אָפּדרוק פֿון שפּור פֿון אויפֿגעלייזטן זויערשטאָף אויף פּראָקאַריאָפּלאַנקטאָן קהילה סטרוקטור אין אַ זויערשטאָף מינימום זאָנע

די מזרח טראָפּישע צפון פּאַסיפיק (ETNP) איז אַ גרויסע, פּערסיסטענטע און אינטענסיווירנדיקע זויערשטאָף מינימום זאָנע (OMZ) וואָס רעכנט זיך פֿאַר כּמעט האַלב פֿון דער גאַנצער שטח פֿון גלאָבאַלע OMZs. אינעם OMZ קערן (∼350–700 מעטער טיף), איז אויפֿגעלייזטער זויערשטאָף טיפּיש נאָענט צו אָדער אונטער דער אַנאַליטישער דעטעקציע לימיט פֿון מאָדערנע סענסאָרן (∼10 nM). שטיילע זויערשטאָף גראַדיענטן העכער און אונטערן OMZ קערן פֿירן צו ווערטיקאַלער סטרוקטורירונג פֿון מיקראָביעלע קהילות וואָס וואַרייִרן אויך צווישן פּאַרטיקל-פֿאַרבונדענע (PA) און פֿרײַ-לעבעדיקע (FL) גרייס פֿראַקציעס. דאָ נוצן מיר 16S אַמפּליקאָן סיקווענסינג (iTags) צו אַנאַליזירן די פֿאַרשיידנקייט און פֿאַרשפּרייטונג פֿון פּראָקאַריאָטישע פּאָפּולאַציעס צווישן FL און PA גרייס פֿראַקציעס און צווישן די קייט פֿון אַמביאַנט רעדאָקס באַדינגונגען. די הידראָגראַפישע באַדינגונגען אין אונדזער שטודיע געגנט זענען געווען אַנדערש פֿון די וואָס זענען פֿריִער געמאָלדן געוואָרן אין ETNP און אַנדערע OMZs, ווי צום בייַשפּיל ETSP. שפּורן זויערשטאָף קאָנצענטראַציעס (∼0.35 μM) זענען געווען פֿאַראַן איבערן OMZ קערן אין אונדזער מוסטערונג אָרט. דערפֿאַר, ניטריט אַקומולאַציעס וואָס זענען טיפּיש געמאָלדן געוואָרן פֿאַר OMZ קערנס זענען נישטאָ געווען, ווי אויך סיקוואַנסן פֿאַר אַנאַמאָקס באַקטעריע (בראָקאַדיאַלעס מיןקאַנדידאַטוססקאַלינדואַ), וואָס ווערן געוויינטלעך געפֿונען אַריבער אָקסיק-אַנאָקסיק גרענעצן אין אַנדערע סיסטעמען. אָבער, אַמאָניאַק-אָקסידירנדיקע באַקטעריע (AOB) און אַרכעאַ (AOA) פאַרשפּרייטונגען און מאַקסימאַלע אַוטאָטראָפֿישע קאַרבאָן אַסימילאַציע ראַטעס (1.4 μM Cd^–1) האט זיך צוזאמענגעפאלן מיט א אויסגעשפראכענעם מאקסימום פון אמאניום קאנצענטראציע לעבן דעם שפיץ פונעם אמזי קערן. דערצו, מיטגלידער פונעם מיןניטראָספּינאַ, א דאמינאנטע ניטריט-אקסידירנדע באַקטיריעלע (NOB) קלאַד איז געווען פאַראַן, וואָס סאַגדזשעסט אַז ביידע אַמאָניאַק און ניטריט אקסידאַציע פּאַסירן ביי שפּורן פון זויערשטאָף קאָנצענטראַציעס. אַנאַליז פון ענלעכקייט טעסט (ANOSIM) און ניט-מעטרישע דימענסיאָנאַלע סקיילינג (nMDS) האָט אַנטפּלעקט אַז באַקטיריעלע און אַרכעאַלע פילאָגענעטישע רעפּרעזענטאַציעס זענען געווען באַדייטנד אַנדערש צווישן גרייס פראַקציעס. באַזירט אויף ANOSIM און iTag פּראָופיילז, איז די זאַץ פון PA אַסעמבלאַזשעס געווען ווייניקער באַאיינפלוסט דורך די דאָמינירנדע טיפקייַט-אָפּהענגיקע ביאָגעאָכעמישע רעזשים ווי די FL פראַקציע. באַזירט אויף דער בייַזייַן פון AOA, NOB און שפּורן פון זויערשטאָף אין די OMZ קערן, פֿאָרשלאָגן מיר אַז ניטריפיקאַציע איז אַן אַקטיווער פּראָצעס אין די נייטראָגען ציקל פון דעם ראַיאָן פון די ETNP OMZ.

הקדמה

אלס רעאקציע צו אנגייענדע קלימאט ענדערונגען און לאקאליזירטע מענטשלעכע אקטיוויטעטן, זענען קאנצענטראציעס פון אויפגעלייזטן זויערשטאף געפאלן אין דעם אפענעם אקעאן און אין בארטן-מארינע סיסטעמען (ברייטבורג און אנדערע, 2018געשאצטער זויערשטאָף פארלוסט פון דעם אפענעם אָקעאַן בעת די לעצטע 60 יאָר איז העכער 2% (שמידטקא און אנדערע, 2017), שאַפֿנדיק זאָרג וועגן די קאָנסעקווענצן פֿון זויערשטאָף-פֿאַרשווענדערטער זאָנע-אויסברייטונג (פאולמיר און רויז-פינא, 2009). אפענע אקעאן OMZ'ן פארמירן זיך ווען הויכע אויבערפלאכיקע ערשטיקע פראדוקציע ברענגט ארויף ביאלאגישע זויערשטאף פארלאנג אין אונטערערדישע וואסערן וואס איבערשטייגן די ראטעס פון פיזישער ווענטילאציע אין טיפעניש. זויערשטאף קאנצענטראציעס אין OMZ וואסער זיילן קענען האבן שטיילע גראדיענטן (אקסיקלין) העכער און אונטער דעם זויערשטאף-אויסגעשעפטן קערן, וואס שאפן היפאקסישע (געווענליך צווישן 2 און ~90 μM), סובאקסישע (<2 μM) און אנאקסישע (אונטער דעטעקציע לימיט (~10 nM) שיכטן פון פארשידענע דימענסיעס (בערטאַנאָלי און סטואַרט, 2018זויערשטאָף גראַדיענטן פירן צו ווערטיקאַלע סטרוקטורירונג פון מעטאַזאָאַן און מיקראָביאַל קהילות און ביאָגעאָכעמישע פּראָצעסן צוזאמען די ברייטע אָקסיקלינעס (בעלמאר און אנדערע, 2011).

עטלעכע פון די העכסטע ראַטעס פון ניטראָגען פארלוסט זענען רעקאָרדירט געוואָרן אין OMZ'ן פון די מזרח טראָפּישע צפון פּאַסיפיק (ETNP) און דרום פּאַסיפיק (ETSP) (קאַלבעק און אַנדערע, 2017;פּען און אַנדערע, 2019), דער שטענדיק סטראַטיפיצירטער קאַריאַקאָ בעקן (מאָנטעס און אַנדערע, 2013), דעם אַראַבישן ים (ווארד און אנדערע, 2009), און די OMZ פון די בענגועלאַ אַרויפֿשוועלונג סיסטעם (קויפּערס און אַנדערע, 2005אין די סיסטעמען, די מיקראָביאַלע פּראָצעסן פון קאַנאָנישער דעניטריפיקאַציע (העטעראָטראָפֿישע רעדוקציע פון נייטרייט צו שטיקשטאָף צווישן-פּראָדוקטן און אָפֿט צו דיניטראָגען גאַז) און אַנאַמאָקס (אַנאַעראָבישע אַמאָוניום אַקסאַדיישאַן) פירן צו שטיקשטאָף פֿאַרלוסטן וואָס קענען פּאָטענציעל באַגרענעצן ערשטיקע פּראָדוקציע (ווארד און אנדערע, 2007דערצו, אקעאנישע ניטראס אקסייד עמיסיעס (א שטארקער גרין־הויז גאז) פון מיקראביאלע דעניטריפיקאציע וואס פאסירט אין אומגעפערע זאנע זאנע זאנע רעכנט זיך אויס פאר לפחות א דריטל פון גלאבאלע נאטירלעכע ניטראס אקסייד עמיסיעס (נאקווי און אנדערע, 2010).

די ETNP OMZ איז אַ גרויסע, שטענדיקע און אינטענסיווירנדיקע זויערשטאָף מינימום זאָנע וואָס רעכנט זיך פֿאַר כּמעט האַלב פֿון דער גאַנצער שטח פֿון גלאָבאַלע OMZs, און געפֿינט זיך צווישן 0–25°N ברייט און 75 און 180°W לענג.פאולמיר און רויז-פינא, 2009;שמידטקא און אנדערע, 2017). צוליב זייער עקאלאגישער וויכטיקייט, איז די ביאָגעאָכעמיע און מיקראָביעלע דייווערסיטי פון פאַרשידענע ETNP OMZ געגנטן אינטענסיוו שטודירט געוואָרן (למשל,בעמאַן און קאַראָלאַן, 2013;דורעט און אנדערע, 2015;גאַנעש און אַנדערע, 2015;כראָנאָפּאָולאָו און אַנדערע, 2017;פּאַק און אַנדערע, 2015;פענג און אנדערע, 2015פריערדיגע שטודיעס באריכטן אז אויפגעלייזטע זויערשטאָף אין דעם OMZ קערן (∼250–750 מעטער טיף) איז טיפּיש נאָענט צו אָדער אונטער די אַנאַליטישע דעטעקציע לימיטן (∼10 נ״מ) (טיאַנאָ און אַנדערע, 2014;גארסיאַ-ראָבלעדאָ און אַנדערע, 2017אבער, אויפן נארדערנעם גרענעץ פון די ETNP'ס OMZ (שטודיע ארט לאקאציע ~22°N) קענען זויערשטאף קאנצענטראציעס ביי 500 מעטער דערגרייכן יערליכע דורכשניטן צווישן 10 און 20 μM (פאולמיר און רויז-פינא, 2009; דאַטן פֿון וועלט אָקעאַן אַטלאַס 2013)¹בעת דער פעלד קאמפיין וואס ווערט דא באריכטעט, האבן מיר געמאסטן זויערשטאף אין דעם OMZ קערן ביי גענוג קאנצענטראציעס (0.35 μM) צו שטיצן יעראבישע מיקראביאלע פראצעסן, ווי אמאניום און ניטריט אקסידאציע, און טיילווייז פארמיידן וויכטיגע אנאעראבישע מיקראביאלע פראצעסן. יעראבישע מיקראביאלע פראצעסן זענען פריער דעטעקטירט געווארן אין לכאורה סובאקסישע אדער אנאקסישע שיכטן פון דעם ETNP OMZ (פענג און אנדערע, 2015;גארסיאַ-ראָבלעדאָ און אַנדערע, 2017;פּען און אַנדערע, 2019אבער, פאקטארן וואס קאנטראלירן די פארשפרייטונג און אקטיוויטעטן פון ספעציפישע פונקציאנעלע גרופעס פון מיקראארגאניזמען אין OMZ'ן זענען נאך נישט אינגאנצן פארשטאנען.

