क्या शुक्र के घातक बादलों में जीवन हो सकता है? अम्लीय नरक में भी पेप्टाइड्स टिकते हैं

दशकों से, शुक्र सौर मंडल का एक बड़ा आकर्षण रहा है। दूर से यह एक चमकता हुआ प्रकाशस्तंभ लगता है; पास जाने पर, इसकी सतह एक ऐसी कुचली और झुलसी हुई अधोलोक-जैसी दुनिया है जहाँ सीसा भी पिघल जाएगा। लेकिन उस नरक-जैसे परिदृश्य के ठीक ऊपर, ग्रह को ढकने वाले सल्फ्यूरिक अम्ल के बादलों में, परिस्थितियाँ अधिक मध्यम हैं - और नीचे की पथरीली सतह की तुलना में शायद खगोलजीव विज्ञानियों के लिए अधिक दिलचस्प भी।

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में और Proceedings of the National Academy of Sciences में प्रकाशित एक नया अध्ययन सुझाव देता है कि जीवन की रसायन शास्त्र - कम से कम वह प्रकार जो जीवविज्ञान की नींव बन सकता है - पहले सोचे गए से अधिक टिकाऊ हो सकती है।

दो हिस्सों वाली दुनिया

शुक्र की तुलना अक्सर शनि के सबसे बड़े उपग्रह टाइटन से की जाती है, क्योंकि दोनों मोटे वायुमंडलों के नीचे छिपे हैं जिन्हें प्रकाशीय दूरबीनें भेद नहीं सकतीं। नीचे क्या है, इसका मानचित्र बनाने के लिए रडार की आवश्यकता होती है। लेकिन टाइटन की फीकी धुंध के विपरीत, शुक्र का वायुमंडल एक नाटकीय, घूमता हुआ दृश्य प्रस्तुत करता है। सतह पर वास्तविकता बेहद अप्रिय है: झुलसाने वाले तापमान और कुचल देने वाले दबाव इस ग्रह को सौर मंडल के सबसे शत्रुतापूर्ण स्थानों में से एक बनाते हैं।

लेकिन वायुमंडल की कहानी अलग है। कुछ ऊँचाइयों पर तापमान और दबाव पृथ्वी-जैसे मूल्यों के करीब पहुँच जाते हैं, जिससे वे बादल सूक्ष्मजीवी जीवन के लिए एक संभावित आश्रय जैसे लगते हैं। हमेशा यह सवाल रहा है कि क्या पानी के बजाय सघन सल्फ्यूरिक अम्ल से बने बादल में जैवरसायन काम कर सकती है। कई खगोलजीवविज्ञानियों ने मान लिया था कि पानी जीवन के लिए अनिवार्य विलायक है। नया अध्ययन उस धारणा को चुनौती देता है।

पेप्टाइड्स: जीवन की निर्माण इकाइयाँ

जैसा कि हम जीवन को जानते हैं, प्रोटीन उसके लिए अनिवार्य हैं। लेकिन किसी प्रोटीन के एंजाइम या संरचनात्मक घटक के रूप में काम करने से पहले, उसकी अमीनो अम्ल शृंखला को एक बहुत विशिष्ट त्रि-आयामी आकार में मुड़ना होता है। यदि वह सही ढंग से न मुड़े, तो प्रोटीन अक्सर बेकार या यहाँ तक कि हानिकारक भी हो जाता है।

पेप्टाइड्स, यानी अमीनो अम्लों की छोटी शृंखलाएँ, पूर्ण प्रोटीनों के सरल पूर्वरूप हैं। शुक्र-जैसे वातावरण में पेप्टाइड्स कैसे व्यवहार करते हैं, इसका अध्ययन शोधकर्ताओं को यह सीधे पूछने का तरीका देता है कि जीवविज्ञान के लिए आवश्यक रसायन उन परिस्थितियों में टिक सकती है या नहीं, जो पृथ्वी पर जीवन के लिए शत्रुतापूर्ण लगती हैं।

MIT की ग्रह विज्ञान की प्रोफेसर और अध्ययन की सह-लेखिका डॉ. सारा सीगर मुड़ने के महत्व को समझाती हैं। “जीवन को विशेष आकार वाले प्रोटीन चाहिए, ताकि उनके पास एक विशिष्ट लक्ष्य हो जिससे वे जुड़ सकें और अपना कार्य कर सकें,” उन्होंने कहा।

यदि छोटे पेप्टाइड्स सल्फ्यूरिक अम्ल में अखंड रहकर सही ढंग से मुड़ सकते हैं, तो जीवन की मूल रसायन शास्त्र पृथ्वी के गोल्डीलॉक्स क्षेत्र से बहुत बाहर भी संभव हो सकती है।

