NASA-समर्थित संशोधनानुसार प्राचीन जीवांनी अपेक्षेपेक्षा खूप आधी मोलिब्डेनम वापरले

दुर्मिळ धातू जीवनासाठी अपेक्षेपेक्षा खूप आधी केंद्रस्थानी असू शकतो

NASA-निधी मिळालेल्या संशोधकांचे म्हणणे आहे की पृथ्वीवरील जीवन 3 अब्ज वर्षांपूर्वीच मोलिब्डेनम वापरत होते, आणि हा शोध ग्रहाच्या प्रारंभीच्या इतिहासातील एक महत्त्वाची जैवरासायनिक क्षमता खूप खोलवर नेऊन ठेवतो. Nature Communications मध्ये प्रकाशित झालेला हा अभ्यास, 3.3 ते 3.7 अब्ज वर्षांपूर्वीपर्यंत प्राचीन जीवनाला मोलिब्डेनमने आधार दिला असल्याचे प्रथमच दाखवणारा म्हणून वर्णन केला जातो, म्हणजेच पृथ्वीच्या महासागरांमध्ये हा धातू प्रचुर प्रमाणात उपलब्ध होण्याच्या खूप आधीचा काळ.

हा निष्कर्ष महत्त्वाचा आहे, कारण मोलिब्डेनम अशा enzyme-मध्ये असतो जे जीवशास्त्रातील काही सर्वात महत्त्वाच्या प्रतिक्रिया वेगवान करतात, ज्यात carbon, nitrogen, आणि sulfur cycles चे काही भाग समाविष्ट आहेत. या catalytic मदतीशिवाय या प्रतिक्रिया होऊ शकतात, पण आज ज्ञात असलेल्या जीवनाला टिकवून ठेवण्यासाठी पुरेशा वेगाने नाहीत. त्या अर्थाने, जीवनाने मोलिब्डेनम कधी वापरण्यास सुरुवात केली हे विचारणे म्हणजे काही शक्तिशाली metabolic strategies कधी उपलब्ध झाल्या हे विचारण्यासारखे आहे.

दुर्मिळ पण आवश्यक घटकाचा विरोधाभास

आधुनिक पृथ्वीवर मोलिब्डेनम तुलनेने सहज उपलब्ध आहे. पण अब्जावधी वर्षांपूर्वी, भूवैज्ञानिक पुरावे सांगतात की महासागरांमध्ये केवळ अत्यल्प प्रमाणात तो होता. photosynthetic microorganisms Great Oxidation Event घडवून आणण्याच्या बराच नंतर, सुमारे 2.45 अब्ज वर्षांपूर्वी, त्याची पातळी वाढली. त्या दीर्घ अंतराने astrobiologists समोर एक खुले प्रश्न उभा केला: जर प्राचीन पृथ्वीवर मोलिब्डेनम इतका दुर्मिळ होता, तर प्रारंभीच्या जीवनाने इतर धातूंवर अवलंबून राहिले का?

त्या चर्चेत tungsten नेहमी पुढे येतो, कारण तो पेशींमध्ये साधर्म्याने वागू शकतो आणि अजूनही काही अत्यंत कठीण वातावरणात जगणाऱ्या जीवांद्वारे वापरला जातो. नवीन काम सूचित करते की, अभाव असूनही, मोलिब्डेनम जीवनाच्या साधनसंचात अनेक संशोधकांनी अपेक्षित केले त्यापेक्षा खूप आधी आला होता.

प्रारंभीच्या metabolism चे चित्र का बदलते

University of Wisconsin-Madison मधील senior author Betül Kaçar म्हणतात की मुद्दा केवळ रासायनिक कुतूहलाचा नाही. मोलिब्डेनम त्या enzyme-च्या active centers मध्ये असतो जे मोठ्या, planet-scale प्रतिक्रिया चालवतात. जर जीवांनी 3.3 ते 3.7 अब्ज वर्षांपूर्वीच त्याचा समावेश केला असेल, तर महत्त्वाची metabolic systems आजच्या तुलनेत खूपच कमी अनुकूल वाटणाऱ्या पर्यावरणीय मर्यादांखाली उदयास आली असावीत.

