दक्षिण प्रशांत गायरे में समुद्र के तल पर, एक तलछट की परत है जो पृथ्वी पर सबसे अधिक पोषक तत्वों की कमी वाले वातावरण में से एक है। उस क्षेत्र की स्थितियों के कारण, लगभग कोई 'समुद्री बर्फ' नहीं है - समुद्र में आम तौर पर कार्बनिक मलबे की बौछार - जो समुद्र तल पर गिरती है। सभी कार्बनिक मलबे फर्श पर गिरने के बिना, वहां पोषक तत्वों की भारी कमी है, और यह पृथ्वी पर कम से कम मेहमाननवाज स्थानों में से एक बनाता है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने उस क्षेत्र से तलछट के नमूने लिए और 101.5 मिलियन वर्ष पुराने रोगाणुओं को निकाला। जब उन्होंने उन रोगाणुओं को 'खिलाया', तो वे वापस जीवन में आ गए।
परिणाम माइक्रोबियल जीवन के बारे में हमारे ज्ञान का विस्तार कर रहे हैं और यह कब तक निष्क्रिय हो सकता है जब परिस्थितियां इसे मजबूर करती हैं।
समुद्र एक जंगल के समान हो सकता है। एक जंगल में, पत्तियां और मलबा वन तल पर जमा हो जाता है, जिससे रोगाणुओं और अन्य जीवों के लिए एक समृद्ध चारागाह उपलब्ध होता है। समुद्र में यह पत्ते नहीं, बल्कि मृत पौधे, जानवर और समुद्र की सतह के पास अन्य सामग्री है जो मर जाते हैं और समुद्र तल पर बह जाते हैं। उस समुद्री बर्फ सामग्री पोषक तत्वों से भरपूर ओज की एक परत बनाती है जो कई मीटर मोटी हो सकती है। यह है कि कैसे ऊर्जा महासागरों की अच्छी तरह से प्रकाशित सतह से अंधेरे गहराई तक जाती है।
समुद्री बर्फ कार्बनिक पदार्थों की बौछार है जो समुद्र के सूर्य के सतही क्षेत्रों से नीचे की ओर गहरी गहराइयों तक गिरती है। छवि क्रेडिट: एनओएए राष्ट्रीय महासागर सेवा द्वारा - इस कॉमन्स छवि से निकाला गया (देखें [1]), सार्वजनिक डोमेन, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=86227762
एनओएए (नेशनल ओशनिक एंड एटमॉस्फेरिक एडमिनिस्ट्रेशन) का कहना है कि समुद्र तल का लगभग 75% हिस्सा इस ओज में ढका हुआ है, और यह कुछ जगहों पर बहुत मोटा है। वे यह भी कहते हैं कि यह हर दस लाख साल में छह मीटर तक बढ़ सकता है। लेकिन इस क्षेत्र में यह प्रति मिलियन वर्ष में केवल 1 से 2 मीटर ही जमा होता है। क्योंकि यह यहाँ इतनी धीमी गति से जमा होता है, प्राचीन परतें उतनी गहराई से नहीं दबी हैं, और अधिक सुलभ हैं। यह अभी भी आसान नहीं है, क्योंकि कुछ नमूने 5 किमी (3.1 मील) से अधिक गहरे पानी में लिए गए थे।
इस शोध में, टीम ने लगभग 101.5 मिलियन वर्ष पुराने ऑक्सीजन-गरीब ऊज से नमूने एकत्र किए। फिर प्रयोगशाला स्थितियों में, उन्होंने रोगाणुओं को पोषक तत्वों और ऑक्सीजन के संपर्क में लाया। वे जीवन में वापस आ गए, और रोगाणुओं को करने में व्यस्त हो गए: खिलाना और गुणा करना।
'उन्होंने अपना जीवन 100 मिलियन वर्षों तक रखा।'
युकी मोरोनो, प्रमुख लेखक, JAMSTEC
इस शोध के परिणाम एक नए पेपर में प्रस्तुत किए गए हैं जिसका शीर्षक है ' एरोबिक माइक्रोबियल जीवन 101.5 मिलियन वर्ष पुराने ऑक्सी समुद्री तलछट में बना रहता है ।' प्रमुख लेखक युकी मोरोनो हैं, जो जापान एजेंसी फॉर मरीन-अर्थ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के एक भू-सूक्ष्मजीवविज्ञानी हैं। पेपर नेचर कम्युनिकेशंस जर्नल में प्रकाशित हुआ है।
