ऑक्सिजन किमान क्षेत्रात प्रोकॅरियोप्लँक्टन समुदायाच्या संरचनेवर अल्प प्रमाणात विरघळलेल्या ऑक्सिजनचा ठसा

पूर्व उष्णकटिबंधीय उत्तर पॅसिफिक (ETNP) हा एक मोठा, दीर्घकाळ टिकणारा आणि तीव्र होत जाणारा ऑक्सिजन किमान क्षेत्र (OMZ) आहे, जो जागतिक OMZ च्या एकूण क्षेत्राच्या जवळपास अर्धा भाग व्यापतो. OMZ च्या गाभ्यामध्ये (सुमारे ३५०-७०० मीटर खोली), विरघळलेला ऑक्सिजन सामान्यतः आधुनिक सेन्सर्सच्या विश्लेषणात्मक शोध मर्यादेच्या (∼१० nM) जवळ किंवा खाली असतो. OMZ च्या गाभ्याच्या वर आणि खाली असलेल्या ऑक्सिजनच्या तीव्र प्रवणतेमुळे सूक्ष्मजीव समुदायांची उभी रचना होते, जी कणांशी संबंधित (PA) आणि मुक्त-जीवित (FL) या आकार गटांमध्ये देखील बदलते. येथे, आम्ही FL आणि PA आकार गटांमधील आणि सभोवतालच्या रेडॉक्स परिस्थितींच्या श्रेणीतील प्रोकॅरियोटिक लोकसंख्येची विविधता आणि वितरणाचे विश्लेषण करण्यासाठी १६S ॲम्प्लिकॉन सिक्वेन्सिंग (iTags) वापरतो. आमच्या अभ्यास क्षेत्रातील जलशास्त्रीय परिस्थिती ETNP आणि ETSP सारख्या इतर OMZ मध्ये पूर्वी नोंदवलेल्या परिस्थितींपेक्षा वेगळी होती. आमच्या नमुना संकलन स्थानी, संपूर्ण OMZ गाभ्यामध्ये ऑक्सिजनची अत्यल्प सांद्रता (∼०.३५ μM) आढळली. परिणामी, OMZ कोरमध्ये सामान्यतः आढळणारे नायट्राइटचे संचय अनुपस्थित होते, तसेच ॲनामॉक्स जिवाणूंचे (ब्रोकाडिएल्स प्रजाती) अनुक्रमही अनुपस्थित होते.कॅंडिडेटसस्कॅलिंडुआ), जे इतर प्रणालींमध्ये ऑक्सिक-अनॉक्सिक सीमांवर सामान्यतः आढळतात. तथापि, अमोनिया-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरिया (AOB) आणि आर्किया (AOA) यांचे वितरण आणि कमाल स्वयंपोषी कार्बन आत्मसात करण्याचे दर (1.4 μM C ​​d^–१) हे OMZ कोरच्या वरच्या भागाजवळ अमोनियमच्या सांद्रतेच्या स्पष्ट कमाल पातळीशी जुळले. याव्यतिरिक्त, या प्रजातीचे सदस्यनायट्रोस्पिनानायट्राइट-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरियल (NOB) चा एक प्रमुख क्लेड उपस्थित होता, ज्यामुळे असे सूचित होते की अमोनिया आणि नायट्राइट ऑक्सिडेशन दोन्ही अत्यंत कमी ऑक्सिजनच्या सांद्रतेवर होतात. ॲनालिसिस ऑफ सिमिलॅरिटी टेस्ट (ANOSIM) आणि नॉन-मेट्रिक डायमेन्शनल स्केलिंग (nMDS) ने हे उघड केले की बॅक्टेरियल आणि आर्कियल फायलोजेनेटिक रिप्रेझेंटेशन्स आकारानुसार वेगवेगळ्या गटांमध्ये लक्षणीयरीत्या भिन्न होते. ANOSIM आणि iTag प्रोफाइलच्या आधारावर, PA समूहांच्या रचनेवर प्रचलित खोली-अवलंबित जैव-रासायनिक प्रणालीचा प्रभाव FL गटापेक्षा कमी होता. OMZ कोअरमध्ये AOA, NOB आणि अत्यंत कमी ऑक्सिजनच्या उपस्थितीच्या आधारावर, आम्ही असे सुचवतो की ETNP OMZ च्या या प्रदेशातील नायट्रोजन चक्रात नायट्रिफिकेशन ही एक सक्रिय प्रक्रिया आहे.

