ഓക്‌സിജൻ കുറഞ്ഞ മേഖലയിലെ പ്രോകാരിയോപ്ലാങ്ക്ടൺ കമ്മ്യൂണിറ്റി ഘടനയിൽ ട്രേസ് ഡിസോൾവ്ഡ് ഓക്‌സിജന്റെ മുദ്രണം.

ആഗോള OMZ-കളുടെ മൊത്തം വിസ്തൃതിയുടെ പകുതിയോളം വരുന്ന ഒരു വലുതും, സ്ഥിരവും, തീവ്രതയുള്ളതുമായ ഓക്സിജൻ മിനിമം സോൺ (OMZ) ആണ് ഈസ്റ്റേൺ ട്രോപ്പിക്കൽ നോർത്ത് പസഫിക് (ETNP). OMZ കോറിനുള്ളിൽ (~350–700 മീറ്റർ ആഴത്തിൽ), ലയിച്ച ഓക്സിജൻ സാധാരണയായി ആധുനിക സെൻസറുകളുടെ (~10 nM) വിശകലന കണ്ടെത്തൽ പരിധിക്ക് സമീപമോ താഴെയോ ആയിരിക്കും. OMZ കോറിന് മുകളിലും താഴെയുമുള്ള കുത്തനെയുള്ള ഓക്സിജൻ ഗ്രേഡിയന്റുകൾ സൂക്ഷ്മജീവി സമൂഹങ്ങളുടെ ലംബ ഘടനയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, അവ കണിക-അസോസിയേറ്റഡ് (PA) വലുപ്പ ഭിന്നസംഖ്യകൾക്കും സ്വതന്ത്ര-ജീവിക്കുന്ന (FL) വലുപ്പ ഭിന്നസംഖ്യകൾക്കും ഇടയിൽ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇവിടെ, FL, PA വലുപ്പ ഭിന്നസംഖ്യകൾക്കും ആംബിയന്റ് റെഡോക്സ് അവസ്ഥകളുടെ പരിധിക്കും ഇടയിലുള്ള പ്രോകാരിയോട്ടിക് ജനസംഖ്യയുടെ വൈവിധ്യവും വിതരണവും വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഞങ്ങൾ 16S ആംപ്ലിക്കോൺ സീക്വൻസിംഗ് (iTags) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഞങ്ങളുടെ പഠന മേഖലയിലെ ഹൈഡ്രോഗ്രാഫിക് അവസ്ഥകൾ ETNP-യിലും ETSP പോലുള്ള മറ്റ് OMZ-കളിലും മുമ്പ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു. ഞങ്ങളുടെ സാമ്പിൾ ലൊക്കേഷനിൽ OMZ കോറിൽ ഉടനീളം ട്രെയ്‌സ് ഓക്സിജൻ സാന്ദ്രത (~0.35 μM) ഉണ്ടായിരുന്നു. തൽഫലമായി, OMZ കോറുകൾക്ക് സാധാരണയായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ട നൈട്രൈറ്റ് ശേഖരണങ്ങൾ ഇല്ലായിരുന്നു, അതുപോലെ തന്നെ അനാമോക്സ് ബാക്ടീരിയകളുടെ (ബ്രോക്കാഡിയേൽസ് ജനുസ്സ്) ക്രമങ്ങളും ഇല്ലായിരുന്നു.കാൻഡിഡേറ്റസ്സ്കാലിന്റുവ), ഇവ സാധാരണയായി മറ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഓക്സിക്-അനോക്സിക് അതിരുകളിൽ കാണപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അമോണിയ-ഓക്സിഡൈസിംഗ് ബാക്ടീരിയ (AOB), ആർക്കിയ (AOA) എന്നിവയുടെ വിതരണങ്ങളും പരമാവധി ഓട്ടോട്രോഫിക് കാർബൺ സ്വാംശീകരണ നിരക്കുകളും (1.4 μM Cd^–1) OMZ കോറിന്റെ മുകൾഭാഗത്ത് അമോണിയം സാന്ദ്രത പരമാവധിയായി രേഖപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. കൂടാതെ, ജനുസ്സിലെ അംഗങ്ങൾനൈട്രോസ്പിന, അമോണിയയും നൈട്രൈറ്റ് ഓക്സിഡേഷനും ട്രേസ് ഓക്സിജൻ സാന്ദ്രതയിൽ സംഭവിക്കുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രബലമായ നൈട്രൈറ്റ്-ഓക്സിഡൈസിംഗ് ബാക്ടീരിയൽ (NOB) ക്ലേഡ് ഉണ്ടായിരുന്നു. സിമിലിറ്റി ടെസ്റ്റ് വിശകലനം (ANOSIM), നോൺ-മെട്രിക് ഡൈമൻഷണൽ സ്കെയിലിംഗ് (nMDS) എന്നിവ ബാക്ടീരിയ, ആർക്കിയൽ ഫൈലോജെനെറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യങ്ങൾ വലുപ്പ ഭിന്നസംഖ്യകൾക്കിടയിൽ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് വെളിപ്പെടുത്തി. ANOSIM, iTag പ്രൊഫൈലുകൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, PA അസംബ്ലേജുകളുടെ ഘടനയെ FL ഭിന്നസംഖ്യയേക്കാൾ നിലവിലുള്ള ആഴത്തെ ആശ്രയിച്ചുള്ള ബയോജിയോകെമിക്കൽ ഭരണകൂടം സ്വാധീനിച്ചില്ല. OMZ കോറിലെ AOA, NOB, ട്രേസ് ഓക്സിജൻ എന്നിവയുടെ സാന്നിധ്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ETNP OMZ-ന്റെ ഈ മേഖലയിലെ നൈട്രജൻ ചക്രത്തിൽ നൈട്രിഫിക്കേഷൻ ഒരു സജീവ പ്രക്രിയയാണെന്ന് ഞങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