'हमारा मुख्य सवाल यह था कि क्या इतने पोषक तत्व-सीमित वातावरण में जीवन मौजूद हो सकता है,' प्रमुख लेखक मोरोनो ने कहा। 'हम इस बात का सामना कर रहे थे कि भोजन के अभाव में रोगाणु अपने जीवन को कितना कम कर सकते हैं।'
तलछट के नमूने 2010 में के हिस्से के रूप में एकत्र किए गए थे एकीकृत महासागर खोज कार्यक्रम (आईओडीपी) अभियान 329 . ये नमूने अब तक अध्ययन किए गए सबसे पुराने समुद्री नमूने हैं, और इन्हें सख्त जैव सुरक्षा नियमों के साथ एक प्रयोगशाला में संभाला गया था। प्रयोगशाला में, उन्हें ऊष्मायन किया गया और कार्बन और नाइट्रोजन सबस्ट्रेट्स खिलाया गया। कार्बन और नाइट्रोजन को आइसोटोप-लेबल किया गया था, ताकि खपत को नैनोमीटर-स्केल सेकेंडरी आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (नैनोएसआईएमएस) के साथ ट्रैक किया जा सके।
इस अध्ययन में उप-समुद्र तल के नमूने 2010 में दक्षिण प्रशांत गायरे के माध्यम से दो महीने के अभियान के दौरान एकत्र किए गए थे। अभियान ताहिती से शुरू हुआ और न्यूजीलैंड के रास्ते में कई स्थानों का नमूना लिया। छवि क्रेडिट: आईओडीपी जेआरएसओ
68 दिनों के बाद, जनसंख्या में परिमाण के चार क्रमों की वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप शोधकर्ता दंग रह गए। और उनके नमूने में 99% से अधिक रोगाणु वापस जीवन में आ गए। यह एक चौंकाने वाला परिणाम है: पोषक तत्व-सीमित वातावरण में लगभग 100 मिलियन वर्षों के बाद, नमूने के बड़े हिस्से को सफलतापूर्वक पुनर्जीवित किया गया था।
मोरोनो ने कहा, 'आश्चर्यजनक चीजों में से एक यह है कि 99.1% तक सूक्ष्मजीव अतिरिक्त सब्सट्रेट को शामिल करने के लिए अपनी गतिविधि को बनाए रख सकते हैं,' जिसका अर्थ है कि वे जीवित थे। उन्होंने अपने जीवन को 100 मिलियन वर्षों तक बनाए रखा। ”
तलछट में दो प्रकार के रोगाणु थे: अवायवीय और एरोबिक। जबकि एरोबिक रोगाणु आसानी से जीवन में वापस आ गए, अवायवीय नहीं थे। केवल अवायवीय रोगाणुओं की न्यूनतम संख्या को पुनर्जीवित किया गया था।
अपने पेपर में लेखकों का कहना है, 'हमारे नतीजे बताते हैं कि कार्बनिक-गरीब अस्थि तलछट में व्यापक रूप से वितरित माइक्रोबियल समुदायों में मुख्य रूप से एरोब होते हैं जो 101.5 तक तक बेहद कम ऊर्जा स्थितियों के तहत अपनी चयापचय क्षमता को बनाए रखते हैं? मा।'
शोधकर्ता इस बात पर स्पष्ट नहीं हैं कि ये आबादी कम ऊर्जा तलछट में इतने लंबे समय तक कैसे बनी रह सकती है। सूक्ष्मजीव एक प्रकार के 'निलंबित एनीमेशन' में बने रह सकते हैं, या यह संभव है कि वे कभी-कभी विभाजित हो जाएं। इसलिए वे अभी भी नहीं जानते हैं कि इस स्थिति में विभिन्न प्रकार के जीव विभाजित किए बिना एक उदास चयापचय अवस्था में कैसे जीवित रह सकते हैं।
अभियान 329 पर चालक दल के सदस्य कोर में से एक की जांच कर रहे हैं। कोर को पहले ठंडे कमरे में रखा जाता है ताकि ऑक्सीजन की मात्रा को मापा जा सके। फिर उन पर पानी निकालने के लिए अत्यधिक दबाव डाला जाता है। छवि क्रेडिट: आईओडीपी
