ആഴക്കടലിലെ ചില സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ ഇതുവരെ അജ്ഞാതമായ രീതിയിൽ ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഊർജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനായി, ആർക്കിയ സ്പീഷീസ് 'നൈട്രോസോപ്യൂമിലസ് മാരിറ്റിമസ്' അമോണിയയെ ഓക്സിജന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ നൈട്രേറ്റാക്കി മാറ്റുന്നു. പക്ഷേ, വെളിച്ചമോ ഓക്സിജനോ ഇല്ലാതെ വായു കടക്കാത്ത പാത്രങ്ങളിൽ ഗവേഷകർ സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ അടച്ചപ്പോൾ, അവർക്ക് ഇപ്പോഴും O ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു.2 അമോണിയയെ നൈട്രൈറ്റിലേക്കുള്ള ഓക്സീകരണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്.
അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ അളവ് നിലനിർത്തുന്നതിൽ സമുദ്രങ്ങൾ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഏകദേശം 70% ഓക്സിജൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത് സമുദ്രസസ്യങ്ങളാണ്, ഭൂമിയിലെ ഓക്സിജന്റെ ഏകദേശം മൂന്നിലൊന്ന് (28%) മഴക്കാടുകളാണ്, ബാക്കിയുള്ള 2 ശതമാനം ഭൂമിന്റെ ഓക്സിജൻ മറ്റ് ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്നാണ് വരുന്നത്. സമുദ്രത്തിലെ സസ്യങ്ങൾ (ഫൈറ്റോപ്ലാങ്ക്ടൺ, കെൽപ്പ്, ആൽഗൽ പ്ലാങ്ക്ടൺ) പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിലൂടെ സമുദ്രം ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ ഒരു പ്രക്രിയയിലൂടെ സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ അഭാവത്തിൽ ഇരുട്ടിൽ ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഏതാനും ഇനം സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ സമുദ്രത്തിൽ വസിക്കുന്നു. നൈട്രോസോപുമിലസ് മാരിറ്റിമസ് ഈ കഴിവിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഇപ്പോൾ കൈനിറയെ സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ ഈ ഗ്രൂപ്പിൽ ചേർന്നു.
ആർക്കിയ (അല്ലെങ്കിൽ ആർക്കിബാക്ടീരിയ) ഘടനയിലെ ബാക്ടീരിയകൾക്ക് സമാനമായ ഏകകോശ സൂക്ഷ്മാണുക്കളാണ് (അതിനാൽ ആർക്കിയയും ബാക്ടീരിയയും പ്രോകാരിയോട്ടുകളാണ്), എന്നാൽ പരിണാമപരമായി ബാക്ടീരിയകളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമാണ് യൂക്കറിയോട്ടുകൾ, അങ്ങനെ ജീവജാലങ്ങളുടെ മൂന്നാമത്തെ ഗ്രൂപ്പ് രൂപീകരിക്കുന്നു. ആർക്കിയ താമസിക്കുന്നു പരിസ്ഥിതികൾ ഓക്സിജന്റെ കുറവും നിർബന്ധിത വായുരഹിതവുമാണ് (അതായത് അവയ്ക്ക് സാധാരണ അന്തരീക്ഷ ഓക്സിജന്റെ അളവ് അതിജീവിക്കാൻ കഴിയില്ല), ഉദാഹരണത്തിന്, ഹാലോഫൈലുകൾ വളരെ ഉപ്പിട്ട അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് ജീവിക്കുന്നത്, മെഥനോജനുകൾ മീഥേൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, തെർമോഫൈലുകൾ അത്യധികം ചൂടുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് ജീവിക്കുന്നത്.