शुक्र के बादलों की रसायन शास्त्र की जाँच

इसकी जाँच के लिए, अनुसंधान टीम ने नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए प्रयोगशाला प्रयोगों की एक श्रृंखला तैयार की। NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी वैज्ञानिकों को रासायनिक यौगिकों की आणविक संरचना और भौतिक व्यवस्था को विस्तार से देखने देती है। 98 प्रतिशत सल्फ्यूरिक अम्ल जैसे संक्षारक विलायक के साथ काम करते समय यह तकनीक विशेष रूप से सावधानीपूर्वक नमूना तैयारी मांगती है।

शोधकर्ताओं ने शुक्र के बादलों जैसी परिस्थितियों में तीन अलग-अलग पेप्टाइड्स रखे, जहाँ सल्फ्यूरिक अम्ल लगभग शुद्ध था और पानी लगभग अनुपस्थित था। पहले माना जाता था कि ऐसा वातावरण पेप्टाइड बंधों को तोड़ देगा, और शृंखलाएँ किसी भी जैविक रूप से महत्वपूर्ण कार्य से पहले ही नष्ट हो जाएँगी।

लेकिन परिणामों ने उस अपेक्षा को गलत साबित कर दिया। टीम ने सफलतापूर्वक देखा कि तीनों पेप्टाइड्स मुड़कर संरचनाएँ बना रहे थे, और वे संरचनाएँ कई हफ्तों तक स्थिर रहीं। वातावरण ने उन्हें नष्ट नहीं किया। इसके बजाय, पेप्टाइड्स ऐसे वातावरण के अनुकूल होते दिखे जिसमें पानी नहीं था, और वे इतने समय तक अखंड रहे कि काम कर सकें।

टीम इस व्यवहार का कारण पानी की उस लगभग-पूर्ण अनुपस्थिति को मानती है। पृथ्वी पर पानी सर्वव्यापी है और आम तौर पर जीवन का समर्थन करता है; लेकिन यह एक ऐसा अणु भी है जो पेप्टाइड बंधों पर हमला करके उन्हें तोड़ सकता है, जिसे हाइड्रोलिसिस कहा जाता है। शुक्र के ऊपरी वायुमंडल के सघन सल्फ्यूरिक अम्ल में पानी लगभग उपलब्ध ही नहीं है। हाइड्रोलिसिस को चलाने के लिए पानी न होने से, इन पेप्टाइड्स में रासायनिक बंध स्थिर बने रहे, जिससे शृंखलाएँ मुड़ सकीं।

जीवन की खोज के लिए इसका क्या अर्थ है

इस अध्ययन के निहितार्थ शुक्र से बहुत आगे तक जाते हैं। खगोलजीवविज्ञान ने ऐतिहासिक रूप से उन ग्रहों और उपग्रहों को प्राथमिकता दी है जहाँ तरल पानी मौजूद हो या होने की संभावना हो। उसी खोज-ढांचे ने मंगल, बृहस्पति और शनि के बर्फीले उपग्रहों, तथा अपने तारों के रहने योग्य क्षेत्रों में परिक्रमा करने वाले बाह्यग्रहों के मिशनों को दिशा दी है।

लेकिन नए निष्कर्ष संकेत देते हैं कि पृथ्वी-जैसे नहीं होने वाले वातावरण - जो पृथ्वी के किसी भी पारिस्थितिकी तंत्र की सहनशीलता से कहीं अधिक अम्लीय हैं - जीवन की आणविक मशीनरी को सहारा देने के लिए भी उपयुक्त हो सकते हैं। अध्ययन के अनुसार, पृथ्वी के मानकों से चरम लगने वाली स्थितियों वाले ग्रह पानी के बजाय अन्य विलायकों का उपयोग करने वाले जीवन, या कम से कम सघन अम्लों को सहन करने वाले जीवन, को आश्रय दे सकते हैं।

शुक्र के बादल कोमल वातावरण नहीं हैं। सल्फ्यूरिक अम्ल ऐसा कुछ नहीं है जिसे कोई ज्ञात जीव बड़े पैमाने पर ग्रहण कर सके, हालांकि पृथ्वी पर कुछ सूक्ष्मजीव अम्लीय वातावरणों में पनपते हैं, जैसे ज्वालामुखीय गरम झरने या अम्ल खदान जलनिकास। लेकिन वे वातावरण फिर भी पानी पर आधारित होते हैं। शुक्र पर निर्णायक अंतर यह है कि बादल सिर्फ अम्लीय नहीं हैं; वे अत्यंत शुष्क करने वाले अम्लीय वातावरण हैं, जिनमें पानी लगभग नहीं के बराबर है।

