एक दुर्लभ धातु जीवन के लिए अपेक्षा से कहीं पहले केंद्रीय रही हो सकती है
NASA-वित्तपोषित शोधकर्ताओं का कहना है कि पृथ्वी पर जीवन 3 अरब वर्ष से भी पहले मोलिब्डेनम का उपयोग कर रहा था, और यह खोज ग्रह के प्रारंभिक इतिहास में एक महत्वपूर्ण जैव-रासायनिक क्षमता को बहुत पीछे तक ले जाती है। Nature Communications में प्रकाशित यह अध्ययन, 3.3 से 3.7 अरब वर्ष पहले तक प्राचीन जीवन का समर्थन करने वाला मोलिब्डेनम दिखाने वाला पहला अध्ययन बताया गया है, जो पृथ्वी के महासागरों में इस धातु के प्रचुर होने से बहुत पहले की बात है।
यह परिणाम महत्वपूर्ण है क्योंकि मोलिब्डेनम उन एंजाइमों के भीतर होता है जो जीवविज्ञान की कुछ सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, जिनमें कार्बन, नाइट्रोजन और सल्फर चक्रों के हिस्से शामिल हैं। इस उत्प्रेरक सहायता के बिना, ये प्रतिक्रियाएँ हो सकती हैं, लेकिन इतनी धीमी कि आज ज्ञात जीवन को सहारा नहीं दे सकें। इस अर्थ में, यह पूछना कि जीवन ने मोलिब्डेनम का उपयोग कब शुरू किया, यह पूछने का एक तरीका भी है कि कुछ शक्तिशाली चयापचयी रणनीतियाँ कब उपलब्ध हुईं।
दुर्लभ लेकिन आवश्यक तत्व का विरोधाभास
आधुनिक पृथ्वी पर मोलिब्डेनम अपेक्षाकृत सुलभ है। लेकिन अरबों वर्ष पहले, भूवैज्ञानिक साक्ष्य बताते हैं कि महासागरों में केवल अत्यल्प मात्रा मौजूद थी। ऑक्सीजन-उत्पादन करने वाले सूक्ष्मजीवों द्वारा Great Oxidation Event को आगे बढ़ाने के बहुत बाद, लगभग 2.45 अरब वर्ष पहले, इसकी मात्रा बढ़ी। इस लंबे अंतर ने खगोलजीवविज्ञानियों के लिए एक खुला प्रश्न पैदा किया: यदि प्राचीन पृथ्वी पर मोलिब्डेनम इतना दुर्लभ था, तो क्या प्रारंभिक जीवन ने इसके बजाय अन्य धातुओं पर निर्भरता रखी?
उस चर्चा में tungsten अक्सर सामने आता है, क्योंकि वह कोशिकाओं में समान तरीके से व्यवहार कर सकता है और अभी भी कुछ चरम वातावरण में रहने वाले जीवों द्वारा उपयोग किया जाता है। नया कार्य सुझाव देता है कि, कमी की स्थिति में भी, मोलिब्डेनम जीवन के औजारों में कई शोधकर्ताओं की अपेक्षा से बहुत पहले शामिल हो गया था।
प्रारंभिक चयापचय की तस्वीर क्यों बदलती है
University of Wisconsin-Madison की वरिष्ठ लेखिका Betül Kaçar ने कहा कि यह मुद्दा केवल रासायनिक बारीकी नहीं है। मोलिब्डेनम उन एंजाइमों के सक्रिय केंद्रों में स्थित है जो बड़े, ग्रह-स्तरीय प्रतिक्रियाओं को संचालित करते हैं। यदि जीव 3.3 से 3.7 अरब वर्ष पहले ही इसे शामिल कर रहे थे, तो महत्वपूर्ण चयापचय प्रणालियाँ संभवतः ऐसे पर्यावरणीय प्रतिबंधों के तहत उभरी होंगी जो आज की तुलना में कहीं कम अनुकूल दिखते हैं।
