एक नए जीवित प्राणी की खोज की जो इलेक्ट्रॉनों पर फ़ीड करता है

शायद ऐसे बैक्टीरिया मंगल पर जीवित रहेंगे

वैज्ञानिकों ने कार्बन फाइबर इलेक्ट्रोड (ग्रे) को बिजली (नारंगी) को अवशोषित करने वाले रोगाणुओं के लिए एक डिकॉय के रूप में स्थापित किया है। ये रोगाणु अविश्वसनीय रूप से धीरे-धीरे बढ़ते हैं, इसलिए इलेक्ट्रोड को पांच महीने तक भूमिगत छोड़ दिया जाता है। फोटो: यामिनी जांगिड़ और मोह अल-नग्गर

कई शताब्दियों के लिए, जीवविज्ञानी मानते हैं कि पृथ्वी पर सभी जीवन दो प्रकारों में विभाजित हैं : फोटोट्रॉफ़ और केमोट्रोफ़ । पूर्व में सूर्य के प्रकाश से बिजली प्राप्त होती है, और बाद में लोगों की तरह पर्यावरण में ऊर्जा-गहन पदार्थों से प्राप्त होती है।

लेकिन हाल ही में यह पता चला है कि पृथ्वी पर (संभवतः अन्य ग्रहों पर) एक तीसरा प्रकार का जीवन है जो शुद्ध बिजली खा सकता है।

वैज्ञानिक यह जानकर दंग रह गए कि ऐसा जीवन कैसे व्यापक हो सकता है जो लंबे समय से मानव की आंखों से छिपा हो। आखिरकार, ये सूक्ष्मजीव पृथ्वी की सतह के नीचे स्थित खनिज युक्त नसों में भारी मात्रा में रहने में सक्षम हैं, समुद्र के नीचे समुद्री तलछट में, आदि।

पिछले साल, जापानी जीवविज्ञानी ने गहरे समुद्र के लौह बैक्टीरिया एसिडिथियोबासिलस फेरोक्सिडान का अध्ययन किया , जो लौह लौह को फेरिक लौह में ऑक्सीकरण करता है और प्राप्त ऊर्जा को जीवित रखता है । वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि इन जीवाणुओं को लोहे की आवश्यकता नहीं है - और उन्हें स्वच्छ बिजली खिलाने में कामयाब रहे. , , .

. , - (Moh El-Naggar) (Yamini Jangir) ब्लैक हिल्स पर्वत श्रृंखला में एक परित्यक्त खदान की डेढ़ किलोमीटर की गहराई, जो दक्षिण डकोटा के दक्षिण-पश्चिमी भाग में स्थित है। उन्होंने खनिकों द्वारा छोड़े गए पुराने जंग खाए पाइप - और प्रयोग के लिए थोड़ा पानी बाहर निकाला। वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि इस पानी में बैक्टीरिया मौजूद हो सकते हैं जो बिजली पर भोजन करते हैं, उसी तरह लोहे को ऑक्सीकरण करते हैं जैसे कि जापानी प्रयोग में था।


ग्रेजुएट छात्रा यामिनी जांगिड़ डेढ़ किलोमीटर की गहराई पर एक परित्यक्त खदान में पाइप से पानी खींचती है। फोटो: कोनी ए वाल्टर और मैट कपस्ट

बायोफिजिसिस्ट ने निकाले गए पानी के नमूने में इलेक्ट्रोड रखे और उनके माध्यम से करंट पास किया, जिससे नमूने पांच महीने तक चले गए ताकि रोगाणुओं को बढ़ने दिया जा सके।

वैज्ञानिक निकट भविष्य में अपने वैज्ञानिक कार्यों के परिणामों को प्रकाशित करेंगे। वे जीवविज्ञानी के कई समूहों में शामिल हो जाएंगे जो प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के रूप में ज्ञात एक प्राकृतिक घटना के सबूत खोजने की कोशिश कर रहे हैं ।

हाल के वर्षों में, कई खोजें की गई हैं जो इस सिद्धांत की पुष्टि करती हैं कि बिजली खाने वाले बैक्टीरिया पृथ्वी पर आम हैं - वे किसी भी कल्पना की तुलना में बहुत अधिक हैं। कैलिफ़ोर्निया के पास कैटलिना द्वीप के समुद्र के किनारे के हालिया नमूनों में कई प्रकार के बैक्टीरिया पाए गए हैं जो धातुओं और खनिजों से बिजली निकालते हैं।

अब वैज्ञानिक यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि वातावरण से सीधे बिजली बनाने वाले बैक्टीरिया में चयापचय कैसे होता है। जापानी सहयोगियों ने दिखाया कि झिल्ली में हीम युक्त प्रोटीन पर्यावरण से इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण में शामिल हैं। यही है, वर्तमान झिल्ली से सीधे गुजरता है - एक ऐसी प्रक्रिया जिसे पहले असंभव माना जाता था।



बिजली आपूर्ति में कुछ भी आश्चर्यजनक नहीं है। लोग और अन्य सभी जीवित जीव सेलुलर स्तर पर बिजली पर भोजन करते हैं। जैसा कि नोबेल पुरस्कार विजेता अल्बर्ट सैंटे-गियोर्डी ने जीवन के इस मूल सिद्धांत के बारे में एक बार रोमांटिक रूप से कहा था, "जीवन सिर्फ एक इलेक्ट्रॉन है जो शांति की तलाश कर रहा है । " सवाल यह है कि हम इसे पर्यावरण से कैसे निकालें।

