Hydrocarbonoclastic bacteria
હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા (જેને હાઇડ્રોકાર્બન ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયા, ઓઇલ ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયા અથવા એચસીબી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ પ્રોકેરીયોટ્સનું વિજાતીય જૂથ છે જે કાર્બન અને ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોનું અધઃપતન કરી શકે છે અને તેનો ઉપયોગ કરી શકે છે. વિશ્વભરના મોટાભાગના વાતાવરણમાં હાજર હોવા છતાં, આમાંના ઘણા વિશિષ્ટ બેક્ટેરિયા સમુદ્રમાં રહે છે અને પ્રદૂષિત દરિયાઈ પાણીથી અલગ કરવામાં આવ્યા છે. વર્ગીકરણ અને વિતરણ જો આપણે ઉચ્ચ ટેક્સાને ધ્યાનમાં લઈએ તો હાઇડ્રોકાર્બન-ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયાની વર્ગીકરણ વિવિધતા નાટ્યાત્મક રીતે બદલાઈ નથી, ઘણા અભ્યાસોએ 25 પ્રકારના હાઇડ્રોકાર્બન-ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયા અને દરિયાઈ વાતાવરણમાંથી અલગ કરવામાં આવેલા 25 પ્રકારના ફૂગ વિશે માહિતી પ્રદાન કરી છે. તેલમાંથી અલગ કરાયેલ ગોર્ડોનિયા, બ્રેવીબેક્ટેરિયમ, એરોમાઇક્રોબિયમ, ડાયટ્ઝિયા, બુર્ખહોલ્ડેરિયા અને માયકોબેક્ટેરિયમ જેવી બેક્ટેરિયલ જાતિઓ હાઇડ્રોકાર્બન અધોગતિ માટે સંભવિત સજીવો હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. Cerniglia et al. અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું કે નવ સાયનોબેક્ટેરિયા, પાંચ લીલા શેવાળ, એક લાલ શેવાળ, એક કથ્થઈ શેવાળ અને બે ડાયાટોમ્સ નેફ્થાલીનને ઓક્સિડાઇઝ કરી શકે છે. તાપમાન નિર્ણાયક છે કારણ કે તે માઇક્રોબાયલ ફિઝિયોલોજી અને વિવિધતાને પ્રભાવિત કરે છે; જેમ જેમ તાપમાનમાં ઘટાડો થાય છે તેમ તેમ બાયોડિગ્રેડેશનનો દર સામાન્ય રીતે ઘટે છે. હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા ડાયઝોફિલિક છે, એટલે કે. તેઓ નાઇટ્રોજન સંયોજનોમાં અત્યંત નબળા વાતાવરણમાં રહી શકે છે, જે તેમને સમગ્ર પર્યાવરણમાં પોતાને વિતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. તેઓ પર્યાવરણને અનુકૂળ બાયોસેનિટેશન માટે અત્યંત ઉપયોગી છે; એરોબિક પરિસ્થિતિઓમાં સૌથી ઝડપી અને સૌથી સંપૂર્ણ અધઃપતન થાય છે. હાઇડ્રોકાર્બન દરિયાઈ વાતાવરણમાં જોવા મળે છે જ્યાં તેલનો ફેલાવો થાય છે, જે આપણને સમજાવે છે કે તેઓ નાઇટ્રોજન સ્રોતોથી પોષક રીતે સ્વતંત્ર છે, જે વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને સ્થિર કરવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે લાક્ષણિકતા છે. નાઇજીરિયાના એક શહેરમાં લાગોસમાં, સ્યૂડોમોનાસ ફ્લોરોસેન્સ, પી. એરુગિનોસા, બેસિલસ સબટિલિસ, બેસિલસ એસપી., એલ્કેલિજીન્સ એસપી., એસિનેટોબેક્ટર લોફી, ફ્લેવોબેક્ટેરિયમ એસપી., માઇક્રોકોકસ રોઝસ અને કોરિનેબેક્ટેરિયમ એસપી, જે કાચા તેલને ખરાબ કરી શકે તેવા પ્રદૂષિત પ્રવાહમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યા હતા, તે નવ બેક્ટેરિયાના પ્રભેદ મળી આવ્યા હતા; ઉત્તર-પૂર્વ ભારતમાં પણ તેઓ મળી આવ્યા હતા. મેક્સિકોના અખાતમાં લ્યુઇસિયાનાની ઘટનામાં, લગભગ 100 તાણ શોધી કાઢવામાં આવ્યા હતા અને અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, જે દર્શાવે છે કે આઇસોલેટ્સ બધા ફાયલમ પ્રોટિઓબેક્ટેરિયા અને ત્રણ વર્ગો (અલ્ટેરોમોનાડેલ્સ, રોડોસ્પિરિલેલ્સ અને એન્ટરોબેક્ટેરિયલ) ના છે. આ સજીવો સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઓછી સંખ્યામાં હાજર હોય છે, જે તેમને કાર્બન અને ઊર્જા જેવા હાઇડ્રોકાર્બન પર લાભ આપે છે, કારણ કે તેઓ ઝડપથી વૃદ્ધિ પામે છે અને ગુણાકાર કરે છે. યુ. એસ., જર્મની, યુકે, સ્પેન, ઇટાલી, સિંગાપોર, ચીન, પશ્ચિમ ફિલિપાઇન્સ, જાપાન, એન્ટાર્કટિકા નજીક મધ્ય-એટલાન્ટિક પર્વતમાળા અને પૂર્વીય પ્રશાંત મહાસાગરમાં ઊંડા પાણીના કાંપ સહિત વિશ્વભરના તેલ-અસરગ્રસ્ત વાતાવરણમાં એલ્કેનિવોરાક્સ જેવા બેક્ટેરિયા મળી આવ્યા છે. શરીરવિજ્ઞાન અને ચયાપચય હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયાની બે મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ છેઃ (1) ચોક્કસ પટલ-બંધાયેલા ડાયઓક્સિજનેઝ અને (2) પાણીમાં અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોકાર્બન સાથેના સંપર્કને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટેની પદ્ધતિઓ. જ્યાં પણ તેલનું દૂષણ થાય છે ત્યાં માઇક્રોબાયલ બાયોડિગ્રેડેશન થાય છે. જો કે, બાયોડિગ્રેડેશન દર ધીમો છે અને પરિણામે પાણીમાં અને દરિયાકાંઠે દરિયાઇ જીવન પર ગંભીર ઝેરી અસરો થાય છે. પેટ્રોલિયમમાં રહેલા હાઇડ્રોકાર્બન તેમની રાસાયણિક પ્રકૃતિના આધારે પાણીમાં અલગ વર્તન ધરાવે છે. આ પ્રક્રિયાને હવામાન કહેવામાં આવે છે, ઓછા પરમાણુ વજનવાળા લોકો જ્યારે સપાટી પર પહોંચે છે ત્યારે અસ્થિર બને છે. બાકીના બેક્ટેરિયા દ્વારા હુમલો કરવામાં આવે છે જે આ કરવા માટે સક્ષમ છે. આ બેક્ટેરિયા તેલને વળગી રહેતા નથી અને કોષની સપાટીની ઊંચી હાઇડ્રોફોબિસિટી ધરાવતા નથી. અધઃપતનના આગલા તબક્કામાં ઉચ્ચ કોષ સપાટી હાઇડ્રોફોબિસિટી ધરાવતા સુક્ષ્મસજીવો સામેલ છે, જે શેષ ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના હાઇડ્રોકાર્બનને વળગી રહી શકે છે. સંલગ્નતા હાઇડ્રોફોબિક ફિમ્બ્રી, ફાઇબ્રિલ્સ, લિપિડ્સ અને બાહ્ય પટલના પ્રોટીન અને કોષની સપાટીના કેટલાક નાના અણુઓ, જેમ કે ગ્રામિસિડિન એસ અને પ્રોડિજિઓસિનને કારણે થાય છે. તમામ પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનો કાચા તેલમાંથી મેળવવામાં આવે છે, જેના મુખ્ય ઘટકો હાઇડ્રોકાર્બન છે, જેને ચાર અપૂર્ણાંકોમાં વિભાજિત કરી શકાય છેઃ સંતૃપ્ત, સુગંધિત, રેઝિન અને ડામર અપૂર્ણાંકો. માઇક્રોબાયલ ડિગ્રેડેશન માટે હાઇડ્રોકાર્બનની સંવેદનશીલતાને સામાન્ય રીતે નીચે પ્રમાણે ક્રમાંકિત કરી શકાય છેઃ રેખીય આલ્કેન શાખાઓવાળા આલ્કેન> નાના એરોમેટિક્સ> ચક્રીય આલ્કેન. કેટલાક સંયોજનો, જેમ કે ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન્સ (પી. એ. એચ.), બિલકુલ અધોગતિ પામતા નથી, ડામર અને રેઝિનને બાયોડિગ્રેડેશન