यह विकास के बारे में एक गहरी बात उठाता है। जीवन ने उपयोगी तत्व अपनाने से पहले आदर्श भू-रासायनिक प्रचुरता की प्रतीक्षा नहीं की होगी। इसके बजाय, उसने ऐसे rare metals तक पहुँचने और उन्हें संरक्षित करने की रणनीतियाँ विकसित की होंगी, बहुत पहले जब वे धातुएँ व्यापक रूप से उपलब्ध हुईं। अध्ययन का फ्रेमिंग यह दर्शाता है कि प्राचीन जीवविज्ञान केवल अवसरवादी नहीं था, बल्कि ग्रह-व्यापी कमी के सामने आश्चर्यजनक रूप से अनुकूलनशील भी था।
खगोलजीवविज्ञान के निहितार्थ पृथ्वी से बाहर तक जाते हैं
क्योंकि यह कार्य NASA-वित्तपोषित है और स्पष्ट रूप से astrobiology से जुड़ा है, इसका महत्व पृथ्वी के इतिहास से आगे भी जाता है। जैव-आवश्यक तत्वों का वितरण उन कारकों में से एक है जिन्हें वैज्ञानिक यह आकलन करते समय देखते हैं कि कोई दुनिया जीवन को सहारा दे सकती है या नहीं। यदि जीवन अनुमान से बहुत पहले एक दुर्लभ धातु का उपयोग कर सकता है, तो यह ग्रहों या चंद्रमाओं पर habitability के बारे में शोधकर्ताओं की सोच को व्यापक बनाता है।
इसका अर्थ यह नहीं है कि मोलिब्डेनम के अंश वाला कोई भी वातावरण अचानक जीवविज्ञान का संभावित उद्गम स्थल बन जाता है। लेकिन यह संकेत देता है कि कम उपलब्धता अपने आप में महत्वपूर्ण चयापचयी रसायन को नकारने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती। incomplete planetary data से जैविक संभावनाएँ निकालने की कोशिश कर रहे क्षेत्र के लिए यह उपयोगी है।
जीवन की प्रारंभिक रसायन-कथा में एक संशोधन
यह अध्ययन पृथ्वी के वातावरण में मोलिब्डेनम के उदय के बारे में पहले के विचारों से भी जुड़ता है। पहले के कार्यों ने सुझाव दिया था कि atmospheric oxygenation के समय मोलिब्डेनम की बढ़ती उपलब्धता बाद की जैविक जटिलता के लिए महत्वपूर्ण रही होगी। नया निष्कर्ष उस व्यापक विचार का खंडन नहीं करता, लेकिन यह प्रारंभिक अध्याय को संशोधित करता है। लगता है जीवन ने उस धातु का उपयोग महासागरों में आधुनिक प्रचुरता जैसी किसी चीज़ के आने से बहुत पहले कर लिया था।
इससे परिणाम भौ-रासायनिक भी बनता है और विकासवादी भी। यह प्राचीन पृथ्वी के पर्यावरण के बारे में कुछ कहता है, लेकिन उसमें रहने वाले जीवों की चतुराई के बारे में भी। प्रारंभिक जीवन अपेक्षा से अधिक परिष्कृत उत्प्रेरक औजारों के साथ काम कर रहा हो सकता है, भले ही ग्रह स्वयं रासायनिक रूप से सादा बना रहा हो।
खगोलजीवविज्ञान के लिए संदेश स्पष्ट है: कमी का अर्थ हमेशा कार्य की अनुपस्थिति नहीं होती। यदि मोलिब्डेनम-आधारित जीवविज्ञान पृथ्वी पर इतनी जल्दी सक्रिय था, तो कहीं और जीवन की तलाश कर रहे वैज्ञानिकों को इस पर अधिक सोचना होगा कि जीवित प्रणालियाँ सीमित संसाधनों का उपयोग कैसे करती हैं। कभी-कभी सबसे revealing evidence यह नहीं होता कि कोई महत्वपूर्ण तत्व प्रचुर था, बल्कि यह कि जीवन ने उसे किसी तरह उपयोग करना सीख लिया।
यह लेख science.nasa.gov की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
Originally published on science.nasa.gov