यह सर्वविदित है कि बीजाणुओं दुर्गम वातावरण में लंबे समय तक जीवित रह सकते हैं। लेकिन वे विशिष्ट, दीर्घकालिक अस्तित्व संरचनाएं हैं, इसलिए विशिष्ट हैं कि वे अंतरिक्ष में भी जीवित रहने में सक्षम हो सकते हैं। लेकिन इस अध्ययन में, बरामद रोगाणुओं का एक बड़ा अंश बीजाणु नहीं बना रहा था, और वे अभी भी जीवित रहे।
तलछट एनोक्सिक नहीं है, जो इस काम में एक और शिकन जोड़ती है। ऑक्सीजन का एक अपमानजनक प्रभाव होता है, इसलिए यह तथ्य कि ये जीव इतने विशाल भूवैज्ञानिक समय के पैमाने के लिए ऑक्सीजन की उपस्थिति में जीवित रहे, प्रभावशाली है। हालांकि, शोधकर्ता यह नहीं जानते हैं कि ऑक्सीजन कितनी व्यापक रूप से और समान रूप से फैली हुई है, इसलिए यह संभव है कि बहुत कम ऑक्सीजन सामग्री वाले क्षेत्र या छोटे क्षेत्र हैं जो रोगाणुओं के अस्तित्व को बढ़ाते हैं।
लेकिन फिर भी, निष्कर्ष स्पष्ट है। जैसा कि लेखक लिखते हैं, परिणाम '... सामूहिक रूप से सुझाव देते हैं कि ऑक्सिक सबसीफ़्लोर तलछट में सूक्ष्मजीव समुदाय कम से कम 101.5 मिलियन वर्षों तक चयापचय रूप से सक्रिय रूप में बने रहते हैं।'
दक्षिण प्रशांत गायरे प्रशांत महासागर में एक वामावर्त भंवर है। यह वह साइट है जो किसी भी महाद्वीप और उत्पादक महासागर क्षेत्रों से सबसे दूर है। इस क्षेत्र में समुद्री बर्फ कमजोर है और समुद्र तल पर धीरे-धीरे जमा हो जाती है, जिससे यह प्राचीन तलछट का नमूना लेने के लिए एक आदर्श स्थान बन जाता है। इमेज क्रेडिट: जैक द्वारा · टॉक · - इमेज से क्रॉप्ड: ओशन करंट 1943 (बॉर्डरलेस)। पीएनजी, पब्लिक डोमेन, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3841909
एक छोटे से, स्पर्शरेखा तरीके से - हालांकि यह हम में से बाकी लोगों की तुलना में सूक्ष्म जीवविज्ञानी के लिए अधिक स्पष्ट हो सकता है - परिणाम निराशाजनक हैं। जैसा कि लेखक अपने पेपर में बताते हैं, 'एक कोशिका को अपने स्वयं के बायोमास के सापेक्ष कार्बन की एक निश्चित मात्रा का चयापचय करना चाहिए, इससे पहले कि वह अपने आकार को दोगुना कर सके, विभाजित कर सके या यहां तक कि एक चयापचय रूप से सक्रिय अवस्था को बनाए रख सके।' इसलिए इन रोगाणुओं को भोजन के लिए कार्बन की आवश्यकता होती है। लेकिन उनका कार्बन अभी भी सतह से आना था। शोधकर्ताओं को आश्चर्य है कि क्या एक दिन वे एक तलछटी सूक्ष्म जीव पाएंगे जो अपने भोजन के लिए सतह पर निर्भर नहीं है। यह सूक्ष्म जीव विज्ञान में पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती का एक प्रकार है। यदि कोई पाया जाता है, तो यह हमारी समझ को बदल देगा कि पृथ्वी पर जीवन कैसे काम करता है, और हम अन्य ग्रहों या चंद्रमाओं पर जीवन कहाँ और कैसे पा सकते हैं।
लेकिन यह वास्तव में कोई कमी नहीं है। यह अध्ययन फिर से पृथ्वी के जीवमंडल के बारे में हमारी समझ का विस्तार कर रहा है, और यह कितना लचीला हो सकता है। दुनिया के महासागरों के सबसे अनुत्पादक हिस्से के तल पर सुप्त प्राचीन जीवन को खोजना और उसे वापस जीवन में लाना बहुत प्रभावशाली है।
तो अब हम जानते हैं कि माइक्रोबियल जीवन कम ऊर्जा वाले, कम पोषक तत्वों वाले वातावरण में 100 मिलियन से अधिक वर्षों तक जीवित रह सकता है। लेकिन हम अभी भी नहीं जानते कि सीमा क्या है। क्या यह और भी अधिक समय तक जीवित रह सकता है? 200 मिलियन वर्ष? 300 करोड़?
कौन जाने।