NASA-మద్దతున్న పరిశోధన ప్రకారం ప్రాచీన జీవులు మోలిబ్డెనాన్ని ఊహించిన దానికంటే చాలా ముందే వాడాయి

ఒక అరుదైన లోహం జీవానికి ఊహించిన దానికంటే చాలా ముందే కీలకమై ఉండవచ్చు

NASA-నిధులతో చేసిన పరిశోధకులు, భూమిపై జీవం 3 బిలియన్ సంవత్సరాల కంటే ముందే మోలిబ్డెనాన్ని వాడుతోందని చెబుతున్నారు; ఇది గ్రహం ఆది చరిత్రలో ఒక ముఖ్యమైన జీవరసాయన సామర్థ్యాన్ని చాలా లోతుగా వెనక్కి నెట్టే కనుగొనడం. Nature Communications లో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనం, 3.3 నుండి 3.7 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితమే ప్రాచీన జీవానికి మోలిబ్డెనం మద్దతిచ్చిందని చూపిన మొదటి అధ్యయనంగా వర్ణించబడుతోంది; ఇది ఆ లోహం భూమి సముద్రాల్లో సమృద్ధిగా మారే చాలా ముందరి కాలం.

మోలిబ్డెనం, జీవశాస్త్రంలో అత్యంత కీలకమైన కొన్ని ప్రతిచర్యలను వేగవంతం చేసే enzyme-లలో ఉండటం వల్ల ఈ ఫలితం ముఖ్యమైంది; వీటిలో carbon, nitrogen, మరియు sulfur cycles లోని భాగాలు ఉన్నాయి. ఈ catalytic సహాయం లేకుండా ఆ ప్రతిచర్యలు జరగగలవు, కానీ నేటి జీవితాన్ని నిలబెట్టడానికి కావలసినంత వేగంగా కాకుండా. ఆ అర్థంలో, జీవం మోలిబ్డెనాన్ని ఎప్పుడుపయోగించడం ప్రారంభించిందో అడగడం అంటే, కొన్ని శక్తివంతమైన metabolic strategies ఎప్పుడు అందుబాటులోకి వచ్చాయో అడగడమే.

అరుదైన కానీ అవసరమైన మూలకపు విరోధాభాసం

ఆధునిక భూమిపై మోలిబ్డెనం తేలికగా లభిస్తుంది. కానీ బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం, భౌగోళిక ఆధారాలు సముద్రాల్లో కేవలం అతి స్వల్ప పరిమాణాలే ఉన్నాయని సూచిస్తున్నాయి. photosynthetic microorganisms Great Oxidation Event ను నడిపించిన చాలా తరువాత, సుమారు 2.45 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం, దాని స్థాయిలు పెరిగాయి. ఆ దీర్ఘ విరామం astrobiologists కు ఒక తెరిచి ఉన్న ప్రశ్నను తీసుకువచ్చింది: ప్రాచీన భూమిపై మోలిబ్డెనం ఇంత అరుదుగా ఉన్నప్పుడు, ఆది జీవం బదులుగా ఇతర లోహాలపై ఆధారపడిందా?

ఆ చర్చలో tungsten తరచుగా ప్రస్తావించబడుతుంది, ఎందుకంటే అది కణాల్లో సమానంగా ప్రవర్తించగలదు మరియు ఇప్పటికీ కొన్ని తీవ్రమైన వాతావరణాల్లో జీవించే జీవులచే వాడబడుతోంది. కొత్త పని ఏమి సూచిస్తుందంటే, scarcity ఉన్నప్పటికీ, మోలిబ్డెనం జీవం యొక్క సాధనాల్లో అనేక పరిశోధకులు ఊహించిన దానికంటే చాలా ముందే చేరిపోయింది.

ప్రారంభ metabolism చిత్రాన్ని ఇది ఎందుకు మార్చుతుంది

University of Wisconsin-Madison కి చెందిన సీనియర్ రచయిత్రి Betül Kaçar మాట్లాడుతూ, ఇది కేవలం రసాయన సంబంధిత చిన్న విషయం మాత్రమే కాదని చెప్పారు. మోలిబ్డెనం, పెద్ద స్థాయి planet-scale ప్రతిచర్యలను నడిపే enzyme-ల active centers లో ఉంటుంది. 3.3 నుండి 3.7 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితమే జీవులు దీనిని ఉపయోగించి ఉంటే, ముఖ్యమైన metabolic systems నేటి కంటే చాలా తక్కువ అనుకూలంగా కనిపించే పర్యావరణ పరిమితుల కిందే ఏర్పడినట్లు కావచ్చు.

