ऑक्सिजन किमान झोनमध्ये प्रोकेरियोप्लँक्टन समुदाय संरचनेवर विरघळलेल्या ऑक्सिजनचा ठसा

पूर्व उष्णकटिबंधीय उत्तर पॅसिफिक (ETNP) हा एक मोठा, सतत आणि तीव्र होणारा ऑक्सिजन किमान क्षेत्र (OMZ) आहे जो जागतिक OMZ च्या एकूण क्षेत्रफळाच्या जवळजवळ अर्धा भाग व्यापतो. OMZ कोरमध्ये (~350–700 मीटर खोली), विरघळलेला ऑक्सिजन सामान्यतः आधुनिक सेन्सर्सच्या विश्लेषणात्मक शोध मर्यादेच्या जवळ किंवा खाली असतो (~10 nM). OMZ कोरच्या वर आणि खाली असलेल्या तीव्र ऑक्सिजन ग्रेडियंट्समुळे सूक्ष्मजीव समुदायांची उभ्या रचना होते जी कण-संबंधित (PA) आणि मुक्त-जिवंत (FL) आकाराच्या अपूर्णांकांमध्ये देखील भिन्न असते. येथे, आम्ही FL आणि PA आकाराच्या अपूर्णांकांमधील आणि सभोवतालच्या रेडॉक्स परिस्थितींच्या श्रेणीमध्ये प्रोकॅरियोटिक लोकसंख्येची विविधता आणि वितरण विश्लेषण करण्यासाठी 16S अँप्लिकॉन सिक्वेन्सिंग (iTags) वापरतो. आमच्या अभ्यास क्षेत्रातील हायड्रोग्राफिक परिस्थिती पूर्वी ETNP आणि इतर OMZ मध्ये नोंदवलेल्या परिस्थितींपेक्षा वेगळी होती, जसे की ETSP. आमच्या नमुना स्थानावर संपूर्ण OMZ कोरमध्ये ट्रेस ऑक्सिजन सांद्रता (~0.35 μM) उपस्थित होती. परिणामी, OMZ कोरसाठी सामान्यतः नोंदवलेले नायट्रेट संचय अनुपस्थित होते जसे की अॅनामॉक्स बॅक्टेरियासाठी अनुक्रम होते (ब्रोकाडियालेस जीनसउमेदवारस्कॅलिंडुआ), जे सामान्यतः इतर प्रणालींमध्ये ऑक्सिक-अ‍ॅनॉक्सिक सीमा ओलांडून आढळतात. तथापि, अमोनिया-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरिया (AOB) आणि आर्किया (AOA) वितरण आणि जास्तीत जास्त ऑटोट्रॉफिक कार्बन अ‍ॅसिमिलेशन दर (1.4 μM C d^–१) OMZ कोरच्या वरच्या बाजूला जास्तीत जास्त अमोनियम एकाग्रतेशी जुळले. याव्यतिरिक्त, वंशाचे सदस्यनायट्रोस्पिनामध्ये, एक प्रमुख नायट्राइट-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरियल (NOB) क्लेड उपस्थित होते जे सूचित करते की अमोनिया आणि नायट्राइट दोन्ही ऑक्सिडेशन ट्रेस ऑक्सिजन सांद्रतेवर होतात. समानता चाचणी (ANOSIM) आणि नॉन-मेट्रिक डायमेंशनल स्केलिंग (nMDS) च्या विश्लेषणातून असे दिसून आले की आकार अपूर्णांकांमध्ये बॅक्टेरिया आणि आर्किअल फायलोजेनेटिक प्रतिनिधित्व लक्षणीयरीत्या भिन्न होते. ANOSIM आणि iTag प्रोफाइलवर आधारित, PA असेंब्लेजची रचना FL अपूर्णांकापेक्षा प्रचलित खोली-आधारित जैव-भू-रासायनिक पद्धतीमुळे कमी प्रभावित झाली. OMZ कोरमध्ये AOA, NOB आणि ट्रेस ऑक्सिजनच्या उपस्थितीवर आधारित आम्ही असे सुचवतो की ETNP OMZ च्या या प्रदेशातील नायट्रोजन चक्रात नायट्रिफिकेशन ही एक सक्रिय प्रक्रिया आहे.

परिचय

चालू हवामान बदल आणि स्थानिक मानवी क्रियाकलापांमुळे, खुल्या महासागरात आणि किनारी सागरी प्रणालींमध्ये विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होत आहे (ब्रेटबर्ग आणि इतर, २०१८). गेल्या ६० वर्षात खुल्या समुद्रातून होणारे अंदाजे ऑक्सिजनचे नुकसान २% पेक्षा जास्त आहे (श्मिट्को आणि इतर, २०१७), ऑक्सिजन-कमी झालेल्या झोन विस्ताराच्या परिणामांबद्दल चिंता निर्माण करणे (पॉलमियर आणि रुईझ-पिनो, २००९). जेव्हा उच्च पृष्ठभागावरील प्राथमिक उत्पादनामुळे भूपृष्ठावरील पाण्यामध्ये जैविक ऑक्सिजनची मागणी वाढते तेव्हा खुल्या महासागरातील OMZ तयार होतात जे खोलीवर भौतिक वायुवीजनाच्या दरापेक्षा जास्त असतात. OMZ पाण्याच्या स्तंभांमध्ये ऑक्सिजन सांद्रतेमध्ये ऑक्सिजन-कमी झालेल्या गाभ्याच्या वर आणि खाली तीव्र ग्रेडियंट (ऑक्सिकलाइन) असू शकतात ज्यामुळे हायपोक्सिक (सामान्यत: 2 आणि ~90 μM दरम्यान), सबऑक्सिक (<2 μM) आणि अॅनोक्सिक (शोध मर्यादेपेक्षा कमी (~10 nM) वेगवेगळ्या आयामांचे थर तयार होतात (बर्टाग्नोली आणि स्टीवर्ट, २०१८). ऑक्सिजन ग्रेडियंटमुळे मेटाझोअन आणि सूक्ष्मजीव समुदायांची उभ्या रचना होते आणि या विस्तृत ऑक्सिक्लाइन्सवर जैव-भू-रासायनिक प्रक्रिया होतात (बेल्मार आणि इतर, २०११).

पूर्व उष्णकटिबंधीय उत्तर पॅसिफिक (ETNP) आणि दक्षिण पॅसिफिक (ETSP) च्या OMZ मध्ये नायट्रोजन नुकसानाचे काही सर्वाधिक दर नोंदवले गेले आहेत (कॉलबेक आणि इतर, २०१७;पेन आणि इतर, २०१९), कायमचे स्तरीकृत कॅरियाको बेसिन (मोंटेस आणि इतर, २०१३), अरबी समुद्र (वॉर्ड आणि इतर, २००९), आणि बेंगुएला अपवेलिंग सिस्टमचे ओएमझेड (कुयपर्स आणि इतर, २००५). या प्रणालींमध्ये, कॅनोनिकल डेनायट्रिफिकेशन (नायट्रेटचे नायट्रोजन इंटरमीडिएट्समध्ये आणि बहुतेकदा डायनायट्रोजन वायूमध्ये विषम घट) आणि अॅनामॉक्स (अ‍ॅनारोबिक अमोनियम ऑक्सिडेशन) या सूक्ष्मजीव प्रक्रियांमुळे नायट्रोजनचे नुकसान होते जे संभाव्यतः प्राथमिक उत्पादन मर्यादित करू शकते (वॉर्ड आणि इतर, २००७). शिवाय, OMZs मध्ये होणाऱ्या सूक्ष्मजीव विनायट्रिफिकेशनमधून होणारे समुद्री नायट्रस ऑक्साईड उत्सर्जन (एक शक्तिशाली हरितगृह वायू) जागतिक नैसर्गिक नायट्रस ऑक्साईड उत्सर्जनाच्या किमान एक तृतीयांश असल्याचा अंदाज आहे (नक्वी आणि इतर, २०१०).

ETNP OMZ हा एक मोठा, सतत आणि तीव्र होणारा ऑक्सिजन किमान झोन आहे जो जागतिक OMZ च्या एकूण क्षेत्रफळाच्या जवळजवळ अर्धा भाग व्यापतो, जो 0-25°N अक्षांश आणि 75 आणि 180°W रेखांश दरम्यान स्थित आहे (पॉलमियर आणि रुईझ-पिनो, २००९;श्मिट्को आणि इतर, २०१७). त्यांच्या पर्यावरणीय महत्त्वामुळे, वेगवेगळ्या ETNP OMZ प्रदेशांमधील जैव-भू-रसायनशास्त्र आणि सूक्ष्मजीव विविधतेचा सखोल अभ्यास केला गेला आहे (उदा.,बेमन आणि कॅरोलन, २०१३;ड्युरेट आणि इतर, २०१५;गणेश आणि इतर, २०१५;क्रोनोपौलो आणि इतर, २०१७;पॅक आणि इतर, २०१५;पेंग आणि इतर, २०१५). मागील अभ्यासात असे दिसून आले आहे की या OMZ कोरमध्ये (~२५०–७५० मीटर खोली) विरघळलेला ऑक्सिजन सामान्यतः विश्लेषणात्मक शोध मर्यादेजवळ किंवा त्यापेक्षा कमी असतो (~१० nM) (तियानो आणि इतर, २०१४;गार्सिया-रोबलेडो आणि इतर, २०१७). तथापि, ETNP च्या OMZ च्या उत्तरेकडील सीमेवर (अभ्यास स्थळ स्थान ~22°N) 500 मीटर वर ऑक्सिजन सांद्रता 10 ते 20 μM दरम्यान वार्षिक सरासरीपर्यंत पोहोचू शकते (पॉलमियर आणि रुईझ-पिनो, २००९; वर्ल्ड ओशन अ‍ॅटलस २०१३ मधील डेटा)^१. येथे नोंदवलेल्या क्षेत्र मोहिमेदरम्यान, आम्ही OMZ कोरमध्ये अमोनियम आणि नायट्रेट ऑक्सिडेशन सारख्या एरोबिक सूक्ष्मजीव प्रक्रियांना समर्थन देण्यासाठी आणि महत्त्वाच्या अॅनारोबिक सूक्ष्मजीव प्रक्रियांना अंशतः प्रतिबंधित करण्यासाठी पुरेशा सांद्रतेवर (0.35 μM) ऑक्सिजन मोजले. ETNP OMZ च्या वरवर सबॉक्सिक किंवा अॅनारोबिक थरांमध्ये एरोबिक सूक्ष्मजीव प्रक्रिया यापूर्वी आढळल्या आहेत (पेंग आणि इतर, २०१५;गार्सिया-रोबलेडो आणि इतर, २०१७;पेन आणि इतर, २०१९). तथापि, OMZ मध्ये सूक्ष्मजीवांच्या विशिष्ट कार्यात्मक गटांचे वितरण आणि क्रियाकलाप नियंत्रित करणारे घटक अद्याप पूर्णपणे समजलेले नाहीत.

