Microbiology of oxygen minimum zones
ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕನಿಷ್ಠ ವಲಯವನ್ನು (OMZ) ವಿಶ್ವದ ಸಾಗರಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕೊರತೆಯ ಪದರವೆಂದು ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಖಂಡಗಳ ಪಶ್ಚಿಮ ಕರಾವಳಿಯಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದಕತೆಯ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಕೆಳಗೆ 200 ಮೀಟರ್ನಿಂದ 1500 ಮೀಟರ್ ಆಳದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಓಎಂಝೆಡ್ಗಳು ವಸಂತ-ಬೇಸಿಗೆಯ ನಂತರದ ಋತುಮಾನಗಳಾಗಿರಬಹುದು. ಪೋಷಕಾಂಶಗಳಿಂದ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿರುವ ನೀರನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಎತ್ತುವುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದಕತೆ ಮತ್ತು ಅಸ್ಥಿರ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಟೆರೊಟ್ರೊಫ್ಗಳು ನೀರಿನ ಕಾಲಮ್ನ ಕೆಳಗೆ ಮುಳುಗುವುದರಿಂದ ಉಸಿರಾಡುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಸಿರಾಟದ ದರಗಳು ನೀರಿನ ಕಾಲಮ್ನಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು 2 ಮಿಗ್ರಾಂ/ಎಲ್ ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ತಗ್ಗಿಸಿ ಒಎಂಝೆಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಸಾಗರದ ಡಿಯೋಕ್ಸಿಜನೇಷನ್ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ ಒಎಂಝಡ್ಗಳು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಿವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕೊರತೆಯ ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಟ್ರೋಫಿಕ್ ಮಟ್ಟಗಳಿಂದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಸಮುದಾಯಗಳಿಗೆ ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಬದಲಿಗೆ ಇತರ ಜೈವಿಕ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ವಿಕಸನಗೊಂಡಿವೆ, ಈ ಪ್ರಭೇದಗಳಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್, ನೈಟ್ರೈಟ್, ಸಲ್ಫೇಟ್ ಇತ್ಯಾದಿ ಸೇರಿವೆ. ಹಲವಾರು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಮತ್ತು ಆರ್ಕಿಯಾಗಳು ಈ ಪರ್ಯಾಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸಲು ಹೊಂದಿಕೊಂಡಿವೆ ಮತ್ತು ಬೆಳೆಯುತ್ತವೆ. ಸ್ಯೂಡೋಮೊನಡೋಟಾ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೊಯಿಡೋಟಾ, ಆಕ್ಟಿನೋಮೈಸೆಟೋಟಾ ಮತ್ತು ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟೋಮೈಸೆಟೋಟಾ ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಹೇರಳವಾಗಿರುವ ಫೈಲಾಗಳಾಗಿವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸರಣಿಯ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಉಸಿರಾಟವನ್ನು ನಡೆಸಲು ಇತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೈಟ್ ಕಡಿತವು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಉಸಿರಾಟದಷ್ಟೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್ ಮತ್ತು ಅಯೋಡೇಟ್ ಉಸಿರಾಟ ಮತ್ತು ಸರಣಿಯ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕನಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ಈ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಬಳಕೆಯು ವಿಶ್ವದ ಸಾಗರಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಜೈವಿಕ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಜೀವನ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಸಾಗರ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕ ಉತ್ಪಾದಕತೆ (ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾರಜನಕದ ಜೈವಿಕ ಲಭ್ಯತೆಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಜೈವಿಕ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಸಾರಜನಕದ ಪ್ರಮಾಣವು (ನೈಟ್ರೇಟ್ (ಎನ್ಓ3−), ನೈಟ್ರೈಟ್ (ಎನ್ಓ2−), ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯಂ (ಎನ್ಎಚ್4 +)) ಸಾರಜನಕ ಸ್ಥಿರೀಕರಣದ ಒಳಹರಿವು ಮತ್ತು ಡೈನಿಟ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವಾಗಿ (ಎನ್2) ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಮತ್ತು ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ನಷ್ಟಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾರಜನಕ-ಸ್ಥಿರೀಕರಣ ಮಾಡುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದಾದ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಸಮುದ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನಿಂದ ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲಾದ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಮತ್ತು ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ನಿಂದ N2 ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸಾರಜನಕ ಚಕ್ರವನ್ನು ಮುಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳಲ್ಲಿನ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣವು ಸಾಗರಗಳಿಂದ ಅಜೈವಿಕ ಸಾರಜನಕದ ಗಮನಾರ್ಹ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿಶ್ವದಾದ್ಯಂತ ಅನೇಕ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳವಣಿಗೆ/ಉತ್ಪಾದಕತೆಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. OMZಗಳು ಜಾಗತಿಕ ಸಾರಜನಕ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಪಾತ್ರಕ್ಕೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿವೆ. ಏರೋಬಿಕ್ ಉಸಿರಾಟವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಆಮ್ಲಜನಕವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, ಅನೋಕ್ಸಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆಯ ಸಾರಜನಕ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ನಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ. ಎನ್2 ಸ್ಥಿರೀಕರಣವನ್ನು ಡಯಾಜೋಟ್ರೋಫ್ಗಳು (ಎನ್2 ಸ್ಥಿರೀಕರಣ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಮತ್ತು ಆರ್ಕಿಯಾ) ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಎನ್2 ಅನಿಲವನ್ನು ಅಮೋನಿಯಾ (ಎನ್. ಎಚ್. 3) ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಗರದಲ್ಲಿ N2 ಸ್ಥಿರೀಕರಣದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಡಯಾಜೋಟ್ರೋಫ್ಗಳ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕ (O2), ಬೆಳಕು, ರಂಜಕ (P), ಕಬ್ಬಿಣ (Fe) ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಲಭ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಆವಾಸಸ್ಥಾನದ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಅನಾಕ್ಸಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ N2 ಸ್ಥಿರೀಕರಣವು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಲ್ಫೇಟ್ ರಿಡ್ಯೂಸರ್ಗಳು ಅಥವಾ ಆಕ್ಸಿಡೈಸರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಟೆರೊಟ್ರೊಫಿಕ್ ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಅನೊಕ್ಸಿಕ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಬಲವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ನಿರ್ಜಲೀಕರಣವು ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ನೈಟ್ರಸ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ (N2O) ಸೇರಿದಂತೆ ಸಾರಜನಕದ (N2) ಅನಿಲ ರೂಪಕ್ಕೆ NO3− ಮತ್ತು NO2− ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು. ಹೆಟೆರೊಟ್ರೊಫಿಕ್ ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಒಂದು ಬಹು-ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸೆಡಿಮೆಂಟ್ಗಳಂತಹ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಕ್ಷೀಣಿಸಿದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಎನ್ಓ3-ಅನ್ನು ಎನ್2 ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳಲ್ಲಿ, ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಗುಂಪುಗಳು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಈ ಡಿನಿಟ್ರಿಫೈಯರ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಹಾಟ್ಸ್ಪಾಟ್ಗಳಾದ ಮುಳುಗುವ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥದ ಕಣಗಳ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ನಿರ್ಜಲೀಕರಣದ ಮೊದಲ ಹಂತವೆಂದರೆ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಕಡಿತ, ಅಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ ನೈಟ್ರೇಟ್ ರಿಡಕ್ಟೇಸ್ನಿಂದ NO3-ಅನ್ನು NO2-ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಅಮೋನಿಯಾ-ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು (ಅನಾಮಾಕ್ಸ್) ಹೈಡ್ರಾಜಿನ್ ಆಕ್ಸಿಡೊರೆಡಕ್ಟೇಸ್ ಎಂಬ ಕಿಣ್ವವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು NO2− ಮತ್ತು NH4 + ಅನ್ನು N2 ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಿದ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಅಮೋನಿಯಂ (ಡಿ. ಎನ್. ಆರ್. ಎ.) ಮತ್ತು ಈ ಒ. ಎಂ. ಝಡ್. ಗಳ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ಗೆ ಡೈಸಿಮಿಲೇಟರಿ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಿಗೆ ಎನ್ಕೋಡಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಜೀನ್ಗಳ ಸಮೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಸಾರಜನಕ ಚಕ್ರವನ್ನು ನಕ್ಷೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಕಾಲಮ್ನಲ್ಲಿ ಕಾಣೆಯಾದ ಕೊಂಡಿಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವೇಷಿಸದ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಎನ್. ಎಚ್. 4 + ನ ಮೂಲವಾಗಿ ಅಥವಾ ಕೆಸರುಗಳಲ್ಲಿ ಡಿ. ಎನ್. ಆರ್. ಎ. ಯ ಮೂಲವಾಗಿ ಡೀನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ಗೆ ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದೈತ್ಯ ಸಲ್ಫರ್-ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಥಿಯೋಪ್ಲೋಕಾ ಎಸ್ಪಿಯಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ದೊಡ್ಡ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಚಾಪೆಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ ಡಿಎನ್ಆರ್ಎ ಶೆಲ್ಫ್ ಮತ್ತು ಸಂಚಯಗಳ ಮೇಲಿನ ಇಳಿಜಾರಿನ ಬಳಿ ಎನ್ಎಚ್ 4 + ಅನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಪ್ರಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಮತ್ತು ಬೆಗ್ಗಿಯಾಟೋವಾ ಎಸ್ಪಿಪಿ. ಇದು ಕಡಿಮೆ ಸಲ್ಫರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು NO3− ಮತ್ತು/ಅಥವಾ NO2− ಅನ್ನು NH4 + ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. OMZಗಳಲ್ಲಿನ N ನಷ್ಟಗಳ ಸುಮಾರು 30-50% ಗೆ ಡೀನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಮತ್ತು ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಮುಳುಗುವ ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳ ಪೂರೈಕೆಯಿಂದ ಒಟ್ಟು N ನಷ್ಟವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಅಮೋನಿಯಂ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೈಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಅನೋಕ್ಸಿಕ್ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಎನ್ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿವೆ. ಅಮೋನಿಯಂ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ನ ಮೊದಲ ಹಂತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯಾ-ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವು (AOB) NH3 ಅನ್ನು NO2− ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ನಂತರ ನೈಟ್ರೈಟ್-ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಿಂದ (ಎನ್. ಓ. ಬಿ) ನೈಟ್ರೈಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎನ್. ಓ. 2-ಅನ್ನು ಎನ್. ಓ. 3-ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅಮೋನಿಯಂ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೈಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೈಸರ್ಗಳು O2 ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯಂ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೈಟ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲು O2 ನ ನ್ಯಾನೊಮೋಲಾರ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. O2ನ ಈ ಸಣ್ಣ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳನ್ನು ಪ್ರೊಕ್ಲೋರೋಕೊಕಸ್ ಎಸ್ಪಿಪಿಯಿಂದ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ಪೂರೈಸಬಹುದು. ಅಥವಾ ಜೆಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಡ್ಡಿಗಳಿಂದ ಸಮತಲ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ. ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ, ಅಮೋನಿಯಂ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೈಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಅಮೋನಾಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯಂ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೈಟ್ಗಳ ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ನಡುವಿನ ಸ್ಪರ್ಧೆಯು OMZಗಳಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕದ ನಷ್ಟವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಅಮೋನಿಯಂನ ಮೂಲಗಳು ನೈಟ್ರೈಟ್ನೊಂದಿಗೆ (ಅನಾಮಾಕ್ಸ್) ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಅಮೋನಿಯಂ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಮುಕ್ತ ಸಾಗರದ ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ವಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಪ್ರಮುಖ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ಗೆ ಅಮೋನಿಯಂನ ಮೂಲ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಟೆರೊಟ್ರೊಫಿಕ್ ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಮುಳುಗುವ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಪೂರೈಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ ಕಂಡುಬರುವ ಅನೇಕ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ, ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ದರಗಳು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಗಿಂತ ಎನ್ಎಚ್4 + ನ ಪರ್ಯಾಯ ಮೂಲಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಡಿಎನ್ಆರ್ಎ, ಸಲ್ಫೇಟ್-ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಸಂಚಯಗಳಿಂದ ಹರಡುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ, ಅಥವಾ ಅನೋಕ್ಸಿಕ್ ನೀರಿನ ಗಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಮೈಕ್ರೋಎರೋಬಿಕ್ ರಿಮಿನೆರಲೈಸೇಶನ್, ಎನ್ಎಚ್4 + ಅನ್ನು ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಸಮುದಾಯಗಳಿಗೆ ಪೂರೈಸಬಹುದು, ಆದಾಗ್ಯೂ ಅವು ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಎಷ್ಟು ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಇನ್ನೂ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿಲ್ಲ. ಎನ್. ಎಚ್. 4 + ನ ಮತ್ತೊಂದು ಮೂಲವೆಂದರೆ, ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ನ ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ಒ. ಎಂ. ಝಡ್ಗಳ ಎನ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಲಂಬವಾಗಿ ವಲಸೆ ಹೋಗುವ ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಂದ ಎನ್. ಎಚ್. 