प्रस्तावना

सध्या सुरू असलेल्या हवामान बदलामुळे आणि स्थानिक मानवी क्रियाकलापांमुळे, खुल्या महासागरात आणि किनारी सागरी प्रणालींमध्ये विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होत आहे.ब्रेटबर्ग आणि इतर, २०१८गेल्या ६० वर्षांत खुल्या महासागरातून ऑक्सिजनची अंदाजित घट २% पेक्षा जास्त आहे.श्मिटको आणि इतर, २०१७), ऑक्सिजन-विरहित क्षेत्राच्या विस्ताराच्या परिणामांबद्दल चिंता निर्माण करणे (पॉलमियर आणि रुइझ-पिनो, २००९जेव्हा पृष्ठभागावरील उच्च प्राथमिक उत्पादनामुळे पृष्ठभागाखालील पाण्यात जैविक ऑक्सिजनची मागणी वाढते आणि ती खोलीवरील भौतिक वायुवीजनाच्या दरापेक्षा जास्त होते, तेव्हा खुल्या महासागरातील ऑक्सिजन-विरहित क्षेत्र (OMZ) तयार होतात. OMZ मधील पाण्याच्या स्तंभांमध्ये, ऑक्सिजन-विरहित गाभ्याच्या वर आणि खाली ऑक्सिजनच्या सांद्रतेमध्ये तीव्र उतार (ऑक्सीक्लाइन) असू शकतो, ज्यामुळे वेगवेगळ्या आकारांचे हायपॉक्सिक (साधारणपणे २ ते ~९० μM), सबॉक्सिक (<२ μM) आणि ॲनॉक्सिक (शोध मर्यादेपेक्षा कमी (~१० nM)) थर तयार होतात.बर्टाग्नोली आणि स्टीवर्ट, २०१८ऑक्सिजन प्रवणतेमुळे या विस्तृत ऑक्सिक्लाइन्सच्या बाजूने मेटाझोअन आणि सूक्ष्मजीव समुदायांची उभ्या दिशेने रचना आणि जैव-रासायनिक प्रक्रिया घडतात.बेलमार आणि इतर, २०११).

पूर्व उष्णकटिबंधीय उत्तर पॅसिफिक (ETNP) आणि दक्षिण पॅसिफिक (ETSP) च्या ऑक्सिजन संपृक्तता क्षेत्र (OMZs) मध्ये नायट्रोजन क्षय होण्याचे काही सर्वाधिक दर नोंदवले गेले आहेत.कॉलबेक आणि इतर, २०१७;पेन आणि इतर, २०१९), कायमस्वरूपी स्तरित कॅरिआको खोरे (मोंटेस आणि इतर, २०१३), अरबी समुद्र (वार्ड आणि इतर, २००९), आणि बेंग्वेला अपवेलिंग सिस्टमचे OMZ (कुयपर्स आणि इतर, २००५या प्रणालींमध्ये, कॅनोनिकल डीनायट्रिफिकेशन (नायट्रेटचे नायट्रोजन इंटरमीडिएट आणि अनेकदा डायनायट्रोजन वायूमध्ये हेटेरोट्रॉफिक रिडक्शन) आणि ॲनामॉक्स (ॲनारोबिक अमोनियम ऑक्सिडेशन) या सूक्ष्मजैविक प्रक्रियांमुळे नायट्रोजनची हानी होते, जी संभाव्यतः प्राथमिक उत्पादनास मर्यादित करू शकते.वार्ड आणि इतर, २००७शिवाय, ऑक्सिजन कमी असलेल्या क्षेत्रांमध्ये (OMZs) होणाऱ्या सूक्ष्मजैविक नायट्रीकरणामुळे होणारे सागरी नायट्रस ऑक्साईडचे उत्सर्जन (एक शक्तिशाली हरितगृह वायू) हे जागतिक नैसर्गिक नायट्रस ऑक्साईड उत्सर्जनाच्या किमान एक तृतीयांश असल्याचे अनुमान आहे.नक्वी आणि इतर, २०१०).

ईटीएनपी ओएमझेड (ETNP OMZ) हा एक मोठा, दीर्घकाळ टिकणारा आणि तीव्र होत असलेला ऑक्सिजन किमान क्षेत्र आहे, जो जागतिक ओएमझेडच्या एकूण क्षेत्राच्या जवळपास अर्धा भाग व्यापतो आणि ०-२५° उत्तर अक्षांश आणि ७५ ते १८०° पश्चिम रेखांश दरम्यान स्थित आहे.पॉलमियर आणि रुइझ-पिनो, २००९;श्मिटको आणि इतर, २०१७त्यांच्या पर्यावरणीय महत्त्वामुळे, ETNP OMZ च्या विविध प्रदेशांमधील जैवरसायनशास्त्र आणि सूक्ष्मजैविक विविधतेचा सखोल अभ्यास केला गेला आहे (उदा.,बेमन आणि कॅरोलन, २०१३;ड्यूरेट आणि इतर, २०१५;गणेश आणि इतर, २०१५;क्रोनोपोलू आणि इतर, २०१७;पॅक आणि इतर, २०१५;पेंग आणि इतर, २०१५मागील अभ्यासांनुसार, या OMZ कोअरमध्ये (सुमारे २५०-७५० मीटर खोली) विरघळलेला ऑक्सिजन सामान्यतः विश्लेषणात्मक शोध मर्यादेच्या (सुमारे १० nM) जवळपास किंवा त्यापेक्षा कमी असतो.टियानो आणि इतर, २०१४;गार्सिया-रोब्लेडो आणि इतर, २०१७तथापि, ईटीएनपीच्या ओएमझेडच्या (अभ्यास स्थळाचे स्थान ∼22°N) उत्तर सीमेवर 500 मीटरवर ऑक्सिजनची सांद्रता वार्षिक सरासरी 10 ते 20 μM पर्यंत पोहोचू शकते (पॉलमियर आणि रुइझ-पिनो, २००९(जागतिक महासागर ॲटलस २०१३ मधील डेटा)^१येथे वर्णन केलेल्या क्षेत्रीय मोहिमेदरम्यान, आम्ही OMZ च्या गाभ्यामध्ये ऑक्सिजनचे प्रमाण (0.35 μM) मोजले, जे अमोनियम आणि नायट्राइट ऑक्सिडेशनसारख्या एरोबिक सूक्ष्मजैविक प्रक्रियांना आधार देण्यासाठी आणि महत्त्वाच्या ॲनारोबिक सूक्ष्मजैविक प्रक्रियांना अंशतः रोखण्यासाठी पुरेसे होते. ETNP OMZ च्या वरवर पाहता सबॉक्सिक किंवा ॲनॉक्सिक थरांमध्ये एरोबिक सूक्ष्मजैविक प्रक्रिया यापूर्वी आढळून आल्या आहेत.पेंग आणि इतर, २०१५;गार्सिया-रोब्लेडो आणि इतर, २०१७;पेन आणि इतर, २०१९तथापि, OMZ मध्ये सूक्ष्मजीवांच्या विशिष्ट कार्यात्मक गटांचे वितरण आणि क्रियाकलाप नियंत्रित करणारे घटक अद्याप पूर्णपणे समजलेले नाहीत.

