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अपडेट किया गया: मार्च 15, 2022 17:43 प्रथम

वाशिंगटन [US]15 मार्च (एएनआई): के पहले 2 अरब वर्षों के लिए हवा में बमुश्किल कोई ऑक्सीजन थी धरतीका इतिहास और यद्यपि इस अवधि के उत्तरार्ध में कुछ रोगाणु प्रकाश संश्लेषण कर रहे थे, ऑक्सीजन का संचय उस स्तर तक नहीं पहुंचा था जो वैश्विक जीवमंडल को प्रभावित करेगा।
हालांकि, लगभग 2.3 अरब साल पहले, यह स्थिर, कम-ऑक्सीजन संतुलन स्थानांतरित हो गया, और वातावरण में ऑक्सीजन का निर्माण शुरू हो गया, अंततः जीवन-निर्वाह स्तर तक पहुंच गया, जिसे हम आज सांस लेते हैं। इस तीव्र जलसेक को ग्रेट ऑक्सीजनेशन इवेंट या जीओई के रूप में जाना जाता है। इस घटना को किसने ट्रिगर किया और ग्रह को अपने कम ऑक्सीजन वाले दुर्गंध से बाहर निकाला, यह विज्ञान के महान रहस्यों में से एक है।
एमआईटी वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित एक नई परिकल्पना से पता चलता है कि कुछ समुद्री रोगाणुओं और के बीच बातचीत के कारण ऑक्सीजन अंततः वातावरण में जमा होने लगी। खनिज पदार्थ समुद्री तलछट में। इन अंतःक्रियाओं ने ऑक्सीजन की खपत को रोकने में मदद की, एक आत्म-प्रवर्धक प्रक्रिया की स्थापना की जहां वातावरण में जमा होने के लिए अधिक से अधिक ऑक्सीजन उपलब्ध कराई गई।
वैज्ञानिकों ने गणितीय और विकासवादी विश्लेषणों का उपयोग करते हुए अपनी परिकल्पना रखी है, जिसमें दिखाया गया है कि वास्तव में रोगाणु थे जो जीओई से पहले मौजूद थे और शोधकर्ताओं ने जिस तरह से प्रस्तावित किया है, उसमें तलछट के साथ बातचीत करने की क्षमता विकसित की है।
नेचर कम्युनिकेशंस में दिखाई देने वाला उनका अध्ययन, रोगाणुओं के सह-विकास को जोड़ने वाला पहला है और खनिज पदार्थ प्रति धरती‘एस ऑक्सीजन.
“शायद ग्रह के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण जैव-भू-रासायनिक परिवर्तन था ऑक्सीजन वातावरण का,” अध्ययन लेखक डैनियल रोथमैन ने कहा, एमआईटी के विभाग में भूभौतिकी के प्रोफेसर धरती, वायुमंडलीय, और ग्रह विज्ञान (ईएपीएस)। “हम दिखाते हैं कि रोगाणुओं की परस्पर क्रिया कैसे होती है, खनिज पदार्थऔर भू-रासायनिक वातावरण ने वातावरण में ऑक्सीजन बढ़ाने के लिए संगीत कार्यक्रम में काम किया।”
अध्ययन के सह-लेखकों में मुख्य लेखक हैताओ शांग, एक पूर्व एमआईटी स्नातक छात्र, और ईएपीएस में भू-जीव विज्ञान के सहयोगी प्रोफेसर ग्रेगरी फोरनियर शामिल हैं।
वातावरण में आज के ऑक्सीजन का स्तर ऑक्सीजन उत्पन्न करने वाली प्रक्रियाओं और इसका उपभोग करने वाली प्रक्रियाओं के बीच एक स्थिर संतुलन है। GOE से पहले, वातावरण में ऑक्सीजन के उत्पादकों और उपभोक्ताओं के साथ संतुलन में एक अलग तरह का संतुलन बना रहता था, लेकिन इस तरह से वातावरण के लिए बहुत अधिक ऑक्सीजन नहीं छोड़ता था।
क्या ग्रह को एक स्थिर, ऑक्सीजन की कमी वाली अवस्था से दूसरी स्थिर, ऑक्सीजन युक्त अवस्था में धकेल सकता था?