प्रोफेसर एल-नग्गर और वैज्ञानिकों के अन्य समूह एक नए प्रकार के जीवों का अध्ययन कर रहे हैं जिन्हें लिथोयोटोट्रोफ़्स कहा जाता है - ऐसे जीव जो ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अकार्बनिक पदार्थों का उपयोग करते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य अकार्बनिक यौगिकों से अपनी कोशिकाओं के सभी घटकों को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। दूसरे शब्दों में, ये जीवाणु लोहे, सल्फर, मैंगनीज और अन्य अकार्बनिक यौगिकों से ऊर्जा निकालते हैं। कुछ शर्तों के तहत, वे स्वच्छ बिजली पर रह सकते हैं।

इलेक्ट्रॉनों को अपने शुद्ध रूप में अवशोषित करने के लिए ऐसे जीवाणुओं की क्षमता तथाकथित प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण है- एक बहुत ही उत्सुक घटना, क्योंकि यह बायोफिज़िक्स के बुनियादी कानूनों का उल्लंघन लगता है। कायदे से, एक मोटी कोशिका झिल्ली एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है, इलेक्ट्रॉनों को इसके माध्यम से नहीं गुजरना चाहिए। "कोई भी यह विश्वास नहीं करना चाहता था कि एक जीवाणु कोशिका के अंदर से एक इलेक्ट्रॉन ले सकता है और इसे बाहर निकाल सकता है," भूविज्ञानी केनेथ नीलसन ने पिछले साल लंदन में सोसाइटी फॉर एप्लाइड माइक्रोबायोलॉजी के सदस्यों को एक व्याख्यान में कहा था।

लेकिन खोजे गए रोगाणु इसके लिए सक्षम हैं।


केनेथ निल्सन का व्याख्यान

2006 में, जीवविज्ञानी पहली बार यह समझने में सक्षम थे कि यह तंत्र तीन विशेष प्रोटीन की मदद से कैसे काम करता है । वे झिल्ली में स्थित होते हैं और एक प्रवाहकीय पुल बनाते हैं जिसके माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को सेल से बाहर की ओर स्थानांतरित किया जाता है। हालांकि, वैज्ञानिक अभी भी विशिष्ट विवरणों पर चर्चा करना जारी रखते हैं, लेकिन इस तरह के तंत्र के अस्तित्व के तथ्य को साबित कर दिया गया है।

उसके बाद, जीवविज्ञानी सबूतों की खोज करने लगे कि कोशिका में बाहरी वातावरण से इलेक्ट्रॉनों का रिवर्स ट्रांसफर होता है। 2009 में, यह साबित हो गया कि जीवाणु मेथनोकॉकस मारिप्लुडिस हैयह इलेक्ट्रोड पर गुणा कर सकता है, लेकिन पिछले साल ही तंत्र की खोज की गई थी कि यह बिजली कैसे प्राप्त करता है - यह पता चला कि इसके लिए जीवाणु एक विशेष एंजाइम का उपयोग करता है, जो एक कंडक्टर से एक इलेक्ट्रॉन को जोड़े रखता है, जो पानी से एक प्रोटॉन के साथ हाइड्रोजन परमाणु बनाता है, जो बैक्टीरिया के बीच एक आम भोजन है।



हालांकि यह एक प्रकार का "धोखा" है, जो कि प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण नहीं है, लेकिन कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि अन्य बैक्टीरिया अभी भी सीधे पर्यावरण से इलेक्ट्रॉनों को निकाल सकते हैं, अर्थात प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण अभी भी मौजूद है।

जीवविज्ञानी मानते हैं कि नए प्रकार के जीवाणुओं का अध्ययन अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है और कई खोजों का वादा करता है। प्रोफेसर एल-नग्गर ने न्यूरोलॉजी में पहले प्रयोगों के साथ आधुनिक प्रयोगों की तुलना की, जब वैज्ञानिकों ने अपनी मांसपेशियों को अनुबंध करने के लिए मेंढकों में इलेक्ट्रोड डाला।

इस क्षेत्र में वैज्ञानिक खोजें इस बात पर प्रकाश डाल सकती हैं कि पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई। इसके अलावा, ये खोज अन्य ग्रहों पर सूक्ष्मजीवों के संभावित निवास स्थान का विस्तार करती है, जहां जीवन ग्रहों की सतह के नीचे छिप सकता है।


मंगल की सतह

इस तरह के रोगाणु, उदाहरण के लिए, मंगल की चरम स्थितियों में जीवित रह सकते हैं, क्योंकि मंगल पर बहुत सारा लोहा है और पानी के भूमिगत जलाशय हैं। यदि हमारे पास लोहे से इलेक्ट्रॉनों को निकालने और पानी तक पहुंच के लिए एक प्रणाली है, तो यह ऐसे बैक्टीरिया के चयापचय के लिए सबसे आवश्यक है।

इसलिए यदि जीवित सूक्ष्मजीवों को अगले मिशनों के दौरान मंगल पर खोजा जाता है, तो यह जीवविज्ञानियों को बिल्कुल भी आश्चर्यचकित नहीं करेगा।

Source: https://habr.com/ru/post/hi395353/