سمندر میں آکسیجن کی پیداوار کا ایک نیا طریقہ

گہرے سمندر میں کچھ جرثومے اب تک نامعلوم طریقے سے آکسیجن پیدا کرتے ہیں۔ توانائی پیدا کرنے کے لیے، آثار قدیمہ کی نسل 'نائٹروسوپومیلس میریٹیمس' آکسیجن کی موجودگی میں امونیا کو نائٹریٹ میں آکسائڈائز کرتی ہے۔ لیکن جب محققین نے جرثوموں کو بغیر روشنی یا آکسیجن کے ایئر ٹائٹ کنٹینرز میں بند کر دیا، تب بھی وہ O پیدا کرنے کے قابل تھے۔₂ امونیا کے آکسیکرن سے نائٹریٹ میں استعمال کے لیے۔  

فضا میں آکسیجن کی سطح کو برقرار رکھنے میں سمندر کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔ تقریباً 70 فیصد آکسیجن فضا میں سمندری پودوں سے پیدا ہوتا ہے، بارش کے جنگلات زمین کی آکسیجن کا تقریباً ایک تہائی (28%) حصہ بناتے ہیں، بقیہ 2 فیصد زمینکی آکسیجن دوسرے ذرائع سے آتی ہے۔ سمندر سمندری پودوں (فائیٹوپلانکٹن، کیلپ اور الگل پلانکٹن) کے ذریعے فتوسنتھیس کے ذریعے آکسیجن پیدا کرتا ہے۔  

تاہم، سمندر میں رہنے والے جرثوموں کی چند پرجاتیوں کا ایک گروپ ہے جو اندھیرے میں، سورج کی روشنی کی عدم موجودگی میں، فتوسنتھیس سے مختلف عمل کے ذریعے آکسیجن پیدا کرتے ہیں۔ نائٹروسوپومیلس میریٹیمس اب اس قابلیت کی بنیاد پر مٹھی بھر جرثوموں کے اس گروپ میں شامل ہو گیا ہے۔  

آثار قدیمہ (یا آرکی بیکٹیریا) ساخت میں بیکٹیریا سے ملتے جلتے ایک خلیے والے جرثومے ہیں (لہذا آرکییا اور بیکٹیریا دونوں پروکیریٹس ہیں)، لیکن ارتقائی طور پر بیکٹیریا سے مختلف ہیں اور یوکرائٹس، اس طرح جانداروں کا ایک تیسرا گروپ تشکیل دیتا ہے۔ آثار قدیمہ میں رہتے ہیں۔ ماحول آکسیجن میں کم اور واجب الادا اینیروبس ہیں (یعنی وہ عام ماحول میں آکسیجن کی سطح پر زندہ نہیں رہ سکتے ہیں)، مثال کے طور پر، ہیلوفائل انتہائی نمکین ماحول میں رہتے ہیں، میتھانوجینز میتھین پیدا کرتے ہیں، تھرموفیل انتہائی گرم ماحول میں رہتے ہیں وغیرہ۔  

سمندروں کے تقریباً 30% مائکروبیل پلانکٹون امونیا آکسیڈائزنگ آرچیا (AOA) پر مشتمل ہوتے ہیں، جو نائٹرائٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا (NOB) کے ساتھ مل کر سمندر میں اہم غیر نامیاتی نائٹروجن ذریعہ فراہم کرتے ہیں اور سمندری نائٹروجن سائیکل میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔  

یہ دونوں آثار قدیمہ یعنی AOA اور NOB مالیکیولر آکسیجن (O) پر منحصر ہیں۔₂) امونیا کو نائٹریٹ کو آکسائڈائز کرنے میں۔  

NH₃ + 1.5 او₂ → نہیں₂^- + H₂O + H⁺  

پھر بھی، یہ آثار قدیمہ بہت کم یا یہاں تک کہ ناقابل شناخت آکسیجن کی سطح کے ساتھ انوکسک سمندری ماحول میں وافر مقدار میں پائے جاتے ہیں۔ یہ بہت حیران کن ہے، خاص طور پر اس حقیقت کے پیش نظر کہ ان میں انیروبک میٹابولزم کا کوئی پتہ نہیں ہے۔ ان کے توانائی کے تحول کو آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے، پھر بھی وہ ایسے ماحول میں پائے جاتے ہیں جہاں آکسیجن کا پتہ نہیں چل سکتا۔ وہ یہ کیسے کرتے ہیں؟  

اس کی تحقیقات کے لیے، محققین آثار قدیمہ کے incubations کئے نائٹروسوپومیلس میریٹیمس نینو میں آکسیجن کی انتہائی کم تعداد میں (10^9-) حد۔ انہوں نے پایا کہ آکسیجن کی کمی کے بعد، آثار قدیمہ انوکسک حالات میں تھوڑی مقدار میں آکسیجن پیدا کرنے کے قابل تھے۔ انہوں نے O تیار کیا۔₂ خود امونیا کے آکسیکرن کے لیے جبکہ بیک وقت نائٹریٹ کو نائٹرس آکسائیڈ میں کم کرتے ہوئے (N₂O) اور dinitrogen (N₂). 

اس مطالعہ نے انیروبک امونیا آکسیکرن کا راستہ دکھایا (کس طرح O₂ کی طرف سے پیداوار نائٹروسوپومیلس میریٹیمس آکسیجن کی کمی والے سمندری ماحول میں ان کو توانائی پیدا کرنے کے لیے امونیا کو نائٹریٹ میں آکسائڈائز کرنے کے قابل بناتا ہے)۔ اس نے N کے ایک نئے راستے کا بھی پردہ فاش کیا۔₂ گہرائی میں پیداوار سمندر ماحول. 

*** 

ذرائع کے مطابق:  

1. کرافٹ بی، ET اللہ تعالی 2022. امونیا آکسیڈائزنگ آرکیون کے ذریعہ آکسیجن اور نائٹروجن کی پیداوار۔ سائنس 6 جنوری 2022۔ جلد 375، شمارہ 6576 صفحہ 97-100۔ DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. مارٹینز-ہبینا ڈبلیو.، اور کن ڈبلیو.، 2022. آکسیجن کے بغیر آرکیئل نائٹریفیکیشن۔ سائنس 6 جنوری 2022۔ والیم 375، شمارہ 6576 صفحہ 27-28۔ DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

***