സമുദ്രങ്ങളിലെ സൂക്ഷ്മജീവ പ്ലാങ്ക്ടണുകളുടെ ഏകദേശം 30% അമോണിയ-ഓക്സിഡൈസിംഗ് ആർക്കിയ (AOA) കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഇത് നൈട്രേറ്റ് ഓക്സിഡൈസിംഗ് ബാക്ടീരിയ (NOB) എന്നിവയ്ക്കൊപ്പം സമുദ്രത്തിലെ പ്രധാന അജൈവ നൈട്രജൻ ഉറവിടം നൽകുകയും സമുദ്രത്തിലെ നൈട്രജൻ ചക്രത്തിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഈ രണ്ട് ആർക്കിയകളും, അതായത്, AOA, NOB എന്നിവയും മോളിക്യുലാർ ഓക്സിജനെ (O) ആശ്രയിക്കുന്നതായി അറിയപ്പെടുന്നു.2) അമോണിയയെ നൈട്രൈറ്റിലേക്ക് ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുന്നു.
NH3 + 1.5 ഒ2 → ഇല്ല2- + എച്ച്2O + H+
എന്നിരുന്നാലും, ഈ ആർക്കിയകൾ വളരെ താഴ്ന്നതോ അല്ലെങ്കിൽ കണ്ടെത്താനാകാത്തതോ ആയ ഓക്സിജന്റെ അളവ് ഉള്ള അനോക്സിക് സമുദ്ര പരിതസ്ഥിതികളിൽ ധാരാളമായി കാണപ്പെടുന്നു. ഇത് വളരെ ആശ്ചര്യകരമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് അവയ്ക്ക് വായുരഹിത മെറ്റബോളിസം ഇല്ലെന്ന വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ. അവയുടെ ഊർജ്ജ ഉപാപചയത്തിന് ഓക്സിജൻ ആവശ്യമാണ്, എന്നിരുന്നാലും ഓക്സിജൻ കണ്ടെത്താനാകാത്ത അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് അവ കാണപ്പെടുന്നത്. അവർ അത് എങ്ങനെ ചെയ്യും?
ഇത് അന്വേഷിക്കാൻ, ദി ഗവേഷകർ ആർക്കിയയുടെ ഇൻകുബേഷനുകൾ നടത്തി നൈട്രോസോപുമിലസ് മാരിറ്റിമസ് നാനോയിലെ വളരെ കുറഞ്ഞ ഓക്സിജൻ സാന്ദ്രതയിൽ (10-9) പരിധി. ഓക്സിജന്റെ കുറവിന് ശേഷം, അനോക്സിക് അവസ്ഥയിൽ ചെറിയ അളവിൽ ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ആർക്കിയയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞതായി അവർ കണ്ടെത്തി. അവർ ഒ നിർമ്മിച്ചു2 നൈട്രൈറ്റിനെ ഒരേസമയം നൈട്രസ് ഓക്സൈഡായി കുറയ്ക്കുമ്പോൾ അമോണിയയുടെ തന്നെ ഓക്സിഡേഷനും (N2O), ഡൈനൈട്രജൻ (N2).
ഈ പഠനം വായുരഹിത അമോണിയ ഓക്സീകരണത്തിന്റെ പാത കാണിച്ചു (എങ്ങനെ O2 ഉൽപാദനം നൈട്രോസോപുമിലസ് മാരിറ്റിമസ് ഓക്സിജൻ കുറയുന്ന സമുദ്രാന്തരീക്ഷത്തിൽ അമോണിയയെ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്ത് നൈട്രേറ്റിലേക്ക് ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ അവരെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു). N ന്റെ ഒരു പുതിയ പാതയും ഇത് കണ്ടെത്തി2 ആഴത്തിൽ ഉത്പാദനം കടൽ പരിസ്ഥിതി.
***
ഉറവിടങ്ങൾ:
- ക്രാഫ്റ്റ് ബി., Et al 2022. അമോണിയ-ഓക്സിഡൈസിംഗ് ആർക്കിയോൺ വഴി ഓക്സിജൻ, നൈട്രജൻ ഉൽപ്പാദനം. ശാസ്ത്രം. 6 ജനുവരി 2022. വാല്യം 375, ലക്കം 6576 പേജ്. 97-100. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733
- Martens-Habbena W., and Qin W., 2022. ഓക്സിജൻ ഇല്ലാതെ ആർക്കിയൽ നൈട്രിഫിക്കേഷൻ. ശാസ്ത്രം. 6 ജനുവരി 2022. വാല്യം 375, ലക്കം 6576 പേജ്. 27-28. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373
***