માટે પ્રતિકૂળ માનવામાં આવે છે. આલ્કેન અધોગતિના માર્ગો આલ્કેનને વિવિધ માર્ગો દ્વારા દરિયામાં એરોબિક રીતે સહેલાઈથી બાયોડિગ્રેડ કરવામાં આવે છે. અંતિમ ઓક્સિડેશન સ્યુડોમોનાસ પુટીડા દ્વારા મધ્યમ લંબાઈનું અધઃપતન એલ્કેન હાઇડ્રોક્સિલેઝથી શરૂ થાય છે, આ એન્ઝાઇમ ત્રણ ઘટકોથી બનેલું છેઃ પટલથી બંધાયેલ ઓક્સિજન ઘટક અને રુબ્રેડોક્સિન અને રુબ્રેડોક્સિન રિડક્ટેઝ નામના બે દ્રાવ્ય ઘટકો. એલ્કેન હાઇડ્રોક્સિલેઝ દ્વારા એન-એલ્કેનના મિથાઈલ જૂથના ઓક્સિડેશનમાંથી, એન-એલ્કેનોલ્સ મુક્ત થાય છે જે એન-એલ્કેનલ્સમાં પટલથી બંધાયેલા આલ્કોહોલ ડિહાઇડ્રોજનેઝ દ્વારા વધુ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. એન-આલ્કનલ્સ પછીથી ફેટી એસિડ્સમાં અને પછી એસાઇલ સી. ઓ. એ. માં રૂપાંતરિત થાય છે, અનુક્રમે એલ્ડિહાઇડ ડિહાઇડ્રોજનેઝ દ્વારા અને એસાઇલ-સી. ઓ. એ. સિન્થેટેઝ દ્વારા. CH3-R-CH3-> CH3-R-CH2OH-> CH3-R-COOH-> (CH2OH)-R-COOH CH3-R-CH2OH-> (CH2OH)-R-CH2OH-> (CH2OH)-R-COOH-> (CH2OH)-R-COOH (CH2OH)-R-COOH-> CHO-R-COOH-> HOOC-R-COOH સબટર્મિનલ ઓક્સિડેશન આ માર્ગ ગૌણ આલ્કોહોલના પ્રકાશન તરફ દોરી જાય છે. એન-એલ્કેન મોનોઓક્સિજનેઝ દ્વારા ગૌણ આલ્કોહોલમાં, પછી કીટોનમાં અને અંતે ફેટી એસિડ્સમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. R1-(CH2) (CH2)-R2-> R1-(CH2) (CHOH)-R2-> R1-(CH2) (CO)-R2-> R1-(CH2) O (CO)-R2-> R1-COOH + R2-COOH સાયક્લોઆલ્કેન અધોગતિના માર્ગો સાયક્લોઆલ્કેનને સહ-ઓક્સિડેશન પદ્ધતિ દ્વારા અધોગતિ પામે છે, જે પ્રક્રિયા ચક્રીય આલ્કોહોલ અને કીટોનની રચના તરફ દોરી જાય છે. એક મોનોઓક્સિજનેઝ ચક્રીય કીટોનમાં ઓક્સિજન દાખલ કરે છે અને ચક્રીય વીંટીને વિભાજીત કરવામાં આવે છે. સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બન અધોગતિના માર્ગો સુગંધિત સંયોજનો માટે વિવિધ માર્ગો છે, ટોલ્યુનને ધ્યાનમાં લેતા ઓછામાં ઓછા પાંચ જાણીતા છે, આમાંથી દરેક ચોક્કસ બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓમાં હાજર છે, બર્કહોલ્ડેરિયા એસપી. ટોલ્યુઈન ચયાપચય માટે બહુવિધ માર્ગોનો ઉપયોગ કરવામાં તાણ JS150 અનન્ય છેઃ TOL માર્ગઃ આ માર્ગ સમાન નામના પ્લાઝમિડનું નામ લે છે જે તેના માટે કોડ કરે છે. ટોલ્યુએન આલ્કોહોલમાં બેન્ઝાઇલમાં, બેન્ઝાલ્ડેહાઇડમાં અને પછી બેન્ઝોએટમાં અધોગતિ પામે છે, જે આગળ ટી. સી. એ. ચક્રના મધ્યસ્થીઓમાં રૂપાંતરિત થાય છે. F1 માર્ગઃ P.putida આ માર્ગ હાથ ધરવા માટે સક્ષમ છે, જેમાં બે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોને ટોલ્યુએનમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, જે સિસ-ટોલ્યુએન ડાયહાઇડ્રોડિઓલ બનાવે છે. આ મધ્યવર્તી પછી 3-મિથાઈલકેટેકોલમાં રૂપાંતરિત થાય છે. કે. આર. 1 માર્ગઃ સ્યુડોમોનાસ મેન્ડોસિના કે. આર. 1, એન્ઝાઇમ ટોલ્યુએન 4-મોનોઓક્સિજનેઝ દ્વારા ટોલ્યુએનને પી-ક્રેસોલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે. ત્યારબાદ, પી-હાઇડ્રોક્સિબેન્ઝોએટ મિથાઈલ બાજુની સાંકળના ઓક્સિડેશન