అది evolution గురించి మరింత లోతైన విషయాన్ని సూచిస్తుంది. ఉపయోగకరమైన మూలకాన్ని స్వీకరించడానికి జీవం ఆదర్శ geochemical abundance కోసం వేచిచూసి ఉండకపోవచ్చు. బదులుగా, ఆ లోహాలు విస్తృతంగా అందుబాటులోకి రాకముందే అరుదైన metals ను పొందడం మరియు వాటిని ఆదా చేయడం కోసం వ్యూహాలను అభివృద్ధి చేసుకుని ఉండవచ్చు. ఈ అధ్యయనం చూపిన దృష్టికోణం, ప్రాచీన జీవశాస్త్రం కేవలం opportunistic మాత్రమే కాకుండా, planetary scarcity కి ఎదురుగా ఆశ్చర్యకరంగా అనుకూలంగా ఉందని సూచిస్తుంది.

Astrobiology ప్రభావం భూమిని దాటి విస్తరిస్తుంది

ఈ పని NASA-నిధులతో జరిగింది మరియు astrobiology కి స్పష్టంగా అనుసంధానమై ఉండటంతో, దీని ప్రాముఖ్యత భూమి చరిత్రను దాటి వెళ్తుంది. జీవానికి అవసరమైన మూలకాల పంపిణీ అనేది ఒక ప్రపంచం జీవాన్ని నిలబెట్టగలదా అని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నప్పుడు పరిగణించే అంశాల్లో ఒకటి. జీవం ఊహించిన దానికంటే చాలా ముందే ఒక అరుదైన లోహాన్ని ఉపయోగించగలిగితే, ఇతర గ్రహాలు లేదా చంద్రులపై habitability గురించి పరిశోధకులు ఆలోచించే విధానాన్ని అది విస్తరింపజేస్తుంది.

మోలిబ్డెనం చిన్న మోతాదులో ఉన్న ఏ వాతావరణమూ ఒక్కసారిగా జీవం పుట్టే స్థలమవుతుందని దీని అర్థం కాదు. కానీ తక్కువ లభ్యత alone ముఖ్యమైన metabolic chemistry ని పూర్తిగా కొట్టిపారేయడానికి సరిపోదని ఇది సూచిస్తోంది. incomplete planetary data నుంచి జీవసాధ్యతలను ఊహించే రంగానికి ఇది ఉపయోగకరం.

జీవం యొక్క ఆది రసాయన కథకు ఒక సవరణ

ఈ అధ్యయనం భూమి వాతావరణంలో మోలిబ్డెనం పెరుగుదల గురించి ఉన్న పాత ఆలోచనలతో కూడా సంబంధం కలిగి ఉంది. atmospheric oxygenation కాలంలో మోలిబ్డెనం లభ్యత పెరగడం తర్వాతి జీవ సంక్లిష్టతకు కీలకం అయి ఉండవచ్చని మునుపటి పనులు సూచించాయి. కొత్త కనుగొనడం ఆ పెద్ద ఆలోచనకు విరుద్ధం కాదు, కానీ ప్రారంభ అధ్యాయాన్ని సవరించింది. సముద్రాలు ఆధునిక abundance లాంటిదేమీ అందించడానికి చాలా ముందే జీవం ఆ లోహాన్ని ఉపయోగించడానికి మార్గం కనుగొన్నట్లు కనిపిస్తోంది.

అందువల్ల ఈ ఫలితం భౌగోళికమైనదీ, evolutionary అయినదీ. ఇది ప్రాచీన భూమి వాతావరణం గురించి చెప్పడమే కాదు, అందులో జీవించిన జీవుల చాతుర్యం గురించి కూడా చెబుతోంది. గ్రహం itself రసాయనపరంగా austere గా ఉన్నప్పటికీ, ఆది జీవం ఊహించిన దానికంటే మరింత sophisticated catalytic toolkit తో పని చేసి ఉండవచ్చు.

Astrobiology కి సందేశం స్పష్టంగా ఉంది: scarcity అనేది తప్పనిసరిగా function లేకపోవడాన్ని సూచించదు. మోలిబ్డెనం-ఆధారిత జీవశాస్త్రం భూమిపై ఇంత తొందరగా క్రియాశీలమై ఉంటే, elsewhere జీవాన్ని వెతుకుతున్న శాస్త్రవేత్తలు జీవ వ్యవస్థలు పరిమిత వనరులను ఎలా వాడుకుంటాయో మరింత లోతుగా ఆలోచించాల్సి ఉంటుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో అత్యంత revealing evidence అనేది ఒక కీలక పదార్థం abundance గా ఉన్నదని కాదు, జీవం దాన్ని వాడటం నేర్చుకుందని.

ఈ వ్యాసం science.nasa.gov నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.