महान ऑक्सीकरण घटना से पहले पृथ्वी पर ऑक्सीजन चयापचय का उद्भव हुआ था,अध्ययन

SCIENCE/विज्ञानं : आश्चर्यजनक रूप से, जब श्वसन के लिए तत्व का सक्रिय रूप से उपयोग करने के तरीकों को विकसित करने की बात आई, तो बैक्टीरिया के कुछ उपभेदों ने शुरुआत की। आनुवंशिक पैटर्न को पहचानने के लिए डिज़ाइन किए गए बैक्टीरिया जीनोम डेटा, भूवैज्ञानिक मार्करों और मशीन लर्निंग तकनीकों के संयोजन का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने सबसे शुरुआती एरोबिक (ऑक्सीजन-श्वास) बैक्टीरिया का वर्णन करने वाले साक्ष्य की खोज की। जबकि अधिकांश उपभेदों ने GOE के बाद ऑक्सीजन को सहन करने और उसका उपयोग करने की क्षमता हासिल की, शोधकर्ताओं ने कुछ आउटलेयर को देखा – कुछ बैक्टीरिया जो पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन के स्तर में तेजी से वृद्धि से लगभग 900 मिलियन वर्ष पहले एरोबिक थे। संबंधित बैक्टीरिया की 1007 प्रजातियों में से, शोधकर्ताओं ने चयापचय से 80 से अधिक आनुवंशिक संक्रमणों की पहचान की जो ऑक्सीजन का उपयोग नहीं कर सकते थे, ऐसे चयापचय में जो ऑक्सीजन का उपयोग कर सकते थे।

उत्परिवर्तन जिस दर से जमा होते हैं, उसके आधार पर अनुमान बताते हैं कि इनमें से कम से कम कुछ पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन के स्तर के महत्वपूर्ण स्तर तक बढ़ने से पहले हुए थे। शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशित शोधपत्र में लिखा है, “कम से कम तीन संक्रमण [GOE] से पहले हुए थे, जो यह सुझाव देते हैं कि व्यापक वायुमंडलीय ऑक्सीजनेशन से पहले एरोबिक श्वसन विकसित हुआ था और सायनोबैक्टीरिया में ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण के विकास को सुविधाजनक बना सकता है।” दूसरे शब्दों में, इन शुरुआती ऑक्सीजन-श्वासकों ने अपने वंशजों के लिए सूर्य के प्रकाश को पकड़ने के लिए पानी और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करने की नींव रखी होगी, जो कि महान ऑक्सीकरण घटना बन गई। हमें इन छोटे सूक्ष्मजीवों को धन्यवाद देने के लिए बहुत कुछ है।

जैसे-जैसे ऑक्सीजन का स्तर बढ़ता गया, पहले से ही तत्व का उपयोग करने वाले बैक्टीरिया अपने एनारोबिक चचेरे भाइयों की तुलना में अधिक तेज़ी से विविधता लाने के लिए इसके प्रभावों को सहन कर सकते थे। अस्तित्व का खेल बदल गया था, और अंततः हमें उस स्थान पर ले गया जहाँ हम अब हैं। यहाँ कुछ धारणाएँ बनाई जा रही हैं, कि आधुनिक बैक्टीरिया में जीन प्राचीन बैक्टीरिया में जीन से कैसे जुड़ सकते हैं – और वही ऑक्सीजन प्रसंस्करण कार्य कर सकते हैं – लेकिन शोधकर्ताओं को विश्वास है कि उन्होंने लिंक की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त बैक्टीरिया प्रजातियाँ और पुष्टि करने वाले साक्ष्य शामिल किए हैं। शोधकर्ताओं ने लिखा, “इससे हमें जीवाणु विकास को जैवमंडलीय ऑक्सीजनेशन के रिकॉर्ड से जोड़ने में मदद मिली, जिससे प्रारंभिक जीवन के सीमित जीवाश्म रिकॉर्ड में काफी वृद्धि हुई और गहरे समय में विकास के अध्ययन में संकल्प का एक नया स्तर आया।”

इस विचार को मान्य करने के साथ-साथ कि एरोबिक बैक्टीरिया का इतिहास बहुत पुराना है, ये निष्कर्ष हमें इस बात के और सबूत भी देते हैं कि साइनोबैक्टीरिया का विकास अपेक्षाकृत धीमी गति से हुआ, जिसकी जड़ें GOE से बहुत पहले तक फैली हुई हैं। और शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि यहाँ इस्तेमाल की गई तकनीकों का संयोजन – हमारे ज्ञान में अंतराल को भरने के लिए विभिन्न उपकरणों को एक साथ लाना – पृथ्वी के शुरुआती जीवन रूपों में अन्य लक्षणों के विकास को देखने में मदद कर सकता है। शोधकर्ताओं ने लिखा, “यहाँ विकसित दृष्टिकोण पृथ्वी के भू-रासायनिक इतिहास के साथ सूक्ष्मजीव लक्षणों को जोड़ने के लिए एक रूपरेखा प्रदान करता है, जो पृथ्वी के इतिहास के संदर्भ में अन्य फेनोटाइप के विकास की खोज के लिए एक मार्ग प्रदान करता है।” शोध विज्ञान में प्रकाशित हुआ है।

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