મહાસાગરમાં ઓક્સિજન ઉત્પાદનની નવી નવી રીત

ઊંડા સમુદ્રમાં રહેલા કેટલાક જીવાણુઓ અત્યાર સુધી અજાણ્યા માર્ગે ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરે છે. ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે, આર્કિઆ પ્રજાતિ 'નાઈટ્રોસોપ્યુમિલસ મેરીટીમસ' એમોનિયાને ઓક્સિજનની હાજરીમાં નાઈટ્રેટમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે. પરંતુ જ્યારે સંશોધકોએ સૂક્ષ્મજીવાણુઓને હવાચુસ્ત કન્ટેનરમાં સીલ કર્યા હતા, પ્રકાશ અથવા ઓક્સિજન વિના, તેઓ હજુ પણ O ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ હતા.₂ એમોનિયાથી નાઈટ્રાઈટના ઓક્સિડેશનમાં ઉપયોગ માટે.  

વાતાવરણમાં ઓક્સિજનનું સ્તર જાળવવામાં મહાસાગરો મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. લગભગ 70% પ્રાણવાયુ વાતાવરણમાં દરિયાઈ છોડ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, વરસાદી જંગલો પૃથ્વીના ઓક્સિજનના આશરે એક તૃતીયાંશ (28%) હિસ્સો ધરાવે છે, બાકીના 2 ટકા પૃથ્વીનો ઓક્સિજન અન્ય સ્ત્રોતોમાંથી આવે છે. સમુદ્રી છોડ (ફાયટોપ્લાંકટોન, કેલ્પ અને અલ્ગલ પ્લાન્કટોન) દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા સમુદ્ર ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરે છે.  

જો કે, સમુદ્રમાં રહેતા સૂક્ષ્મજીવાણુઓની કેટલીક પ્રજાતિઓનું એક જૂથ છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણથી અલગ પ્રક્રિયા દ્વારા અંધારામાં, સૂર્યપ્રકાશની ગેરહાજરીમાં ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરે છે. નાઇટ્રોસોપ્યુમિલસ મેરીટીમસ હવે આ ક્ષમતાના આધારે મુઠ્ઠીભર સુક્ષ્મજીવાણુઓના જૂથમાં જોડાઈ ગયા છે.  

આર્કાઇઆ (અથવા આર્કાઇબેક્ટેરિયા) એક-કોષીય સૂક્ષ્મજીવાણુઓ છે જે બંધારણમાં બેક્ટેરિયા જેવા જ છે (તેથી આર્કાઇઆ અને બેક્ટેરિયા બંને પ્રોકેરીયોટ્સ છે), પરંતુ ઉત્ક્રાંતિ રૂપે બેક્ટેરિયાથી અલગ છે અને યુકાર્યોટ્સ, આમ જીવંત જીવોના ત્રીજા જૂથની રચના કરે છે. આર્ચીઆમાં રહે છે વાતાવરણ ઓક્સિજન ઓછું હોય છે અને ફરજિયાત એનારોબ્સ હોય છે (એટલે ​​કે તેઓ સામાન્ય વાતાવરણીય ઓક્સિજન સ્તર પર જીવી શકતા નથી), ઉદાહરણ તરીકે, હેલોફિલ્સ અત્યંત ખારા વાતાવરણમાં રહે છે, મિથેનોજેન્સ મિથેન ઉત્પન્ન કરે છે, થર્મોફાઈલ્સ અત્યંત ગરમ વાતાવરણમાં રહે છે વગેરે.  

મહાસાગરોના લગભગ 30% માઇક્રોબાયલ પ્લાન્કટોન એમોનિયા-ઓક્સિડાઇઝિંગ આર્કિઆ (AOA) થી બનેલા છે, જે નાઇટ્રાઇટ ઓક્સિડાઇઝિંગ બેક્ટેરિયા (NOB) સાથે મળીને સમુદ્રમાં મુખ્ય અકાર્બનિક નાઇટ્રોજન સ્ત્રોત પૂરો પાડે છે અને સમુદ્રી નાઇટ્રોજન ચક્રમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.  

આ બંને આર્કાઇયા એટલે કે AOA અને NOB મોલેક્યુલર ઓક્સિજન (O) પર આધાર રાખે છે.₂) એમોનિયાથી નાઈટ્રાઈટના ઓક્સિડાઇઝિંગમાં.  

NH₃ + 1.5 ઓ₂ → ના₂^- + એચ₂ઓ + એચ⁺  

તેમ છતાં, આ પુરાતત્ત્વો એનોક્સિક દરિયાઈ વાતાવરણમાં વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે જેમાં ખૂબ જ ઓછા અથવા તો શોધી ન શકાય તેવા ઓક્સિજન સ્તરો છે. આ ખૂબ જ આશ્ચર્યજનક છે, ખાસ કરીને એ હકીકતને ધ્યાનમાં રાખીને કે તેમની પાસે એનારોબિક ચયાપચયની કોઈ જાણ નથી. તેમના ઉર્જા ચયાપચયને ઓક્સિજનની જરૂર હોય છે, તેમ છતાં તેઓ એવા વાતાવરણમાં જોવા મળે છે જ્યાં ઓક્સિજન શોધી શકાતો નથી. તેઓ તે કેવી રીતે કરે છે?  

આની તપાસ કરવા માટે, ધ સંશોધકો આર્કિઆના ઇન્ક્યુબેશન હાથ ધરવામાં આવે છે નાઇટ્રોસોપ્યુમિલસ મેરીટીમસ નેનોમાં ઓક્સિજનની અત્યંત ઓછી સાંદ્રતા પર (10^-9) શ્રેણી. તેઓએ શોધી કાઢ્યું કે ઓક્સિજન ઘટ્યા પછી, આર્કિઆ એનોક્સિક પરિસ્થિતિઓમાં ઓછી માત્રામાં ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ હતા. તેઓએ ઓનું ઉત્પાદન કર્યું₂ એમોનિયાના ઓક્સિડેશન માટે જ્યારે વારાફરતી નાઈટ્રાઈટને નાઈટ્રસ ઓક્સાઇડમાં ઘટાડીને (એન₂ઓ) અને ડીનાઇટ્રોજન (એન₂). 

આ અભ્યાસે એનારોબિક એમોનિયા ઓક્સિડેશનનો માર્ગ બતાવ્યો (કેવી રીતે ઓ₂ દ્વારા ઉત્પાદન નાઇટ્રોસોપ્યુમિલસ મેરીટીમસ ઓક્સિજનનો અભાવ સમુદ્રના વાતાવરણમાં તેમને એમોનિયાને નાઈટ્રેટમાં ઓક્સિડાઇઝ કરવા માટે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા સક્ષમ બનાવે છે). તેણે N નો નવો માર્ગ પણ શોધી કાઢ્યો₂ ઊંડા ઉત્પાદન સમુદ્ર પર્યાવરણ 

*** 

સ્ત્રોતો:  

1. ક્રાફ્ટ બી., એટ અલ 2022. એમોનિયા-ઓક્સિડાઇઝિંગ આર્કિઅન દ્વારા ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનનું ઉત્પાદન. વિજ્ઞાન. 6 જાન્યુઆરી 2022. વોલ્યુમ 375, અંક 6576 પૃષ્ઠ 97-100. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. માર્ટેન્સ-હબ્બેના ડબલ્યુ., અને કિન ડબલ્યુ., 2022. ઓક્સિજન વિના આર્કિયલ નાઇટ્રિફિકેશન. વિજ્ઞાન. 6 જાન્યુઆરી 2022. વોલ્યુમ 375, અંક 6576 પૃષ્ઠ 27-28. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

***