Sulfate-reducing microorganism
سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم (ایس آر ایم) یا سلفیٹ کو کم کرنے والے پروکیریوٹس (ایس آر پی) سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا (ایس آر بی) اور سلفیٹ کو کم کرنے والے آرکیا (ایس آر اے) پر مشتمل ایک گروپ ہیں، یہ دونوں ہی سلفیٹ () کو ٹرمینل الیکٹران قبولیت کے طور پر استعمال کرتے ہوئے اینیروبک ریسپریشن انجام دے سکتے ہیں، اور اسے ہائیڈروجن سلفایڈ (ایچ 2 ایس) میں کم کر سکتے ہیں۔ لہذا، یہ سلفیڈوجینک مائکروجنزم سالماتی آکسیجن (O2) کے بجائے "سانس" لیتے ہیں، جو ایروبک ریسپریشن میں پانی (H2O) میں کم ہونے والا ٹرمینل الیکٹران قبول کنندہ ہے۔ زیادہ تر سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم کچھ دیگر آکسیڈائزڈ غیر نامیاتی سلفر مرکبات کو بھی کم کر سکتے ہیں، جیسے کہ سلفایٹ ()، ڈیتھونائٹ ()، تھیوسلفیٹ ()، ٹرائتھیونیٹ ()، ٹیٹرا تھیونیٹ ()، ایلیمینٹل سلفر (S8)، اور پولی سلفایڈس ()۔ سلفیٹ کی کمی کے علاوہ، کچھ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم بھی دیگر رد عمل جیسے سلفر مرکبات کے غیر متناسب ہونے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ سیاق و سباق پر منحصر ہے، "سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں" کو وسیع تر معنوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے (بشمول وہ تمام انواع جو ان سلفر مرکبات میں سے کسی کو بھی کم کر سکتی ہیں) یا تنگ تر معنوں میں (بشمول صرف ایسی انواع جو سلفیٹ کو کم کرتی ہیں، اور سخت تھیوسلفیٹ اور سلفر کو کم کرنے والوں کو چھوڑ کر، مثال کے طور پر)۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کا سراغ ساڑھے تین ارب سال پہلے لگایا جا سکتا ہے اور انہیں جرثوموں کی قدیم ترین شکلوں میں شمار کیا جاتا ہے، جنہوں نے زمین پر زندگی کے ابھرنے کے فورا بعد سلفر سائیکل میں حصہ ڈالا۔ بہت سے جاندار سلفر پر مشتمل خلیے کے اجزاء کی ترکیب کے لیے سلفیٹس کی تھوڑی مقدار کو کم کرتے ہیں۔ اسے سمیلیٹری سلفیٹ کی کمی کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس کے برعکس، یہاں سمجھے جانے والے سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم توانائی حاصل کرنے کے لیے بڑی مقدار میں سلفیٹ کو کم کرتے ہیں اور اس کے نتیجے میں بننے والے سلفایڈ کو فضلہ کے طور پر نکال دیتے ہیں۔ اسے ڈسیمیلٹری سلفیٹ کی کمی کے نام سے جانا جاتا ہے۔ وہ اپنی الیکٹران ٹرانسپورٹ چین کے ٹرمینل الیکٹران قبولیت کے طور پر سلفیٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ ان میں سے زیادہ تر اینیروبس ہیں ؛ تاہم، ایسی مثالیں موجود ہیں جن میں سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم ہیں جو آکسیجن کو برداشت کرتے ہیں، اور ان میں سے کچھ ایروبک ریسپریشن بھی انجام دے سکتے ہیں۔ جب آکسیجن کو الیکٹران قبول کنندہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے تو کوئی نمو نہیں دیکھی جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم بھی ہیں جو دوسرے الیکٹران قبول کرنے والوں کو بھی کم کر سکتے ہیں، جیسے فومریٹ، نائٹریٹ ()، نائٹریٹ ()، فیرک آئرن (Fe3 +)، اور ڈائیمیتھائل سلفوکسائڈ (DMSO)۔ الیکٹران ڈونر کے لحاظ سے، اس گروپ میں آرگنٹروفس اور لیتھوٹروفس دونوں شامل ہیں۔ آرگنٹروفس نامیاتی مرکبات کو آکسائڈائز کرتے ہیں، جیسے کاربوہائیڈریٹ، نامیاتی ایسڈ (جیسے فارمیٹ، لیکٹیٹ، ایسیٹیٹ، پروپیونیٹ، اور بیوٹیریٹ)، الکحل (میتھانول اور ایتھنول)، الیفیٹک ہائیڈرو کاربن (بشمول میتھین)، اور خوشبودار ہائیڈرو کاربن (بینزین، ٹولوین، ایتھائل بینزین، اور زائلین)۔ لیتھوٹروفس سالماتی ہائیڈروجن (H2) کو آکسائڈائز کرتے ہیں، جس کے لیے وہ انیروبک حالات میں میتھانوجینز اور ایسیٹوجینز کے ساتھ مقابلہ کرتے ہیں۔ کچھ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم براہ راست دھاتی آئرن (فی 0، جسے زیروولینٹ آئرن بھی کہا جاتا ہے، یا زیڈ وی آئی) کو الیکٹران ڈونر کے طور پر استعمال کر سکتے ہیں، اور اسے فیرس آئرن (فی 2 +) میں آکسائڈائز کر سکتے ہیں۔ ماحولیاتی اہمیت اور مارکر سلفیٹ سمندری پانی، تلچھٹ، اور گرنے والے نامیاتی مواد سے بھرپور پانی میں بڑے پیمانے پر پایا جاتا ہے۔ سلفیٹ زیادہ انتہائی ماحول میں بھی پایا جاتا ہے جیسے ہائیڈرو تھرمل وینٹ، ایسڈ مائن ڈرینیج سائٹس، آئل فیلڈز، اور گہری زیر زمین، بشمول دنیا کا قدیم ترین الگ تھلگ زیر زمین پانی۔ سالفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم اینیروبک ماحول میں عام ہیں جہاں وہ نامیاتی مواد کے انحطاط میں مدد کرتے ہیں۔ ان اینیروبک ماحول میں، خمیر کرنے والے بیکٹیریا بڑے نامیاتی مالیکیولز سے توانائی نکالتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں چھوٹے مرکبات جیسے نامیاتی ایسڈ اور الکحل ایسیٹوجینز اور میتھانوجینز اور مسابقتی سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کے ذریعہ مزید آکسائڈائز ہوتے ہیں۔ زہریلا ہائیڈروجن سلفایٔڈ، سلفایٔٹ کو کم کرنے والے خرد حیاتیات کی ایک فضول پیداوار ہے۔ اس کے سڑے ہوئے انڈے کی بو اکثر فطرت میں سلفایٔٹ کو کم کرنے والے خرد حیاتیات کی موجودگی کا نشان ہوتی ہے۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم نمک کے دلدل اور مٹی کے فلیٹس کی گندھک کی بو کے لیے ذمہ دار ہیں۔ ہائیڈروجن سلفایٔڈ کا زیادہ تر حصہ پانی میں موجود دھاتی آئنوں کے ساتھ تعامل کر کے دھاتی سلفایٔڈ تیار کرے گا۔ دھات کے یہ سلفایٔڈ، جیسے کہ فیرس سلفایٔڈ (ایف ای ایس)، اگھلنشیل ہوتے ہیں اور اکثر سیاہ یا بھوری رنگ کے ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے کیچڑ کا رنگ گہرا ہو جاتا ہے۔ پرمین-ٹرائاسک معدومیت کے واقعے کے دوران (250 ملین سال پہلے) ایسا لگتا ہے کہ ایک شدید انوکسک واقعہ پیش آیا جہاں بیکٹیریا کی یہ شکلیں سمندری ماحولیاتی نظام میں غالب قوت بن گئیں، جس سے ہائیڈروجن سلفایڈ کی وافر مقدار پیدا ہوئی۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا اپنے ارد گرد موجود غیر نامیاتی پارے کی میتھیلیشن کے ذریعے اپنے میٹابولزم کے ضمنی مصنوع کے طور پر نیوروٹوکسک میتھائل مرکری بھی پیدا کرتے ہیں۔ وہ آبی نظاموں میں پارے کی اس حیاتیاتی جمع شدہ شکل کے غالب ذریعہ کے طور پر جانے جاتے ہیں۔ استعمال کچھ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم ہائیڈرو کاربن کو کم کر سکتے ہیں، اور ان کا استعمال آلودہ مٹی کو صاف کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ ان کا استعمال دیگر قسم کی آلودگی کے لیے بھی تجویز کیا گیا ہے۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کو تیزاب کی کان کے پانی سے نمٹنے کا ایک ممکنہ طریقہ سمجھا جاتا ہے جو دوسرے مائکروجنزموں کے ذریعہ تیار ہوتے ہیں۔ سلیفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کی وجہ سے پیدا ہونے والے مسائل انجینئرنگ میں، سلیفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم اس وقت مسائل پیدا کر سکتے ہیں جب دھات کے ڈھانچے سلیفیٹ پر مشتمل پانی کے سامنے آ جائیں: پانی اور دھات کا تعامل دھات کی سطح پر مالیکیولر ہائیڈروجن کی ایک پرت پیدا کرتا ہے ؛ سلیفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم پھر ہائیڈروجن کو آکسائڈائز کرتے ہوئے ہائیڈروجن سلفایڈ بناتے ہیں، جو کٹاؤ میں معاون ہوتا ہے۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں سے ہائیڈروجن سلفایڈ بھی کنکریٹ کے بائیوجینک سلفایڈ کے کٹاؤ میں کردار ادا کرتا ہے۔ یہ کھٹے خام تیل میں بھی ہوتا ہے۔ کچھ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم میتھین کے اینیروبک آکسیکرن میں کردار ادا کرتے ہیں: CH4 + SO42-→ HCO3-+ HS− + H2O میتھین کا ایک اہم حصہ جو سمندر کے نیچے میتھانوجینز کے ذریعہ تشکیل پاتا ہے، منتقلی زون میں سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کے ذریعہ آکسائڈائز کیا جاتا ہے جو تلچھٹ میں سلفیٹ کی کمی کی سرگرمی سے میتھانوجینیسیس کو الگ کرتا ہے۔ اس عمل کو سمندری تلچھٹ میں سلفیٹ کے لیے ایک بڑا سنک بھی سمجھا جاتا ہے۔ ہائیڈرولک فریکچرنگ میں، میتھین (شیل گیس) اور ہائیڈرو کاربن کی بازیابی کے لیے شیل فارمیشنز کو فریک کرنے کے لیے سیالوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ بائیوسائیڈ مرکبات کو اکثر پانی میں شامل کیا جاتا ہے تاکہ سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروبیل سرگرمی کو روکا جا سکے، تاکہ انیروبک میتھین آکسیکرن اور ہائیڈروجن سلفایڈ کی نسل سے بچا جا سکے، جس کے نتیجے میں پیداوار کے ممکنہ نقصان کو کم سے کم کیا جا سکے۔ بائیو کیمسٹری اس سے پہلے کہ سلفیٹ کو الیکٹران قبولیت کے طور پر استعمال کیا جا سکے، اسے فعال ہونا ضروری ہے۔ یہ اے ٹی پی-سلفورلیز انزائم کے ذریعے کیا جاتا ہے، جو ایڈینوسین 5′-فاسفوسلفیٹ (اے پی ایس) بنانے کے لیے اے ٹی پی اور سلفیٹ کا استعمال کرتا ہے۔ اے پی ایس کو بعد میں سلفایٹ اور اے ایم پی میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد سلفایٹ کو مزید سلفایڈ میں تبدیل کر دیا جاتا ہے، جبکہ اے ایم پی کو اے ٹی پی کے دوسرے مالیکیول کا استعمال کرتے ہوئے اے ڈی پی میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اس طرح مجموعی عمل میں توانائی کے کیریئر اے ٹی پی کے دو مالیکیولز کی سرمایہ کاری شامل ہوتی ہے، جسے کمی سے دوبارہ حاصل کرنا ضروری ہے۔ انزائم ڈسیمیلٹری (بائی) سلفایٹ ریڈکٹیس، ڈی ایس آر اے بی (ای سی 1.8.99.5)، جو ڈسیمیلٹری سلفیٹ کی کمی کے آخری مرحلے کو متحرک کرتا ہے، وہ فعال جین ہے جو سالفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کی موجودگی کا پتہ لگانے کے لیے سالماتی مارکر کے طور پر سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ فائیلوجینی شناخت کے مقاصد کے لیے، دیگر سلفر کو کم کرنے والے بیکٹیریا کے ساتھ مل کر، سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزموں کو ایک فینوٹائپک گروپ کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ وہ کئی مختلف فائیلوجنیٹک لائنوں میں پائے جاتے ہیں۔ 