ആമുഖം

തുടർച്ചയായ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിനും പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച മനുഷ്യ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും മറുപടിയായി, തുറന്ന സമുദ്രത്തിലും തീരദേശ സമുദ്ര സംവിധാനങ്ങളിലും ലയിച്ച ഓക്സിജന്റെ സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞുവരികയാണ് (ബ്രൈറ്റ്ബർഗ് തുടങ്ങിയവർ, 2018). കഴിഞ്ഞ 60 വർഷത്തിനിടയിൽ തുറന്ന സമുദ്രത്തിൽ നിന്നുള്ള ഓക്സിജൻ നഷ്ടം 2% കവിയുന്നു (ഷ്മിഡ്കോ തുടങ്ങിയവർ, 2017), ഓക്സിജൻ കുറയുന്ന മേഖല വികാസത്തിന്റെ അനന്തരഫലങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ആശങ്കകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു (പോൾമിയറും റൂയിസ്-പിനോയും, 2009). ഉപരിതല ജലത്തിൽ ഉയർന്ന ഉപരിതല പ്രാഥമിക ഉൽ‌പാദനം ജൈവ ഓക്സിജൻ ആവശ്യകത വർദ്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ തുറന്ന സമുദ്ര OMZ-കൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് ആഴത്തിൽ ഭൗതിക വായുസഞ്ചാര നിരക്കിനെ കവിയുന്നു. OMZ ജല നിരകളിലെ ഓക്സിജൻ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ഓക്സിജൻ കുറവുള്ള കോറിന് മുകളിലും താഴെയുമായി കുത്തനെയുള്ള ഗ്രേഡിയന്റുകൾ (ഓക്സിക്ലൈൻ) ഉണ്ടാകാം, ഇത് ഹൈപ്പോക്സിക് (സാധാരണയായി 2 നും ~90 μM നും ഇടയിൽ), സബ്ഓക്സിക് (<2 μM), അനോക്സിക് (കണ്ടെത്തൽ പരിധിക്ക് താഴെ (~10 nM) വ്യത്യസ്ത അളവുകളുള്ള പാളികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു (ബെർടാഗ്നോളിയും സ്റ്റുവർട്ടും, 2018). ഓക്സിജൻ ഗ്രേഡിയന്റുകൾ മെറ്റാസോവൻ, സൂക്ഷ്മജീവി സമൂഹങ്ങളുടെ ലംബ ഘടനയിലേക്കും ഈ വിപുലമായ ഓക്സിലൈനുകളിലൂടെയുള്ള ജൈവഭൗമരാസ പ്രക്രിയകളിലേക്കും നയിക്കുന്നു (ബെൽമർ തുടങ്ങിയവർ, 2011).

