महासागरमा अक्सिजन उत्पादनको नयाँ नयाँ तरिका

गहिरो समुद्रमा रहेका केही जीवाणुहरूले अहिलेसम्म अज्ञात तरिकाले अक्सिजन उत्पादन गर्छन्। उर्जा उत्पादन गर्न पुरातात्विक प्रजातिको ‘नाइट्रोसोप्युमिलस मेरिटिमस’ले अक्सिजनको उपस्थितिमा अमोनियालाई नाइट्रेटमा अक्साइड गर्छ। तर जब अन्वेषकहरूले सूक्ष्मजीवहरूलाई वायुरोधी कन्टेनरहरूमा सील गरे, प्रकाश वा अक्सिजन बिना, तिनीहरू अझै पनि O उत्पादन गर्न सक्षम थिए।₂ नाइट्राइटमा अमोनियाको अक्सीकरणमा प्रयोगको लागि।  

वायुमण्डलमा अक्सिजनको स्तर कायम राख्न महासागरहरूले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। को लगभग 70% ओक्सीजन वायुमण्डलमा समुद्री वनस्पतिहरूद्वारा उत्पादन गरिन्छ, वर्षावनहरूले पृथ्वीको अक्सिजनको लगभग एक तिहाइ (28%) ओगटेको छ, बाँकी 2 प्रतिशत धरतीअक्सिजन अन्य स्रोतबाट आउँछ। महासागरले समुद्री बिरुवाहरू (फाइटोप्लाङ्क्टन, केल्प, र अल्गल प्लाङ्क्टन) द्वारा प्रकाश संश्लेषण मार्फत अक्सिजन उत्पादन गर्दछ।  

तर, समुन्द्रमा बस्ने केही प्रजातिका जीवाणुहरूको समूह छ जसले प्रकाश संश्लेषणभन्दा भिन्न प्रक्रियामार्फत अन्धकारमा, सूर्यको प्रकाशको अभावमा अक्सिजन उत्पादन गर्छ। नाइट्रोसोपुमिलस मारिटिमस अब यही क्षमताको आधारमा मुट्ठीभर जीवाणुहरूको समूहमा सामेल भएको छ।  

आर्किया (वा पुरातात्विक ब्याक्टेरिया) संरचनामा ब्याक्टेरिया जस्तै एकल-कोशिका सूक्ष्मजीवहरू हुन् (यसैले आर्किया र ब्याक्टेरिया दुवै प्रोकारियोटहरू हुन्), तर विकासशील रूपमा ब्याक्टेरिया र र यूकेरियोट्सयसरी जीवित जीवहरूको तेस्रो समूह बनाउँछ। Archaea मा बस्छन् वातावरण अक्सिजनमा कम र बाध्यकारी एनारोबहरू हुन् (यसको अर्थ तिनीहरू सामान्य वायुमण्डलीय अक्सिजन स्तरमा बाँच्न सक्दैनन्), उदाहरणका लागि, हेलोफाइलहरू अत्यन्त नुन वातावरणमा बस्छन्, मिथेनोजेनहरूले मिथेन उत्पादन गर्छन्, थर्मोफाइलहरू अत्यन्त तातो वातावरणमा बस्छन्।  

महासागरको माइक्रोबियल प्लान्क्टोनहरूको लगभग 30% अमोनिया-अक्सिडाइजिंग आर्किया (AOA) बाट बनेको हुन्छ, जसले नाइट्राइट अक्सिडाइजिंग ब्याक्टेरिया (NOB) सँगसँगै महासागरमा प्रमुख अकार्बनिक नाइट्रोजन स्रोतको लागि प्रदान गर्दछ र समुद्री नाइट्रोजन चक्रमा मुख्य भूमिका खेल्छ।  

यी दुबै पुरातात्विक क्षेत्र अर्थात् AOA र NOB लाई आणविक अक्सिजन (O) मा निर्भर मानिन्छ।₂) अमोनियालाई नाइट्राइटमा अक्सिडाइज गर्दै।  

NH₃ + O 1.5० ओ₂ → छैन₂^- + एच₂ओ + एच⁺  

यद्यपि, यी पुरातत्वहरू धेरै कम वा पत्ता लगाउन नसकिने अक्सिजन स्तरको साथ एनोक्सिक समुद्री वातावरणमा प्रशस्त मात्रामा पाइन्छ। यो धेरै अचम्मको कुरा हो, विशेष गरी यस तथ्यलाई हेर्दा कि तिनीहरूसँग एनारोबिक मेटाबोलिज्म थाहा छैन। तिनीहरूको ऊर्जा चयापचयलाई अक्सिजन चाहिन्छ, तर तिनीहरू वातावरणमा पाइन्छ जहाँ अक्सिजन पत्ता लगाउन सकिँदैन। तिनीहरूले यो कसरी गर्छन्?  

यसबारे अनुसन्धान गर्न वि शोधकर्ताहरू पुरातात्विक को इन्क्युबेशनहरू गरियो नाइट्रोसोपुमिलस मारिटिमस न्यानोमा अत्यन्त कम अक्सिजन सांद्रतामा (१०^-9) दायरा। तिनीहरूले पत्ता लगाए कि अक्सिजनको कमी पछि, आर्कियाले एनोक्सिक अवस्थाहरूमा थोरै मात्रामा अक्सिजन उत्पादन गर्न सक्षम भएको थियो। तिनीहरूले ओ उत्पादन गरे₂ नाइट्राइटलाई नाइट्रस अक्साइड (N₂ओ) र डाइनाइट्रोजन (एन₂). 

यस अध्ययनले एनारोबिक अमोनिया अक्सीकरणको मार्ग देखाएको छ (कसरी O₂ द्वारा उत्पादन नाइट्रोसोपुमिलस मारिटिमस अक्सिजनको कमी भएको समुद्री वातावरणमा उनीहरूलाई ऊर्जा उत्पादन गर्न नाइट्रेटमा अमोनियालाई अक्सिडाइज गर्न सक्षम बनाउँछ)। यसले N को नयाँ मार्ग पनि पत्ता लगायो₂ गहिरो मा उत्पादन समुद्र वातावरण। 

*** 

स्रोत:  

1. क्राफ्ट बि., एट अल 2022. एक अमोनिया-अक्सिडाइजिंग पुरातत्व द्वारा अक्सिजन र नाइट्रोजन उत्पादन। विज्ञान। ६ जनवरी २०२२। भोल्युम ३७५, अंक ६५७६ पृष्ठ ९७-१००। DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. मार्टेन्स-हब्बेना डब्ल्यू।, र किन डब्ल्यू।, 2022। अक्सिजन बिना पुरातात्विक नाइट्रिफिकेशन। विज्ञान। ६ जनवरी २०२२। भोल्युम ३७५, अंक ६५७६ पृष्ठ २७-२८। DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

***