पृथ्वी के महासागरों के तल पर और शायद महासागरों में जीवन की नई संभावनाएं

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पृथ्वी के महासागरों के तल पर और शायद महासागरों में जीवन की नई संभावनाएं

चिमनी संरचना सी क्लिफ हाइड्रोथर्मल वेंट फील्ड से है, जो प्रशांत और गोर्डा टेक्टोनिक प्लेटों की पनडुब्बी सीमा पर समुद्र तल से 8,800 फीट (2,700 मीटर) से अधिक नीचे स्थित है। क्रेडिट: ओशन एक्सप्लोरेशन ट्रस्ट

समुद्र तल की अजीब, अंधेरी दुनिया में, पानी के नीचे की दरारें, जिन्हें हाइड्रोथर्मल वेंट कहा जाता है, जीवन के जटिल समुदायों की मेजबानी करते हैं। ये वेंट ज्वलनशील गर्म तरल पदार्थों को बेहद ठंडे समुद्री जल में बाहर निकाल देते हैं, जिससे इन चरम वातावरण में रहने वाले छोटे जीवों के लिए आवश्यक रासायनिक बल पैदा हो जाते हैं।


एक नए प्रकाशित अध्ययन में, जीवविज्ञानी जेफरी डिक और एवरेट शॉक ने निर्धारित किया है कि कुछ हाइड्रोथर्मल सीफ्लोर वातावरण एक अद्वितीय आवास प्रदान करते हैं जहां कुछ जीव विकसित हो सकते हैं। ऐसा करके, उन्होंने पृथ्वी के महासागरों के तल पर और साथ ही पूरे सौर मंडल में अंधेरे में जीवन के लिए नई संभावनाओं को खोल दिया है। इनके परिणाम प्रकाशित हो चुके हैं भूभौतिकीय अनुसंधान जर्नल: जैव भूविज्ञान.

भूमि पर, जब जीव अपने द्वारा खाए गए भोजन से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, तो वे सेलुलर श्वसन नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से ऐसा करते हैं, जहां ऑक्सीजन अवशोषित होती है और कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है। जैविक रूप से कहें तो, हमारे भोजन में अणु ऑक्सीजन की उपस्थिति में अस्थिर होते हैं, और हमारी कोशिकाओं द्वारा वृद्धि और पुनर्जनन के लिए उपयोग की जाने वाली अस्थिरता को जैवसंश्लेषण कहा जाता है।

लेकिन समुद्री जीवों के लिए, रहने की स्थिति नाटकीय रूप से भिन्न होती है।

एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ अर्थ एंड स्पेस एक्सप्लोरेशन एंड द स्कूल ऑफ अर्थ एंड स्पेस एक्सप्लोरेशन के सह-लेखक शॉक ने कहा, “पृथ्वी पर, पृथ्वी के ऑक्सीजन युक्त वातावरण में, यह कई लोगों को पता है कि जीवन के अणु बनाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।” आणविक विज्ञान। . “इसके विपरीत, समुद्र तल पर हाइड्रोथर्मल वेंट के आसपास, गर्म तरल पदार्थ अत्यंत ठंडे समुद्री जल के साथ मिलकर ऐसी स्थितियां बनाते हैं जहां जीवन के परमाणु ऊर्जा छोड़ते हैं।”

गहरे समुद्र के माइक्रोबियल पारिस्थितिक तंत्र में, जीव उन छिद्रों के पास पनपते हैं जहां हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थ आसपास के समुद्री जल के साथ मिल जाते हैं। शॉक के नेतृत्व में पिछले शोध में पाया गया कि अमीनो एसिड और शर्करा जैसे बुनियादी सेलुलर बिल्डिंग ब्लॉक्स का जैवसंश्लेषण उन क्षेत्रों में विशेष रूप से अनुकूल है जहां वेंट अल्ट्रामैफिक रॉक (बहुत कम सिलिका सामग्री के साथ आग्नेय और मेटा-आग्नेय चट्टान) बनते हैं। सबसे अधिक उत्पादन करता है हाइड्रोजन।

अमीनो एसिड और शर्करा जैसे बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक्स के अलावा, कोशिकाओं को बड़े अणु या पॉलिमर बनाने की आवश्यकता होती है, जिन्हें बायोमैक्रोमोलेक्यूल्स भी कहा जाता है। इन अणुओं में कोशिकाओं में सबसे अधिक मात्रा में प्रोटीन होता है, और पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया (जहां छोटे अणु एक साथ आते हैं और बड़े जैव-अणु का उत्पादन करते हैं) को लगभग सभी कल्पनीय वातावरण में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