OMZ मध्ये ऑक्सिजन शोधता येत नाही अशा ठिकाणी नायट्रिफायर्सची उपस्थिती एपिसोडिक उभ्या ऑक्सिजन वेंटिलेशनमुळे ऑक्सिक्लाइनच्या उभ्या स्थितीत अलिकडच्या बदलांद्वारे स्पष्ट केली जाऊ शकते, ज्यामुळे OMZ कोरमध्ये क्षणिक ट्रेस ऑक्सिजन पातळी होऊ शकते (मुलर-कार्गर आणि इतर, २००१;उलोआ आणि इतर, २०१२;गार्सिया-रोबलेडो आणि इतर, २०१७). अशा क्षणिक परिस्थितींचा वापर एरोबिक किंवा मायक्रोएरोफिलिक लोकसंख्येद्वारे केला जाऊ शकतो, ज्यामध्ये नायट्रिफायर्सचा समावेश आहे. शिवाय, एपिपेलेजिक (एकत्रित पेशी, विष्ठा गोळ्या आणि जटिल सेंद्रिय पदार्थ) मधून बुडणाऱ्या कणांमध्ये ऑक्सिजनचे ट्रेस स्तर असू शकतात (गणेश आणि इतर, २०१४). अशाप्रकारे, ऑक्सिजन आणि एरोबिक सूक्ष्मजंतूंना अन्यथा अ‍ॅनोक्सिक पाण्यात वाहून नेले जाऊ शकते, ज्यामुळे कणांच्या सहवासात एरोबिक चयापचय तात्पुरते होऊ शकतात. कण सूक्ष्मजीव जैव-भू-रासायनिक चक्राचे हॉटस्पॉट म्हणून ओळखले जातात (सायमन आणि इतर, २००२;गणेश आणि इतर, २०१४) आणि मुक्त-जिवंत अवस्थेत न आढळणाऱ्या विरोधाभासी अॅनारोबिक किंवा एरोबिक सूक्ष्मजीव प्रक्रियांना समर्थन देऊ शकते (ऑलड्रेज आणि कोहेन, १९८७;राईट आणि इतर, २०१२;सुटर आणि इतर, २०१८).

या अभ्यासात, आम्ही ETNP च्या OMZ च्या उत्तरेकडील सीमेवर व्यापलेल्या प्रोकेरियोटिक समुदायांचा आणि बहुपरिवर्तनीय सांख्यिकीसह 16S अँप्लिकॉन सिक्वेन्सिंग (iTags) वापरून त्यांच्या उभ्या वितरणावर परिणाम करणारे पर्यावरणीय घटकांचा अभ्यास करतो. आम्ही दोन आकाराचे अपूर्णांक तपासले; मुक्त-जिवंत (0.2–2.7 μm) अपूर्णांक आणि कण-संबंधित अपूर्णांक (>2.7 μm, कण तसेच प्रोटिस्टन पेशी कॅप्चर करणारे) ऑक्सिक्लाइनच्या बाजूने अनेक खोलीवर जे वेगळ्या रेडॉक्स परिस्थितीशी संबंधित आहेत.

आम्ही वेगवेगळ्या पॅरामीटर्ससह विरघळलेले ऑक्सिजन सेन्सर प्रदान करू शकतो, जेणेकरून आण्विक एकाग्रतेचे वास्तविक वेळेत निरीक्षण केले जाऊ शकते. सल्लामसलत करण्यासाठी आपले स्वागत आहे.

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