथ्याङ्क)^१। यहाँ रिपोर्ट गरिएको क्षेत्र अभियानको क्रममा, हामीले OMZ कोरमा अक्सिजन पर्याप्त सांद्रता (०.३५ μM) मा मापन गर्यौं जसले अमोनियम र नाइट्राइट अक्सिडेशन जस्ता एरोबिक माइक्रोबियल प्रक्रियाहरूलाई समर्थन गर्दछ, र आंशिक रूपमा महत्त्वपूर्ण एनारोबिक माइक्रोबियल प्रक्रियाहरूलाई रोक्छ। एरोबिक माइक्रोबियल प्रक्रियाहरू पहिले ETNP OMZ को सबोक्सिक वा एनोक्सिक तहहरूमा पत्ता लगाइएको छ (पेङ एट अल।, २०१५;गार्सिया-रोबलेडो एट अल।, २०१७;पेन एट अल।, २०१९)। यद्यपि, OMZ हरूमा सूक्ष्मजीवहरूको विशिष्ट कार्यात्मक समूहहरूको वितरण र गतिविधिहरूलाई नियन्त्रण गर्ने कारकहरू अझै पूर्ण रूपमा बुझिएका छैनन्।

OMZ मा अक्सिजन पत्ता लगाउन नसकिने ठाउँमा नाइट्रिफायरहरूको उपस्थितिलाई एपिसोडिक ठाडो अक्सिजन भेन्टिलेसनको कारणले गर्दा अक्सिक्लाइनको ठाडो स्थितिमा हालै भएको परिवर्तनद्वारा व्याख्या गर्न सकिन्छ, जसले OMZ कोर भित्र क्षणिक ट्रेस अक्सिजन स्तर निम्त्याउन सक्छ (मुलर-कार्गर एट अल।, २००१;उलोआ एट अल।, २०१२;गार्सिया-रोबलेडो एट अल।, २०१७)। यस्ता क्षणिक अवस्थाहरू एरोबिक वा माइक्रोएरोफिलिक जनसंख्या, नाइट्रिफायरहरू सहित, द्वारा शोषण गर्न सकिन्छ। यसबाहेक, एपिपेलेजिक (एकत्रित कोषहरू, मल गोलीहरू, र जटिल जैविक पदार्थहरू) बाट डुब्ने कणहरूमा अक्सिजनको ट्रेस स्तर हुन सक्छ (गणेश एट अल., २०१४)। यसरी, अक्सिजन र एरोबिक सूक्ष्मजीवहरूलाई अन्यथा एनोक्सिक पानीमा ढुवानी गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा कणहरूसँगको सम्बन्धमा अस्थायी रूपमा एरोबिक मेटाबोलिज्महरू हुन सक्छन्। कणहरू माइक्रोबियल जैविक-रासायनिक साइक्लिङको हटस्पटको रूपमा चिनिन्छन् (साइमन एट अल।, २००२;गणेश एट अल., २०१४) र स्वतन्त्र-जीवित अवस्थामा अवलोकन नगरिने विरोधाभासी एनारोबिक वा एरोबिक माइक्रोबियल प्रक्रियाहरूलाई समर्थन गर्न सक्छ (अल्ड्रेज र कोहेन, १९८७;राइट एट अल।, २०१२;सुटर एट अल, २०१८).

यस अध्ययनमा, हामी ETNP को OMZ को उत्तरी सीमान्तमा ओगटेका प्रोकारियोटिक समुदायहरू र बहुभिन्न तथ्याङ्कहरूसँग मिलेर 16S एम्प्लिकन अनुक्रमण (iTags) प्रयोग गरेर तिनीहरूको ठाडो वितरणलाई प्रभाव पार्ने वातावरणीय कारकहरूको अनुसन्धान गर्छौं। हामीले दुई आकारका अंशहरू जाँच गर्यौं; मुक्त-जीवित (0.2–2.7 μm) अंश, र कण-सम्बन्धित अंश (>2.7 μm, कणहरू साथै प्रोटिस्टान कोशिकाहरू क्याप्चर गर्ने) अक्सिक्लाइनको साथ धेरै गहिराइमा जुन फरक रेडक्स अवस्थाहरूसँग मेल खान्छ।

हामी विभिन्न प्यारामिटरहरू सहित घुलित अक्सिजन सेन्सरहरू प्रदान गर्न सक्छौं, ताकि आणविक सांद्रतालाई वास्तविक समयमा निगरानी गर्न सकियोस्। परामर्श गर्न स्वागत छ।

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