દ્વારા રચાય છે. પીકે01: સ્યુડોમોનાસ પિકેટીઆઈ પી. કે. ઓ. 1 એ એન્ઝાઇમ ટોલ્યુએન 3-મોનોક્સિજીઝ સાથે એમ-ક્રેસોલમાં ટોલ્યુએનને ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, જે અન્ય મોનોઓક્સિજનેઝ દ્વારા 3-મિથાઈલકેટેકોલમાં વધુ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. G4: G4 માર્ગ બુકહોલ્ડેરિયા સેપાસિયા G4માં જોવા મળ્યો હતો, જ્યાં ટોલ્યુઈનને ટોલ્યુઈન 2-મોનોઓક્સિજિનેઝ દ્વારા ઓ-ક્રેસોલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ અન્ય મોનોઓક્સિજિનેઝ તેને 3-મિથાઈલકેટેકોલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. એનારોબિક અધોગતિના માર્ગો તેલના ઘટકો કે જે દરિયાઈ કાંપમાં ફસાયેલા હોય છે તે એનારોબિક પરિસ્થિતિઓમાં ટકી રહે છે. જ્યારે નાઈટ્રેટમાં ઘટાડો, સલ્ફેટમાં ઘટાડો, મિથેનનું ઉત્પાદન, ફે3 + ઘટાડો અથવા પ્રકાશસંશ્લેષણને હાઇડ્રોકાર્બન ઓક્સિડેશન સાથે જોડવામાં આવે છે ત્યારે કેટલાક હાઇડ્રોકાર્બનને એનારોબિક પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિડાઇઝ કરી શકાય છે. એનારોબિક બેક્ટેરિયમ સ્ટ્રેન એચ. ડી.-1 ટેટ્રાડેકેનની હાજરીમાં વધે છે. તેની ગેરહાજરીમાં, ટેટ્રાડેકેન અધોગતિ પામે છે, અને મુખ્ય ચયાપચય મધ્યવર્તી 1-ડોડેસીન પરિબળો છે જે બાયોડિગ્રેડેશનને પ્રભાવિત કરે છે હાઇડ્રોકાર્બનનું બાયોડિગ્રેડેશન સંખ્યાબંધ રાસાયણિક, ભૌતિક અને જૈવિક પરિબળો દ્વારા મર્યાદિત છે. બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સઃ બેક્ટેરિયા અને હાઇડ્રોકાર્બન વચ્ચેનો સંપર્ક મૂળભૂત છે કારણ કે પ્રથમ અધોગામી પગલામાં ઓક્સિજનનો ઉપયોગ સામેલ છે. સંપર્કને સંલગ્નતા અને પ્રવાહી મિશ્રણ પદ્ધતિઓ દ્વારા પસંદ કરવામાં આવે છે બેક્ટેરિયા જે હાઇડ્રોકાર્બનને તોડી નાખે છે તે ઘણીવાર ગૌણ ચયાપચય તરીકે બાયોઇમલ્સીફાયર્સ ઉત્પન્ન કરે છે. આને ઓછા પરમાણુ વજનના અણુઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે જે અસરકારક રીતે સપાટી અને આંતરમુખ તણાવને ઘટાડે છે, અને ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના પોલિમર જે સપાટીઓ સાથે નિશ્ચિતપણે જોડાય છે. કેટલાક બાયોઇમલ્સીફાયર્સ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોફોબિક સબસ્ટ્રેટ્સ પર બેક્ટેરિયાની જૈવઉપલબ્ધતામાં વધારો કરીને, તેમની સપાટીમાં વધારો કરીને, તેમને સપાટી પરથી દૂર કરીને અને તેમની દ્રાવ્યતામાં વધારો કરીને બેક્ટેરિયાના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે. બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સમાં એમ્ફીફિલિક પ્રકૃતિ હોય છે, જે તેમને ઉત્પન્ન કરતા સુક્ષ્મસજીવોને હાઇડ્રોફોબિક સબસ્ટ્રેટ્સનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, ગતિશીલતાને મંજૂરી આપે છે, સ્પર્ધકોને ટાળે છે. હાઇડ્રોફોબિક ભાગમાં સામાન્ય રીતે સંતૃપ્ત અથવા અસંતૃપ્ત ફેટી એસિડ્સ, ફેટી હાઇડ્રોક્સી એસિડ્સ અથવા ફેટી આલ્કોહોલનો સમાવેશ થાય છે, જેની સાંકળ લંબાઈ 8 થી 18 કાર્બન અણુઓ વચ્ચે હોય છે. હાઇડ્રોફિલિક