കിഴക്കൻ ഉഷ്ണമേഖലാ വടക്കൻ പസഫിക് (ETNP), ദക്ഷിണ പസഫിക് (ETSP) എന്നിവിടങ്ങളിലെ OMZ-കളിലാണ് ഏറ്റവും ഉയർന്ന നൈട്രജൻ നഷ്ട നിരക്ക് രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത് (കോൾബെക്ക് തുടങ്ങിയവർ, 2017;പെൻ തുടങ്ങിയവർ, 2019), സ്ഥിരമായി തരംതിരിക്കപ്പെട്ട കരിയാക്കോ തടം (മോണ്ടെസ് തുടങ്ങിയവർ, 2013), അറബിക്കടൽ (വാർഡ് തുടങ്ങിയവർ, 2009), ബെൻഗുവേല അപ്‌വെല്ലിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ OMZ (കുയ്‌പേഴ്‌സ് തുടങ്ങിയവർ, 2005). ഈ സംവിധാനങ്ങളിൽ, കാനോനിക്കൽ ഡെനൈട്രിഫിക്കേഷന്റെ സൂക്ഷ്മജീവി പ്രക്രിയകൾ (നൈട്രജന്റെ ഹെറ്ററോട്രോഫിക് റിഡക്ഷൻ നൈട്രജൻ ഇന്റർമീഡിയറ്റുകളിലേക്കും പലപ്പോഴും ഡൈനൈട്രോജൻ വാതകത്തിലേക്കും) അനാമോക്സും (അനറോബിക് അമോണിയം ഓക്സീകരണം) നൈട്രജൻ നഷ്ടത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് പ്രാഥമിക ഉൽപാദനത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തും (വാർഡ് തുടങ്ങിയവർ, 2007). കൂടാതെ, OMZ-കളിൽ സംഭവിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മജീവ ഡീനൈട്രിഫിക്കേഷനിൽ നിന്നുള്ള സമുദ്ര നൈട്രസ് ഓക്സൈഡ് ഉദ്‌വമനം (ശക്തമായ ഒരു ഹരിതഗൃഹ വാതകം) ആഗോള പ്രകൃതിദത്ത നൈട്രസ് ഓക്സൈഡ് ഉദ്‌വമനത്തിന്റെ മൂന്നിലൊന്നെങ്കിലും കാരണമാകുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു (നഖ്‌വി തുടങ്ങിയവർ, 2010).

