Denitrification‐Driven Transcription and Enzyme Production at the River‐Groundwater Interface: Insights From Reactive‐Transport Modeling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Molecular‐biological data and omics tools have increasingly been used to characterize microorganisms responsible for the turnover of reactive compounds in the environment, such as reactive‐nitrogen species in groundwater. While transcripts of functional genes and enzymes are used as measures of microbial activity, it is not yet clear how they are quantitatively related to actual turnover rates under variable environmental conditions. As an example application, we consider the interface between rivers and groundwater which has been identified as a key driver for the turnover of reactive‐nitrogen compounds, that cause eutrophication of rivers and endanger drinking water production from groundwater. In the absence of measured data, we developed a reactive‐transport model for denitrification that simultaneously predicts the distributions of functional‐gene transcripts, enzymes, and reaction rates. Applying the model, we evaluate the response of transcripts and enzymes at the river‐groundwater interface to stable and dynamic hydrogeochemical regimes. While functional‐gene transcripts respond to short‐term (diurnal) fluctuations of substrate availability and oxygen concentrations, enzyme concentrations are stable over such time scales. The presence of functional‐gene transcripts and enzymes globally coincides with the zones of active denitrification. However, transcript and enzyme concentrations do not directly translate into denitrification rates in a quantitative way because of nonlinear effects and hysteresis caused by variable substrate availability and oxygen inhibition. Based on our simulations, we suggest that molecular‐biological data should be combined with aqueous geochemical data, which can typically be obtained at higher spatial and temporal resolution, to parameterize and calibrate reactive‐transport models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».