די אנוועזנהייט פון ניטריפייערס וואו זויערשטאָף איז נישט דעטעקטירבאר אין אַן OMZ קען מען דערקלערן דורך די לעצטע פארשייבונגען אין דער ווערטיקאַלער פּאָזיציע פון דעם אָקסיקלין צוליב עפּיזאָדישער ווערטיקאַלער זויערשטאָף ווענטילאַציע, וואָס קען פירן צו קורצצייטיגע שפּורן פון זויערשטאָף לעוועלס אין די OMZ קערנס (מולער-קארגער און אנדערע, 2001;אולאָאַ און אַנדערע, 2012;גארסיאַ-ראָבלעדאָ און אַנדערע, 2017). אזעלכע צייטווייליגע באדינגונגען קענען אויסגענוצט ווערן דורך אַעראָבישע אדער מיקראָאַעראָפילישע פּאָפּולאַציעס, אַרייַנגערעכנט ניטריפיערס. דערצו, זינקענדיקע פּאַרטיקלען פון די עפּיפּעלאַגיק (אַגרעגירטע צעלן, פעקאַל פּעלעטס, און קאָמפּלעקסע אָרגאַנישע מאַטעריאַלן) קענען אַנטהאַלטן שפּורן פון זויערשטאָף (גאַנעש און אַנדערע, 2014). אזוי, קענען זויערשטאָף און אַעראָבישע מיקראָבן טראַנספּאָרטירט ווערן צו אַנדערש אַנאַקסישע וואַסערן, וואָס צייטווייליק דערמעגלעכט אַעראָבישע מעטאַבאָליזם צו פּאַסירן אין פֿאַרבינדונג מיט פּאַרטיקלען. פּאַרטיקלען זענען באַקאַנט צו זיין הייסע פּונקטן פון מיקראָביעלן ביאָגעאָכעמישן ציקל (סימאן און אנדערע, 2002;גאַנעש און אַנדערע, 2014) און קענען שטיצן קאנטראסטירנדע אנאעראבישע אדער אעראבישע מיקראביאלע פראצעסן וואס ווערן נישט באמערקט אין דעם פריי-לעבעדיגן צושטאנד (אלדרידזש און כהן, 1987;רייט און אנדערע, 2012;סוטער און אנדערע, 2018).

אין דער איצטיקער שטודיע, וועלן מיר אויספאָרשן פּראָקאַריאָטישע קהילות וואָס באַזעצן דעם נאָרדערן גרענעץ פון די ETNP'ס OMZ און סביבה'דיקע פאַקטאָרן וואָס מסתּמא השפּעה האָבן אויף זייערע ווערטיקאַלע פאַרשפּרייטונגען ניצנדיק 16S אַמפּליקאָן סיקווענסינג (iTags) צוזאַמען מיט מולטיוואַריאַט סטאַטיסטיק. מיר האָבן אויסגעפאָרשט צוויי גרייס פראַקציעס; די פריי-לעבעדיקע (0.2–2.7 μm) פראַקציע, און די פּאַרטיקל-פֿאַרבונדענע פראַקציע (>2.7 μm, קאַפּטשערינג פּאַרטיקלען ווי אויך פּראָטיסטאַן צעלן) אין קייפל טיפענישן צוזאמען דעם אָקסיקלין וואָס קאָרעספּאָנדירן צו באַזונדערע רעדאָקס באדינגונגען.

מיר קענען צושטעלן צעלאָזטע זויערשטאָף סענסאָרן מיט פֿאַרשידענע פּאַראַמעטערס, אַזוי אַז די מאָלעקולאַרע קאָנצענטראַציע קען ווערן מאָניטאָרירט אין פאַקטישער צייט. ברוכים הבאים צו באַראַטן זיך.

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