ആഗോള OMZ-കളുടെ മൊത്തം വിസ്തൃതിയുടെ ഏകദേശം പകുതിയോളം വരുന്ന, വലുതും, സ്ഥിരവും, തീവ്രതയുള്ളതുമായ ഓക്സിജൻ മിനിമം സോണാണ് ETNP OMZ, ഇത് 0–25°N അക്ഷാംശത്തിനും 75 മുതൽ 180°W രേഖാംശത്തിനും ഇടയിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത് (പോൾമിയറും റൂയിസ്-പിനോയും, 2009;ഷ്മിഡ്കോ തുടങ്ങിയവർ, 2017). അവയുടെ പാരിസ്ഥിതിക പ്രാധാന്യം കാരണം, വ്യത്യസ്ത ETNP OMZ പ്രദേശങ്ങളുടെ ജൈവ-ഭൗമരസതന്ത്രവും സൂക്ഷ്മജീവി വൈവിധ്യവും തീവ്രമായി പഠിച്ചിട്ടുണ്ട് (ഉദാ.ബെമാനും കരോളനും, 2013;ഡ്യൂററ്റ് തുടങ്ങിയവർ, 2015;ഗണേഷ് തുടങ്ങിയവർ, 2015;ക്രോണോപൗലോ തുടങ്ങിയവർ, 2017;പാക്ക് തുടങ്ങിയവർ, 2015;പെങ് തുടങ്ങിയവർ, 2015). ഈ OMZ കോറിലെ (~250–750 മീറ്റർ ആഴം) ലയിച്ച ഓക്സിജൻ സാധാരണയായി വിശകലന കണ്ടെത്തൽ പരിധികൾക്ക് (~10 nM) അടുത്തോ താഴെയോ ആണെന്ന് മുൻ പഠനങ്ങൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു (ടിയാനോ തുടങ്ങിയവർ, 2014;ഗാർസിയ-റോബ്ലെഡോ തുടങ്ങിയവർ, 2017). എന്നിരുന്നാലും, ETNP യുടെ OMZ യുടെ വടക്കൻ അരികിൽ (പഠന സ്ഥല സ്ഥാനം ~22°N) 500 മീറ്ററിൽ ഓക്സിജൻ സാന്ദ്രത വാർഷിക ശരാശരി 10 നും 20 μM നും ഇടയിൽ എത്താം (പോൾമിയറും റൂയിസ്-പിനോയും, 2009; വേൾഡ് ഓഷ്യൻ അറ്റ്ലസ് 2013 ൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റ)¹ . ഇവിടെ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിരിക്കുന്ന ഫീൽഡ് കാമ്പെയ്‌നിനിടെ, അമോണിയം, നൈട്രൈറ്റ് ഓക്‌സീകരണങ്ങൾ പോലുള്ള എയറോബിക് സൂക്ഷ്മജീവ പ്രക്രിയകളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനും പ്രധാനപ്പെട്ട വായുരഹിത സൂക്ഷ്മജീവ പ്രക്രിയകളെ ഭാഗികമായി തടയുന്നതിനും ആവശ്യമായ സാന്ദ്രതയിൽ (0.35 μM) OMZ കോറിലെ ഓക്സിജൻ ഞങ്ങൾ അളന്നു. ETNP OMZ ന്റെ സബ്ഓക്സിക് അല്ലെങ്കിൽ അനോക്സിക് പാളികളിൽ മുമ്പ് എയറോബിക് സൂക്ഷ്മജീവ പ്രക്രിയകൾ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട് (പെങ് തുടങ്ങിയവർ, 2015;ഗാർസിയ-റോബ്ലെഡോ തുടങ്ങിയവർ, 2017;പെൻ തുടങ്ങിയവർ, 2019). എന്നിരുന്നാലും, OMZ-കളിലെ സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ പ്രത്യേക പ്രവർത്തന ഗ്രൂപ്പുകളുടെ വിതരണത്തെയും പ്രവർത്തനങ്ങളെയും നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലായിട്ടില്ല.

ഒരു OMZ-ൽ ഓക്സിജൻ കണ്ടെത്താനാകാത്ത നൈട്രിഫയറുകളുടെ സാന്നിധ്യം, എപ്പിസോഡിക് ലംബ ഓക്സിജൻ വെന്റിലേഷൻ മൂലം ഓക്സിക്ലൈനിന്റെ ലംബ സ്ഥാനത്ത് അടുത്തിടെയുണ്ടായ മാറ്റങ്ങൾ വഴി വിശദീകരിക്കാം, ഇത് OMZ കോറുകൾക്കുള്ളിൽ എഫെമെറൽ ട്രേസ് ഓക്സിജൻ അളവുകളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം (മുള്ളർ-കാർഗർ തുടങ്ങിയവർ, 2001;ഉല്ലോവ തുടങ്ങിയവർ, 2012;ഗാർസിയ-റോബ്ലെഡോ തുടങ്ങിയവർ, 2017). നൈട്രിഫയറുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള എയറോബിക് അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോ എയറോഫിലിക് പോപ്പുലേഷനുകൾക്ക് അത്തരം ക്ഷണികമായ അവസ്ഥകൾ ചൂഷണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. മാത്രമല്ല, എപ്പിപെലാജിക്കിൽ നിന്നുള്ള (സമാഹരിച്ച കോശങ്ങൾ, മലം ഉരുളകൾ, സങ്കീർണ്ണമായ ജൈവ വസ്തുക്കൾ) മുങ്ങുന്ന കണികകളിൽ ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറവായിരിക്കാം (ഗണേഷ് തുടങ്ങിയവർ, 2014). അങ്ങനെ, ഓക്സിജനും എയറോബിക് സൂക്ഷ്മാണുക്കളും അനോക്സിക് ജലത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിയും, ഇത് കണികകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് എയറോബിക് മെറ്റബോളിസങ്ങൾ താൽക്കാലികമായി സംഭവിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ ബയോജിയോകെമിക്കൽ സൈക്ലിംഗിന്റെ ഹോട്ട്‌സ്‌പോട്ടുകളായി കണികകൾ അറിയപ്പെടുന്നു (സൈമൺ തുടങ്ങിയവർ, 2002;ഗണേഷ് തുടങ്ങിയവർ, 2014) സ്വതന്ത്രമായി ജീവിക്കുന്ന അവസ്ഥയിൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടാത്ത വ്യത്യസ്‌തമായ വായുരഹിത അല്ലെങ്കിൽ വായുരഹിത സൂക്ഷ്മജീവ പ്രക്രിയകളെ പിന്തുണയ്ക്കാൻ കഴിയും (ആൽഡ്രെഡ്ജും കോഹനും, 1987;റൈറ്റ് തുടങ്ങിയവർ, 2012;സുട്ടർ തുടങ്ങിയവർ, 2018).

ഈ പഠനത്തിൽ, ETNP യുടെ OMZ യുടെ വടക്കൻ മാർജിനിൽ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പ്രോകാരിയോട്ടിക് സമൂഹങ്ങളെയും അവയുടെ ലംബ വിതരണങ്ങളെ സ്വാധീനിക്കാൻ സാധ്യതയുള്ള പാരിസ്ഥിതിക ഘടകങ്ങളെയും കുറിച്ച് ഞങ്ങൾ അന്വേഷിക്കുന്നു. 16S ആംപ്ലിക്കോൺ സീക്വൻസിംഗ് (iTags) മൾട്ടിവേരിയേറ്റ് സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്. രണ്ട് വലുപ്പ ഭിന്നസംഖ്യകൾ ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു; സ്വതന്ത്രമായി ജീവിക്കുന്ന (0.2–2.7 μm) ഭിന്നസംഖ്യ, വ്യത്യസ്ത റെഡോക്സ് അവസ്ഥകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഓക്സിക്ലൈനിലൂടെ ഒന്നിലധികം ആഴങ്ങളിൽ കണികകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഭിന്നസംഖ്യ (>2.7 μm, കണികകളെയും പ്രോട്ടിസ്ഥാൻ കോശങ്ങളെയും പിടിച്ചെടുക്കുന്നു).

വ്യത്യസ്ത പാരാമീറ്ററുകളുള്ള ലയിച്ച ഓക്സിജൻ സെൻസറുകൾ ഞങ്ങൾക്ക് നൽകാൻ കഴിയും, അതുവഴി തന്മാത്രാ സാന്ദ്രത തത്സമയം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും. കൺസൾട്ടിലേക്ക് സ്വാഗതം.

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