यामुळे उत्क्रांतीबद्दल एक खोल मुद्दा पुढे येतो. उपयुक्त घटक स्वीकारण्यापूर्वी जीवनाने आदर्श geochemical abundance ची वाट पाहिली नसावी. त्याऐवजी, ती metals व्यापकपणे उपलब्ध होण्याच्या खूप आधीच rare metals मिळवण्यासाठी आणि जपण्यासाठी रणनीती विकसित केल्या असाव्यात. अभ्यासाचे framing सूचित करते की प्राचीन जीवशास्त्र केवळ opportunistic नव्हते, तर planetary scarcity समोर अत्यंत adaptive होते.

Astrobiology चे परिणाम पृथ्वीपलीकडे जातात

हे काम NASA-निधीतून झाले आहे आणि स्पष्टपणे astrobiology शी जोडलेले आहे, त्यामुळे त्याचे महत्त्व पृथ्वीच्या इतिहासापलीकडे जाते. जीवनासाठी आवश्यक घटकांचे वितरण हे अशा घटकांपैकी एक आहे ज्याचा विचार वैज्ञानिक एखादे जग जीवन धारण करू शकते का हे तपासताना करतात. जर जीवन अपेक्षेपेक्षा खूप आधी दुर्लभ धातूचा उपयोग करू शकत असेल, तर इतर ग्रह किंवा चंद्रांवरील habitability बद्दल संशोधक कसा विचार करतात याची चौकट विस्तारते.

याचा अर्थ असा नाही की मोलिब्डेनमचे अंश असलेले कोणतेही वातावरण लगेच जीवसृष्टीचे संभाव्य उगमस्थान ठरते. पण कमी उपलब्धता हीच महत्त्वाच्या metabolic chemistry ला नाकारण्यासाठी पुरेशी नसू शकते, असे ते सूचित करते. अपूर्ण planetary data मधून जैविक शक्यता काढण्याचा प्रयत्न करणाऱ्या क्षेत्रासाठी हे उपयुक्त आहे.

जीवनाच्या प्रारंभीच्या रसायनकथेतील एक सुधारणा

हा अभ्यास पृथ्वीच्या वातावरणात मोलिब्डेनम वाढण्याबद्दलच्या आधीच्या विचारांशीही जुळतो. atmospheric oxygenation च्या आसपास मोलिब्डेनमची वाढती उपलब्धता नंतरच्या biological complexity साठी महत्त्वाची असावी, असे आधीच्या कामांत सुचवले गेले होते. नवीन निष्कर्ष त्या व्यापक कल्पनेला छेद देत नाही, पण सुरुवातीच्या अध्यायात सुधारणा करतो. जीवनाने महासागरांनी आधुनिक abundance सारखे काही देण्याच्या खूप आधीच हा धातू वापरण्याचा मार्ग शोधला, असे दिसते.

त्यामुळे हा निकाल geochemicalही आहे आणि evolutionaryही. तो प्राचीन पृथ्वीच्या पर्यावरणाबद्दल काही सांगतो, पण त्यात राहणाऱ्या जीवांच्या हुशारीबद्दलही. प्रारंभीचे जीवन अपेक्षेपेक्षा अधिक sophisticated catalytic toolkit सोबत काम करत असावे, जरी ग्रह स्वतः रासायनिक दृष्ट्या austere राहिला.

Astrobiology साठी संदेश स्पष्ट आहे: अभाव म्हणजे आपोआप कार्याचा अभाव नव्हे. जर मोलिब्डेनम-आधारित जीवशास्त्र पृथ्वीवर इतके लवकर सक्रिय होते, तर इतरत्र जीवन शोधणाऱ्या वैज्ञानिकांना जीवित प्रणाली मर्यादित संसाधनांचा वापर कसा करतात याचा अधिक विचार करावा लागेल. कधी कधी सर्वात revealing evidence हे नसते की महत्त्वाचा घटक abundant होता, तर जीवनाने तो वापरायला शिकलं.

हा लेख science.nasa.gov च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.