ઘટકોમાં નાના હાઇડ્રોક્સિલ, ફોસ્ફેટ અથવા કાર્બોક્સિલિક જૂથો અથવા કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ અથવા પેપ્ટાઇડ્સના ભાગોનો સમાવેશ થાય છે. બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ મુખ્યત્વે આયનીય અને બિન-આયનીય સંયોજનો છે. વૃદ્ધિ માટે પોષણની જરૂરિયાતોઃ એચ. સી. બી. ને પણ મોટા પ્રમાણમાં નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસની જરૂર પડે છે. એવો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો છે કે 1 કિલો ઓક્સિડાઇઝ્ડ હાઇડ્રોકાર્બન માટે 150 ગ્રામ નાઇટ્રોજન અને 30 ગ્રામ ફોસ્ફરસની જરૂર પડે છે. તાપમાનઃ પેટ્રોલિયમ હાઇડ્રોકાર્બનનું બાયોડિગ્રેડેશન 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને 50 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચેના મહત્તમ તાપમાનમાં થાય છે, જ્યારે નીચા તાપમાન પર બગાડનો દર ધીમો હોય છે. પીએચ અને ઓક્સિજનઃ બેક્ટેરિયાને તટસ્થ પીએચની જરૂર પડે છે, અને આમાં તે જ તેલ એવા વાતાવરણને તટસ્થ કરવામાં મદદ કરી શકે છે જે માઇક્રોબાયલ વૃદ્ધિ માટે ખૂબ એસિડિક હોય છે. એરોબિક અધોગતિ માટે ઓક્સિજન મહત્વપૂર્ણ છે. આ ક્ષણે, હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયાના ઇકોલોજીના મોટાભાગના અભ્યાસો મુખ્યત્વે દરિયાઈ વાતાવરણમાં જોવા મળતા જાતિના વિશાળ જૂથનો સંદર્ભ આપે છે. તેમાંથી દરેક અલગ ચયાપચય દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ હોવાથી, આ સજીવો તમામ પ્રકારના હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોને ખૂબ જ કાર્યક્ષમ રીતે ઘટાડવા માટે સાથે મળીને કામ કરે છે. તેઓ કાર્બન જૈવ ભૂરાસાયણ ચક્રમાં પણ મૂળભૂત ભૂમિકા ભજવે છે અને કેટલાક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે કેટલીક પ્રજાતિઓ વિવિધ દરિયાઈ સજીવો સાથે જટિલ સંબંધો બનાવી શકે છે. જ્યારે કોઈ ચોક્કસ દરિયાઈ વિસ્તારમાં તેલ (અથવા જે પણ પ્રકારનું હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજન) છોડવામાં આવે છે, ત્યારે ઘણી બધી બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓ તેમાં વસવાટ કરવાનું શરૂ કરે છે, જે ત્યાં પહેલેથી હાજર માઇક્રોબાયલ સમુદાયને બદલી નાખે છે. તે સમુદાયોની ગતિશીલતાનું વિશ્લેષણ કરવાથી બાયોડિગ્રેડેશન સાથે સંકળાયેલી સામાન્ય પેટર્નની શોધ થઈ છે, અને તે માહિતી બાયોરેમેડિએશન પદ્ધતિઓના સુધારણા માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે. જેમ જેમ હાઇડ્રોકાર્બનની હાજરી વધે છે તેમ તેમ પોષક તત્ત્વોની માત્રામાં ફેરફાર થાય છેઃ આ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિ માત્ર તે જ સજીવોની પસંદગી કરી શકે છે જે ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે હાઇડ્રોકાર્બનનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને આવું કરવા માટે તમામ ઉત્સેચકો ધરાવે છે. વધુમાં, મોટાભાગની તેલ બાયોડિગ્રેડિંગ પ્રજાતિઓને તેમની કેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓ હાથ ધરવા માટે ચોક્કસ માત્રામાં ફોસ્ફરસ અને નાઇટ્રોજનની જરૂર પડે છે. તેથી એ જણાવવું શક્ય છે કે હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયાનો દર મુખ્યત્વે નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસની ઉપલબ્ધતાને કારણે મર્યાદિત છે. ઈન વિટ્રો અને ઈન સીટૂ એમ બન્ને રીતે હાથ ધરાયેલા કેટલાક પ્રયોગોએ તેલના ફેલાવા જેવી ઘટનાઓ દરમિયાન ઓ. એચ. સી. બી. (ઓબ્લિગેટ હાઇડ્રોકાર્બોનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા) ની મૂળભૂત ભૂમિકા દર્શાવી હતી. જ્યારે હાઇડ્રોકાર્બન છોડવામાં આવે છે ત્યારે ખીલતી સૌપ્રથમ સુક્ષ્મસજીવોની વસ્તી કહેવાતા સામાન્યવાદીઓ છે, જે હાઇડ્રોકાર્બનમાં સૌથી સરળ બંધને (ચોક્કસ ઉત્સેચકો દ્વારા) તોડી શકે છે (સામાન્ય રીતે તેઓ એન-આલ્કેન ડિગ્રેડર હોય છે); તેમની વચ્ચે, સૌથી સામાન્ય જાતિ એલ્કેનિવોરાક્સ છે (સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રજાતિ એલ્કેનિવોરાક્સ બોર્કુમેન્સિસ છે) જે એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોને ઘટાડી શકે છે. ત્યારબાદ, નિષ્ણાતો સામાન્યવાદીઓને બદલીને મજબૂત અને વધુ જટિલ સીમાઓનું અધઃપતન કરે છે; તેમાંની એક સૌથી જાણીતી જાતિ સાયક્લોક્લાસ્ટિકસ છે, જે ઉદાહરણ તરીકે, પી. એ. એચ. (પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન) જેવા સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બનનું અધઃપતન કરી શકે છે. અત્યાર સુધી, કોઈ હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક આર્કિયા પ્રજાતિઓ મળી નથી, કારણ કે એવું લાગે છે કે તેઓ તેલના ફેલાવાની અસરો પ્રત્યે ખૂબ સંવેદનશીલ છે, જેમ કે દરિયાકિનારા અને દરિયાકાંઠાના પાણી પર કરવામાં આવેલા ઘણા અભ્યાસો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે. તેમ છતાં, આર્કિયા પ્રજાતિઓનો ઉપયોગ પર્યાવરણની પર્યાવરણીય સ્થિતિના માર્કર્સ તરીકે થઈ શકે છે. બાયોરિમેડિએશન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન અન્ય દરિયાઈ સજીવો સાથેના સંબંધો હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા બાયોરિમેડિએશન અને બાયોડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ઇકોલોજીકલ નેટવર્કનો માત્ર એક ભાગ બનાવે છે, જેમાં અન્ય સમુદાયો અને આસપાસના પર્યાવરણ સાથે ઘણા પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ સંબંધો અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. આવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં પોષક તત્ત્વોને મર્યાદિત કરવા માટેની સ્પર્ધા, પ્રોટોઝોઆ દ્વારા શિકાર, ફેજ દ્વારા લિસિસ અને સહકારી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે જે હાઇડ્રોકાર્બનનું અધઃપતન ઘટાડી શકે છે અથવા વધારી શકે છે. પોષક તત્ત્વોની ઉપલબ્ધતા, તેમજ પોષક તત્ત્વોનું પુનર્ચક્રણ, બાયોડિગ્રેડેશન સમુદાયોના મહત્વપૂર્ણ પાસાં છે. અગાઉ જણાવ્યા મુજબ, ફોસ્ફરસ અને નાઇટ્રોજનની માત્રા માઇક્રોબાયલ વસ્તીના માળખામાં ફેરફાર કરી શકે છે અને