2009 تک، 60 نسلیں جن میں سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا کی 220 اقسام پائی جاتی ہیں۔ تھرموڈسلفوبیکٹیریوٹا میں، سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا کے آرڈرز میں ڈیسلفوبیکٹیریلز، ڈیسلفوویبریونیلز، اور سنٹروفوبیکٹیریلز شامل ہیں۔ یہ تقریبا 23 نسلوں میں، سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا کا سب سے بڑا گروہ ہے۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا کا دوسرا سب سے بڑا گروہ بیسیلوٹا میں پایا جاتا ہے، جس میں نسل ڈیسلفوٹوماکولم، ڈیسلفوسپوروموسا، اور ڈیسلفوسپوروسنس شامل ہیں۔ نائٹروس پائروٹا فایلم میں ہم سلفیٹ کو کم کرنے والے تھرموڈسلفوویبریو پرجاتیوں کو تلاش کرتے ہیں۔ دو اور گروپ جن میں تھرموفیلک سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا شامل ہیں، انہیں ان کا اپنا فائیلا دیا جاتا ہے، تھرموڈسلفوبیکٹیریوٹا اور تھرموڈسلفوبیم۔ سلفیٹ کو کم کرنے والے آرکیا کی تین مشہور نسلیں بھی ہیں: آرکیوگلوبس، تھرموکلاڈیم اور کالڈویرگا۔ وہ ہائیڈرو تھرمل وینٹ، تیل کے ذخائر اور گرم چشموں میں پائے جاتے ہیں۔ جولائی 2019 میں، کینیڈا میں کڈ مائن کے ایک سائنسی مطالعے میں سطح کے نیچے رہنے والے سلفیٹ کو کم کرنے والے مائکروجنزم دریافت ہوئے۔ کڈ مائن میں دریافت ہونے والے سلفیٹ کم کرنے والے لیتھوٹروفس ہیں، جو نامیاتی مرکبات کے بجائے پائیرائٹ جیسے معدنیات کو آکسائڈائز کرکے اپنی توانائی حاصل کرتے ہیں۔ کڈ مائن زمین پر موجود قدیم ترین پانی کا مقام بھی ہے۔ اینیروبک ریسپریشن ڈیپ بائیوسفیئر ایکسٹریموفائل میٹابولزم مائکرو آرگنزم کوئنون-انٹرایکٹنگ میمبرین باؤنڈ آکسیڈوریڈیکٹس سلفر سائیکل حوالہ جات بیرونی روابط 'پانی کی پیروی کریں': مائکروبیل تحقیقات پر ہائیڈروجیو کیمیکل رکاوٹیں سطح سے 2.4 کلومیٹر نیچے کڈ کریک ڈیپ فلوڈ اینڈ ڈیپ لائف آبزرویٹری، گارنیٹ ایس لالر، اولیور وار، جون ٹیلنگ، میگڈیلینا آر اوسبرن اور باربرا شیرووڈ لالر، موصول 15 جنوری 2019، قبول شدہ 1 جولائی 2019، آن لائن شائع: 18 جولائی 2019۔ پریکیمبرین دور کے بعد سے کرسٹ میں الگ تھلگ گہرے فریکچر سیال، جی ہالینڈ، بی شیرووڈ لولر، ایل لی، جی لیکریمپی-کولوم، جی ایف سلیٹر اور سی جے بیلینٹین، نیچر والیوم 497، صفحات 357-360 (16 مئی 2013) زیر زمین فریکچر کے پانی میں سلفر کے بڑے پیمانے پر آزاد فریکشن پریکیمبرین چٹانوں میں طویل عرصے سے سلفر سائیکل کی نشاندہی کرتا ہے، ایل لی، بی۔ اے۔ ونگ، ٹی۔ ایچ۔ بوئی، جے۔ ایم۔ میکڈرموٹ، جی۔ ایف۔ سلیٹر، ایس۔ وی، جی۔ لیکریمپی-کولوم اور بی۔ شیرووڈ لالر اکتوبر 27، 2016۔ نیچر کمیونیکیشنز حجم 7، آرٹیکل نمبر: 13252 (2016۔) زمین کا پراسرار 'گہرا کرۂ حیات' لاکھوں غیر دریافت شدہ انواع کو پناہ دے سکتا ہے، بذریعہ برینڈن سپیکٹر، لائیو سائنس، 11 دسمبر 2018، آن لائن nbcnews.com پر شائع ہوا۔ بیکٹیریا مارٹنس بیجینک ایکسٹریموفائلز ماحولیاتی مائکروبیولوجی ماحولیات جیو مائکروبیولوجی مائکروبیل نمو اور غذائیت