“यदि आप देखें धरतीका इतिहास, ऐसा प्रतीत होता है कि दो छलांगें थीं, जहां आप कम ऑक्सीजन की स्थिर स्थिति से बहुत अधिक ऑक्सीजन की स्थिर अवस्था में गए, एक बार पैलियोप्रोटेरोज़ोइक में, एक बार नियोप्रोटेरोज़ोइक में,” फोरनियर ने कहा। “ये छलांग नहीं लगा सके। अतिरिक्त ऑक्सीजन में क्रमिक वृद्धि के कारण किया गया है। कुछ फीडबैक लूप होना चाहिए था जो स्थिरता में इस कदम-परिवर्तन का कारण बना।”
उन्होंने और उनके सहयोगियों ने सोचा कि क्या इस तरह का सकारात्मक फीडबैक लूप समुद्र में एक प्रक्रिया से आ सकता है जिसने कुछ कार्बनिक कार्बन को अपने उपभोक्ताओं के लिए अनुपलब्ध बना दिया है। कार्बनिक कार्बन मुख्य रूप से ऑक्सीकरण के माध्यम से खपत होता है, आमतौर पर ऑक्सीजन की खपत के साथ – एक प्रक्रिया जिसके द्वारा समुद्र में सूक्ष्म जीव कार्बनिक पदार्थों को तोड़ने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जैसे कि डिट्रिटस जो तलछट में बस गया है। टीम ने सोचा: क्या कोई ऐसी प्रक्रिया हो सकती है जिसके द्वारा ऑक्सीजन की उपस्थिति ने इसके और संचय को प्रेरित किया हो?
शांग और रोथमैन ने एक गणितीय मॉडल तैयार किया जिसने निम्नलिखित भविष्यवाणी की: यदि रोगाणुओं में केवल आंशिक रूप से कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करने की क्षमता होती है, तो आंशिक रूप से ऑक्सीकृत पदार्थ, या “पीओओएम”, प्रभावी रूप से “चिपचिपा” हो जाएगा और रासायनिक रूप से बंध जाएगा खनिज पदार्थ तलछट में इस तरह से जो सामग्री को आगे ऑक्सीकरण से बचाएगा। ऑक्सीजन जो अन्यथा सामग्री को पूरी तरह से नीचा दिखाने के लिए खपत होती, इसके बजाय वातावरण में निर्माण के लिए स्वतंत्र होगी। यह प्रक्रिया, उन्होंने पाया, सकारात्मक प्रतिक्रिया के रूप में काम कर सकती है, जिससे वातावरण को एक नए, उच्च-ऑक्सीजन संतुलन में धकेलने के लिए एक प्राकृतिक पंप प्रदान किया जा सकता है।
“इससे हमें यह पूछने के लिए प्रेरित किया गया कि क्या वहां कोई माइक्रोबियल चयापचय है जो पूम का उत्पादन करता है?” फूरियर ने कहा।
इसका उत्तर देने के लिए, टीम ने वैज्ञानिक साहित्य की खोज की और रोगाणुओं के एक समूह की पहचान की जो आज गहरे समुद्र में कार्बनिक पदार्थों का आंशिक रूप से ऑक्सीकरण करता है। ये रोगाणु जीवाणु समूह SAR202 से संबंधित हैं, और उनका आंशिक ऑक्सीकरण एक एंजाइम, बेयर-विलीगर मोनोऑक्सीजिनेज या BVMO के माध्यम से किया जाता है।
टीम ने यह देखने के लिए एक फाईलोजेनेटिक विश्लेषण किया कि सूक्ष्मजीव, और एंजाइम के लिए जीन का कितना दूर पता लगाया जा सकता है। उन्होंने पाया कि बैक्टीरिया के वास्तव में पूर्वज जीओई से पहले के थे और एंजाइम के लिए जीन को विभिन्न माइक्रोबियल प्रजातियों में खोजा जा सकता है, जहां तक ​​​​पूर्व-जीओई समय है।
क्या अधिक है, उन्होंने पाया कि जीन का विविधीकरण, या जीन प्राप्त करने वाली प्रजातियों की संख्या, उस समय के दौरान काफी बढ़ गई जब वातावरण में स्पाइक्स का अनुभव हुआ ऑक्सीजनजिसमें एक बार GOE के पैलियोप्रोटेरोज़ोइक के दौरान, और फिर से नियोप्रोटेरोज़ोइक में शामिल है।
शांग ने कहा, “हमें पीओओएम-उत्पादक जीन के विविधीकरण और वातावरण में ऑक्सीजन के स्तर के बीच कुछ अस्थायी सहसंबंध मिले।” “यह हमारे समग्र सिद्धांत का समर्थन करता है।”
इस परिकल्पना की पुष्टि करने के लिए प्रयोगशाला में प्रयोगों से लेकर क्षेत्र में सर्वेक्षण तक और बीच में सब कुछ, और अधिक अनुवर्ती की आवश्यकता होगी। अपने नए अध्ययन के साथ, टीम ने पुराने मामले में एक नए संदिग्ध का परिचय दिया है जो ऑक्सीजन युक्त है धरतीका माहौल।
फोरनियर ने कहा, “एक उपन्यास पद्धति का प्रस्ताव करना, और इसकी व्यावहारिकता के लिए सबूत दिखाना, पहला लेकिन महत्वपूर्ण कदम है। हमने इसे अध्ययन के योग्य सिद्धांत के रूप में पहचाना है।” (एएनआई)