પરિણામે સમુદાયની રચના કે જે ઇકોસિસ્ટમમાં ચોક્કસ અણુઓની હાજરી દ્વારા આકાર લે છે. પ્રિડેશન અને ફેજ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પણ હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયલ સમુદાયના વિકાસને અસર કરે છે. શક્ય છે કે બાયોમાસના ટર્નઓવરમાં વધારો (જે બેક્ટેરિયોફેજ લિસિસ અથવા પ્રોટોઝોઆ પ્રિડેશનની પ્રવૃત્તિને ઉત્તેજીત કરીને મેળવી શકાય છે) જૈવિક ઉપચારને ઉત્તેજીત કરીને હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક વસ્તીને લાભ કરી શકે છે. હકીકતમાં, પર્યાવરણમાં તેલની હાજરી પ્રોફેજ અને ત્યારબાદ મોટી સંખ્યામાં બેક્ટેરિયાના લિસિસને પ્રેરિત કરી શકે છે. તે જ સમયે, ફેજેસના લિસિસને કારણે પોષક તત્ત્વોનું રિસાયક્લિંગ તે પ્રજાતિઓના વિકાસને ટ્રિગર કરી શકે છે જે પોષક તત્ત્વો અને હાઇડ્રોકાર્બન (ઊર્જા સંસાધન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે) બંનેની હાજરી દ્વારા તરફેણ કરે છે. બીજી બાજુ, પ્રોટોઝોઆની હાજરી ઇકોસિસ્ટમમાં બેક્ટેરિયાની વસ્તીના વિકાસને મર્યાદિત કરીને વિપરીત પરિસ્થિતિ પેદા કરી શકે છે (તે બાયોડિગ્રેડેશન પર નકારાત્મક અસર કરે છે). તેથી જ દરિયાઈ વાતાવરણમાં શિકારીઓ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ મૂળભૂત છે. તેમ છતાં, ચોક્કસ પ્રસંગોમાં, શિકારીની હાજરી બેક્ટેરિયાના અધઃપતનને વેગ આપી શકે છે, કારણ કે તે બેન્ઝિન અથવા ટોલ્યુઈન માટે થાય છે. વધુમાં, ફેજ સાથે જે થાય છે તે જ રીતે, શિકારની પ્રવૃત્તિ પોષક લૂપ બનાવે છે, કારણ કે શિકારી પોષક તત્ત્વોને ફરીથી ખનિજ બનાવી શકે છે, જે બેક્ટેરિયાના વિકાસમાં વધારો કરે છે. બાયોજિઓકેમિકલ કાર્બન ચક્રમાં ભૂમિકા હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા લાંબા કાર્બન સંયોજનોને ઓક્સિડાઇઝ કરી શકે છે, તેથી તેમના ચયાપચયમાં બાયોજિઓકેમિકલ કાર્બન ચક્રમાં જૈવિક પ્રતિક્રિયાઓના મોટા પરિવારનો ભાગ શામેલ છે. હાઇડ્રોકાર્બન, ખાસ કરીને એલ્કેન, અસંખ્ય સજીવો દ્વારા કચરો તરીકે, સંરક્ષણ માટે, માળખાકીય ઘટકો તરીકે અને રસાયણશાસ્ત્રીઓ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. તેથી, આ પ્રકારનું બાયોડિગ્રેડેશન હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોના મુખ્ય સિંકમાંથી એક અને દરિયાઈ વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સ્ત્રોતમાંથી એકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. નિષ્કર્ષમાં, હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા કુદરતી સ્રોતોમાંથી હાઇડ્રોકાર્બન એકત્ર કરી શકે છે અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ કાર્બન અણુનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને તેમને તેમના ચયાપચય કેન્દ્રીય માર્ગોમાં દાખલ કરી શકે છે. તે ઓક્સિડાઇઝ્ડ અણુઓ કાર્બન ચક્રના જૈવિક તબક્કામાં પ્રવેશ કરે છે અને પ્રાથમિક અને ગૌણ ગ્રાહકો દ્વારા શિકાર દ્વારા આત્મસાત કરી શકાય છે અથવા કોષોના મૃત્યુ પછી તેમને ધારણ કરી શકે છે. બાયોટેકનોલોજીકલ એપ્લિકેશન્સ હાઇડ્રોકાર્બન-ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયાના ઘણા જુદા જુદા ઉપયોગો છે પરંતુ પર્યાવરણીય માઇક્રોબાયોલોજીના ક્ષેત્રમાં તેમની ભૂમિકાને વિશેષ મહત્વ આપે છે. દરિયાઈ હાઇડ્રોકાર્બનોક્લાસ્ટિક બેક્ટેરિયા બાયોરેમેડિએશન માટે શક્તિશાળી સાધનો છે, કારણ કે તેઓ તેમની કેટાબોલિક વૈવિધ્યતાને કારણે દૂષિત તેલને ઘટાડી અને રૂપાંતરિત કરી શકે છે. આ રીતે, બાયોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને તેલના ફેલાવા અથવા માનવ પ્રવૃત્તિઓના પ્રદૂષણ પછી દરિયાકાંઠાના વિસ્તારો અને દરિયાકાંઠાના વિસ્તારો જેવા દૂષિત સ્થળની સફાઈને વેગ આપવો શક્ય છે, પરંતુ તેમના નુકસાનને કાબૂમાં રાખવું અને ઘટાડવું પણ શક્ય છે. તેઓ સામાન્ય રીતે તેલના ફેલાવા અથવા અન્ય પ્રદૂષણ પછી ખીલે છે, અને કારણ કે તેઓ ચયાપચયની દ્રષ્ટિએ ખૂબ જ સર્વતોમુખી છે, તેઓ ન્યૂનતમ માધ્યમો પર વૃદ્ધિ કરી શકે છે. આનું એક ઉદાહરણ નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ અને હેવી ઓઇલ-ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયમ એઝોસ્પિરિલમ ઓલીક્લાસ્ટિકમ છે, જે તેલ ઉત્પાદન મિશ્રણમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું. પરંતુ એ. ઓલીક્લાસ્ટિકમ એ એકમાત્ર તાણ નથી જે તેલ પર ઉગી શકે છે, 2013 ના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ઓછામાં ઓછા 125 તાણ છે, જે કાચા તેલ સાથે પૂરક ન્યૂનતમ માધ્યમ પર વધવા માટે અનુકૂળ છે. અભિગમો દ્વારા શોધાયેલ મુખ્ય બેક્ટેરિયા પ્રોટિઓબેક્ટેરિયા હતા અને સૌથી વધુ વિપુલ પ્રજાતિઓ એસીનેટોબેક્ટર અને સ્ટેનોટ્રોફોમન્સ જાતિમાં હતી. તેનો ઉપયોગ જૈવસંશ્લેષણમાં પણ થાય છે કારણ કે તે મોનો અને ડાયોક્સિજનેઝ, ઓક્સિડેઝ, ડિહાઇડ્રોજનેઝ અને અન્ય જેવા ઉત્સેચકોનો અસાધારણ સંગ્રહ છે. વધુમાં, તેઓ હાઇડ્રોકાર્બનથી સમૃદ્ધ વાતાવરણમાં વધવા માટે અનુકૂળ હોવાથી, તેઓ ઘણીવાર ઉચ્ચ પ્રવાહી મિશ્રણ પ્રવૃત્તિ સાથે ઔદ્યોગિક રસના પોલિમરીક સંગ્રહ પદાર્થો અને બાયો-ડિટર્જન્ટ જેવા લાક્ષણિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ કરે છે. આનું એક ઉદાહરણ ઓલિયાજિનસ યીસ્ટ યારોવિયા લિપોલિટિકાનો ઉપયોગ છે. આ યીસ્ટમાં બહુમુખી લિપિડ ચયાપચય હોવાથી, ચોક્કસ બેક્ટેરિયલ જનીનો સાથેના સંયોજન દ્વારા તે વિવિધ લિપિડ્સ (પેટ્રોલિયમ, આલ્કેન, વનસ્પતિ તેલ, ફેટી એસિડ), ચરબી અને તેલને ઔદ્યોગિક રીતે મૂલ્યવાન લિપિડ-વ્યુત્પન્ન સંયોજનો જેમ કે આઇસોપ્રેનોઇડ-વ્યુત્પન્ન સંયોજનો (કેરોટીનોઇડ્સ, પોલિનિક કેરોટીનોઇડ એસ્ટર), મીણ એસ્ટર (WE), પોલીહાઇડ્રોક્સીઅલ્કેનોએટ્સ (PHAs) અને ફ્રી હાઇડ્રોક્સિલેટેડ ફેટી એસિડ્સ (HFAs) માં બાયોકોન્વર્ટ કરવા માટે ચોક્કસ ઉત્સેચકીય માર્ગોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ માઇક્રોબાયોલોજી બાયોરિમેડિએશન માઇક્રોબાયલ વસ્તી જીવવિજ્ઞાન માઇક્રોબાયલ વૃદ્ધિ અને પોષણ બાયોડિગ્રેડેશન હાઇડ્રોકાર્બન-ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયા ઓઇલ સ્પિલ રેમેડિએશન તકનીકો