“दूसरे शब्दों में, जहां जीवन है, वहां पानी है, लेकिन पोलीमराइजेशन की सुविधा के लिए पानी को सिस्टम से बाहर निकालने की जरूरत है,” प्रमुख लेखक डिक ने कहा, जो अनुसंधान शुरू होने पर एएसयू में पोस्टडॉक्टरल विद्वान थे और यह कौन है। वह वर्तमान में चीन के चांग्शा में सेंट्रल साउथ यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ जियोसाइंसेज एंड इन्फो-फिजिक्स में जियोकेमिस्ट्री में शोधकर्ता हैं। “इसलिए, दो विरोधी ऊर्जा धाराएं हैं: बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक्स के जैवसंश्लेषण के माध्यम से ऊर्जा की रिहाई, और पोलीमराइजेशन के लिए आवश्यक ऊर्जा।”

डिक और शॉक जानना चाहते हैं कि जब आप उन्हें जोड़ते हैं तो क्या होता है: क्या आपको एक प्रोटीन मिलता है जिसका समग्र संश्लेषण वास्तव में मिश्रण क्षेत्र में अनुकूल होता है?

उन्होंने सिद्धांत और डेटा के एक अद्वितीय संयोजन का उपयोग करके इस समस्या का सामना किया।

सैद्धांतिक रूप से, उन्होंने प्रोटीन के लिए थर्मोडायनामिक मॉडल का उपयोग किया, जिसे “ग्रुप एडिटिव्स” कहा जाता है, जो प्रोटीन अनुक्रमों के साथ-साथ पोलीमराइज़ेशन ऊर्जा में विशिष्ट अमीनो एसिड के लिए जिम्मेदार होते हैं। डेटा के लिए, उन्होंने मेथनोकाल्डोकोकस जनाची नामक एक अच्छी तरह से अध्ययन किए गए वेंट जीव के पूरे जीनोम में सभी प्रोटीन अनुक्रमों का उपयोग किया।

गणना करके, वे यह दिखाने में सक्षम थे कि जीनोम में लगभग सभी प्रोटीनों का समग्र संश्लेषण अल्ट्रामैफिक-होस्टेड वेंट मिक्सिंग ज़ोन में ऊर्जा जारी करता है जहां जीव लगभग 185 डिग्री फ़ारेनहाइट के तापमान पर सबसे तेज़ी से बढ़ता है। 85 सेल्सियस)। इसके विपरीत, एक अलग वेंट सिस्टम में जो कम हाइड्रोजन (बेसाल्ट-होस्टेड सिस्टम) का उत्पादन करता है, प्रोटीन संश्लेषण अनुकूल नहीं है।

“यह खोज न केवल जैव रसायन पर बल्कि पारिस्थितिकी पर भी एक नया दृष्टिकोण प्रदान करती है क्योंकि यह बताती है कि जीवों के कुछ समूह कुछ हाइड्रोथर्मल वातावरण में स्वाभाविक रूप से अधिक अनुकूल हैं,” डिक ने कहा। “माइक्रोबियल पारिस्थितिकी में अध्ययनों से पता चला है कि मेथनोगेंस, जिनमें से मेथनोकाल्डोकोकस जनाची एक प्रतिनिधि है, बेसाल्ट-होस्टेड सिस्टम की तुलना में अल्ट्रामिक-होस्टेड वेंट सिस्टम में अधिक प्रचुर मात्रा में हैं।

अगले चरण के लिए, डिक और शॉक जीवन के पेड़ पर इन ऊर्जावान गणनाओं का उपयोग करने के तरीकों की तलाश कर रहे हैं, जो उन्हें उम्मीद है कि भू-रसायन और जीनोम विकास के बीच एक मजबूत लिंक प्रदान करेगा।

“जैसा कि हम अन्वेषण करते हैं, हमें अक्सर याद दिलाया जाता है कि जिस तरह से हम जीते हैं उसे कभी भी जीवन जीने के तरीके के साथ समान नहीं किया जाना चाहिए,” शॉक ने कहा।


नासा के अध्ययन समुद्र तल पर जीवन की उत्पत्ति का पुनरुत्पादन कर रहे हैं


और जानकारी:
जेफरी एम। डिक एट अल, अल्ट्रामैफिक-होस्टेड पनडुब्बी हाइड्रोथर्मल इकोसिस्टम में प्रोटीन संश्लेषण के दौरान ऊर्जा का विमोचन, भूभौतिकीय अनुसंधान जर्नल: जैव भूविज्ञान (2021)। डीओआई: 10.1029 / 2021JG006436

एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: पृथ्वी के महासागरों के तल पर और शायद अन्य ग्रहों पर महासागरों में जीवन की नई संभावनाएं (2021, नवंबर 23) पृथ्वी-महासागर https://phys.org/news/2021-11-possibilities-life-bottom से प्राप्त – 23 नवंबर, 2021 को। html

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