इसीलिए यहाँ देखी गई पेप्टाइड स्थिरता और भी उल्लेखनीय है। यह एक ऐसे रासायनिक परिदृश्य की ओर संकेत करती है, जहाँ जटिल कार्बनिक अणु कई हफ्तों तक जीवित रह सकते हैं, शायद इतनी देर कि वे उन अभिक्रियाओं में भाग ले सकें जो आदिम जीवविज्ञान को सहारा दे सकती हैं।

यह अध्ययन क्यों मायने रखता है

यह काम यह साबित नहीं करता कि शुक्र पर जीवन है। लेकिन यह शायद उससे भी अधिक महत्वपूर्ण काम करता है: यह जीवन की खोज में विचार किए जाने वाले स्थानों के दायरे को बढ़ाता है। यदि जीवन की बुनियादी रसायन शास्त्र सल्फ्यूरिक अम्ल में टिक सकती है, तो रहने की योग्यता केवल तापमान और तरल पानी की उपस्थिति का सरल प्रश्न नहीं रह जाता।

शुक्र के लिए भविष्य के मिशन - जैसे प्रस्तावित बैलून-आधारित प्रोब - सीधे बादल परतों का नमूना ले सकते हैं, कार्बनिक अणुओं और शायद जैविक प्रसंस्करण के संकेतों की तलाश में। MIT अध्ययन इन मिशनों के लिए एक मजबूत वैज्ञानिक आधार देता है, क्योंकि यह दिखाता है कि सबसे मूलभूत जैविक निर्माण खंड भी उस वातावरण में जीवित रह सकते हैं।

पेप्टाइड्स जीवन का सिर्फ एक घटक हैं। फिर भी, वे सभी ज्ञात जीवों की मशीनरी के लिए आवश्यक हैं। सल्फ्यूरिक अम्ल में स्थिर संरचनाएँ बनाने की पेप्टाइड्स की क्षमता यह संकेत देती है कि जीवन के लिए आवश्यक आणविक औज़ारों का कम-से-कम कुछ हिस्सा शुक्र के बादलीय हालात में काम कर सकता है।

बेशक, प्रयोगशाला की परिस्थितियों में जीवित रहना प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने के बराबर नहीं है। शुक्र के बादल संभवतः सैकड़ों मिलियन वर्षों से मौजूद हैं, इसलिए यदि कोई स्थिर यौगिक बने हों तो रासायनिक विकास के लिए पर्याप्त समय रहा होगा। लेकिन हम अभी नहीं जानते कि ग्रह का कठोर वातावरण और वायुमंडलीय परिसंचरण अणुओं को इतना समय टिकने देगा या नहीं कि वे जीवन में संगठित हो सकें।

आगे का रास्ता

नया PNAS अध्ययन एक और याद दिलाता है कि शुक्र को केवल इसलिए मृत दुनिया मानकर खारिज नहीं करना चाहिए क्योंकि उसकी सतह नर्क-जैसी है। ग्रह के बादल सौर मंडल में सबसे सुलभ स्थानों में से एक हो सकते हैं, जहाँ यह परखा जा सके कि क्या स्थलीय जैवरसायन ही जीवन का एकमात्र संभावित खाका है, या बस कई में से एक।

विशेष रूप से पानी की भूमिका दिलचस्प है। शोधकर्ता यह रेखांकित करते हैं कि पानी की अनुपस्थिति पेप्टाइड्स को स्थिर रखने में मदद करती है, जिससे संकेत मिलता है कि पृथ्वी पर जीवन का विलायक, पानी, जीवन के कुछ प्रमुख चरणों के लिए अनिवार्य नहीं भी हो सकता। भविष्य का काम अन्य जैविक अणुओं का सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अंतःक्रिया और उन रासायनिक मार्गों की भी जाँच करे जो सबसे पहले पेप्टाइड्स बना सकते हैं।

इसके निहितार्थ गहरे हैं। यदि जीवन को उन अणुओं पर बनाया जा सकता है जो सघन सल्फ्यूरिक अम्ल में मुड़कर काम करते हैं, तो “रहने योग्य क्षेत्र” की धारणा - किसी तारे के चारों ओर वह संकीर्ण क्षेत्र जहाँ किसी ग्रह की सतह पर तरल पानी बना रह सकता है - बहुत अधिक सीमित हो सकती है।

पानी कहाँ बहता है, यह पूछने के बजाय हमें यह पूछना पड़ सकता है कि रसायन शास्त्र कहाँ स्थिर और जटिल रह सकती है। शुक्र, जितना भी उकसाने वाला है, उस संभावना का अध्ययन करने के लिए सबसे अच्छे प्राकृतिक प्रयोगशालाओं में से एक साबित हो सकता है।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.