4 + ನ ವಿಸರ್ಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಪರಭಕ್ಷಕದಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಝೂಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋನೆಕ್ಟನ್ನ ಡಯಲ್ ವರ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಗ್ರೇಷನ್ (ಡಿವಿಎಂ) ತೆರೆದ ಸಾಗರದ ಪ್ರಮುಖ ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪದರಗಳನ್ನು ತಲುಪಬಹುದು, ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಎನ್ಎಚ್ 4 + ಆಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾದ ಎನ್ ಅನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವುದರಿಂದ, ಅವು ನೇರವಾಗಿ ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ಗೆ ಇಂಧನವನ್ನು ನೀಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಾಣಿಪ್ಲವ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋನೆಕ್ಟನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಕೆಳಮುಖ ರಫ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಯುಫೋಟಿಕ್ ವಲಯದ ತಳದಲ್ಲಿರುವ ಕಣಗಳಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮುಳುಗುವ ಕಣಗಳು ಆಳವಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿ ಸೇವಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ವಲಸೆಗಾರರಿಂದ ಸಕ್ರಿಯ ಸಾಗಣೆಯು ಹಗಲಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಒಟ್ಟುಗೂಡುವ ಆಳವಾದ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ಪುನರ್ಯೌವನವನ್ನು ಮೀರಬಹುದು. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ನೀರಿನೊಳಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ವಲಸೆ ಹೋಗುವ ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಂದ NH4 + ವಿಸರ್ಜನೆಯು ಸ್ಥಿರವಾದ N ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮಾರ್ಗಗಳ ನಡುವಿನ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಡಿನಿಟ್ರಿಫಿಕೇಷನ್ ಅನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ವಿಶಿಷ್ಟ ಸ್ಟೊಯ್ಕಿಯೋಮೆಟ್ರಿಯಿಂದ ಊಹಿಸಲಾದ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗಿಂತ ಅನಾಮಾಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಮೆಥನೊಜೆನೆಸಿಸ್ ಎಂಬುದು ಮೆಥನೊಜೆನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಮೀಥೇನ್ (ಸಿಎಚ್ 4) ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳು ತೆರೆದ ಸಾಗರದಲ್ಲಿ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಮಾಣದ ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ಮಿಥೇನೋಜೆನ್ಗಳು ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಹಾಗೆ ಮಾಡಲು ಜೀನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಇದಕ್ಕೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಅವು ಮೇಲಿನ ಅನಾಕ್ಸಿಕ್ ವಲಯದಲ್ಲಿರುವ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ಜೀವಿಗಳಿಂದ ಪಡೆಯುತ್ತವೆ. ಮೆಥೆನೋಜೆನೆಸಿಸ್ ಅನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಸಹಜೀವನದ ಮೂಲಕ ಮೆಥೆನೋಜೆನ್ಗಳಿಗೆ ಸಿಲಿಯೇಟ್ಗಳು ಸಹಾಯ ಮಾಡಬಹುದು. ಸಿಲಿಯೇಟ್ಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನೋಸೋಮ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಅವು ಕಡಿಮೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಅವು ಎಂಡೋಸಿಂಬಯೋಟಿಕ್ ಮೆಥನೋಜೆನ್ಗಳನ್ನು ಹೋಸ್ಟ್ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಸಲ್ಫೇಟ್-ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ಸಂಭವಿಸುವ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಕಡಿತವನ್ನು ಗುಪ್ತ ಸಲ್ಫರ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಚಕ್ರವು ನಿರಂತರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಸಲ್ಫೇಟ್ನ ಕಡಿತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಬದಲು ಸಲ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಅಂತಿಮ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ವೀಕಾರಕವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಚಿಲಿಯ ಕರಾವಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ನೀರಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ಹರಿವಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಈ ಚಕ್ರವನ್ನು ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಏರೋಬಿಕ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಉಸಿರಾಟ ಏರೋಬಿಕ್ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಬದುಕುಳಿಯಲು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು OMZಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಸೀಮಿತವಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ನೈಟ್ರೇಟ್ನಂತಹ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲು ಇತರ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ. ಒಎಂಝೆಡ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಏರೋಬಿಕ್ ಉಸಿರಾಟವು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೇಲಿನ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕನಿಷ್ಠ ವಲಯಗಳಿಗೆ ಅಮೋನಿಯಂನ ಪ್ರಮುಖ ಮೂಲವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ನೀರಿನಲ್ಲಿರುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಒಎಂಝಡ್ಗಳ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಉಸಿರಾಟಕ್ಕಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ 1/6 ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಹ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಉಂಟಾಗುವ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಸಮುದ್ರದ ಡಿಯೋಕ್ಸಿಜನೇಷನ್ ಅನೋಕ್ಸಿಕ್ ಈವೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಅನೋಕ್ಸಿಕ್ ವಾಟರ್ಸ್ ಡೆಡ್ ಝೋನ್ (ಪರಿಸರ ವಿಜ್ಞಾನ) ಸಾಗರ ಆಮ್ಲೀಕರಣ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಪರಿಸರ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಜೈವಿಕ ಸಮುದ್ರಶಾಸ್ತ್ರ