OMZ मध्ये जिथे ऑक्सिजन आढळत नाही तिथे नायट्रिफायर्सची उपस्थिती, अधूनमधून होणाऱ्या उभ्या ऑक्सिजन व्हेंटिलेशनमुळे ऑक्सिक्लाइनच्या उभ्या स्थितीत झालेल्या अलीकडील बदलांमुळे स्पष्ट केली जाऊ शकते, ज्यामुळे OMZ च्या गाभ्यामध्ये ऑक्सिजनची क्षणिक अल्प पातळी निर्माण होऊ शकते.मुलर-कारगर आणि इतर, २००१;उलोआ आणि इतर, २०१२;गार्सिया-रोब्लेडो आणि इतर, २०१७अशा क्षणिक परिस्थितींचा फायदा नायट्रिफायर्ससह एरोबिक किंवा मायक्रोएरोफिलिक जीवसमूह घेऊ शकतात. शिवाय, एपिपेलॅजिकमधून खाली बुडणाऱ्या कणांमध्ये (एकत्रित पेशी, विष्ठेच्या गोळ्या आणि जटिल सेंद्रिय पदार्थ) ऑक्सिजनचे अल्प प्रमाण असू शकते.गणेश आणि इतर, २०१४अशाप्रकारे, ऑक्सिजन आणि एरोबिक सूक्ष्मजीव अन्यथा ॲनॉक्सिक (ऑक्सिजनविरहित) पाण्यात वाहून नेले जाऊ शकतात, ज्यामुळे कणांच्या सानिध्यात एरोबिक चयापचय तात्पुरते घडून येण्यास वाव मिळतो. कण हे सूक्ष्मजैविक जैव-भूरासायनिक चक्राचे हॉटस्पॉट म्हणून ओळखले जातात.सायमन आणि इतर, २००२;गणेश आणि इतर, २०१४) आणि मुक्त-जीवन अवस्थेत न आढळणाऱ्या परस्परविरोधी अवायुजीवी किंवा वायुजीवी सूक्ष्मजैविक प्रक्रियांचे समर्थन करू शकतात (ऑल्ड्रेडज आणि कोहेन, १९८७;राईट आणि इतर, २०१२;सुटर आणि इतर, २०१८).

प्रस्तुत अभ्यासात, आम्ही बहुचर सांख्यिकीसह १६एस ॲम्प्लिकॉन सिक्वेन्सिंग (iTags) वापरून ईटीएनपीच्या ओएमझेडच्या (OMZ) उत्तर सीमेवर आढळणाऱ्या प्रोकॅरियोटिक समुदायांचा आणि त्यांच्या उभ्या वितरणावर प्रभाव टाकणाऱ्या संभाव्य पर्यावरणीय घटकांचा अभ्यास करतो. आम्ही ऑक्सिक्लाइनच्या बाजूने वेगवेगळ्या रेडॉक्स परिस्थितींशी संबंधित असलेल्या विविध खोलींवर दोन आकार गटांचे परीक्षण केले; मुक्त-जीवित (०.२–२.७ μm) गट, आणि कणांशी संबंधित गट (>२.७ μm, ज्यात कण तसेच प्रोटिस्टन पेशी आढळतात).

आम्ही वेगवेगळ्या पॅरामीटर्ससह विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे सेन्सर्स पुरवू शकतो, जेणेकरून रेणूंच्या सांद्रतेवर रिअल-टाइममध्ये लक्ष ठेवता येईल. सल्ला घेण्यासाठी 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