பெருங்கடலில் ஆக்ஸிஜன் உற்பத்திக்கான புதிய புதிய வழி

ஆழ்கடலில் உள்ள சில நுண்ணுயிரிகள் இதுவரை அறியப்படாத வகையில் ஆக்ஸிஜனை உற்பத்தி செய்கின்றன. ஆற்றலை உருவாக்க, ஆர்க்கியா இனங்கள் 'நைட்ரோசோபுமிலஸ் மரிடிமஸ்' அம்மோனியாவை ஆக்ஸிஜன் முன்னிலையில் நைட்ரேட்டாக ஆக்சிஜனேற்றுகிறது. ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் நுண்ணுயிரிகளை காற்று புகாத கொள்கலன்களில் அடைத்தபோது, ​​​​ஒளி அல்லது ஆக்ஸிஜன் இல்லாமல், அவர்களால் இன்னும் O ஐ உருவாக்க முடிந்தது.₂ அம்மோனியாவை நைட்ரைட்டாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய பயன்படுகிறது.  

வளிமண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜனின் அளவைப் பராமரிப்பதில் பெருங்கடல்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. சுமார் 70% ஆக்சிஜன் வளிமண்டலத்தில் கடல் தாவரங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, மழைக்காடுகள் பூமியின் ஆக்ஸிஜனில் மூன்றில் ஒரு பங்கு (28%) ஆகும், மீதமுள்ள 2 சதவீதம் பூமியின்ஆக்ஸிஜன் மற்ற மூலங்களிலிருந்து வருகிறது. கடல் தாவரங்கள் (பைட்டோபிளாங்க்டன், கெல்ப் மற்றும் பாசி பிளாங்க்டன்) மூலம் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகிறது.  

இருப்பினும், ஒளிச்சேர்க்கையிலிருந்து வேறுபட்ட செயல்முறையின் மூலம் இருட்டில், சூரிய ஒளி இல்லாத நிலையில் ஆக்ஸிஜனை உற்பத்தி செய்யும் சில வகையான நுண்ணுயிரிகள் கடலில் வாழ்கின்றன. நைட்ரோசோபுமிலஸ் மாரிடிமஸ் இந்த திறனின் அடிப்படையில் இப்போது கைநிறைய நுண்ணுயிரிகளின் குழுவில் சேர்ந்துள்ளது.  

ஆர்க்கியா (அல்லது ஆர்க்கிபாக்டீரியா) என்பது ஒற்றை செல் நுண்ணுயிரிகளாகும் யூகாரியோட்டுகள், இவ்வாறு வாழும் உயிரினங்களின் மூன்றாவது குழுவை உருவாக்குகிறது. ஆர்க்கியா வாழ்கிறது சூழலில் குறைந்த ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கட்டாய காற்றில்லாக்கள் (அதாவது அவை சாதாரண வளிமண்டல ஆக்ஸிஜன் அளவைத் தக்கவைக்க முடியாது), எடுத்துக்காட்டாக, ஹாலோபில்கள் மிகவும் உப்பு சூழலில் வாழ்கின்றன, மெத்தனோஜன்கள் மீத்தேன் உற்பத்தி செய்கின்றன, தெர்மோபில்கள் மிகவும் வெப்பமான சூழலில் வாழ்கின்றன.  

பெருங்கடல்களின் நுண்ணுயிர் பிளாங்க்டன்களில் சுமார் 30% அம்மோனியா-ஆக்சிடிசிங் ஆர்க்கியா (AOA) ஆல் ஆனது, இது நைட்ரைட் ஆக்சிஜனேற்ற பாக்டீரியா (NOB) உடன் சேர்ந்து கடலில் உள்ள முக்கிய கனிம நைட்ரஜன் மூலத்தை வழங்குகிறது மற்றும் கடல் நைட்ரஜன் சுழற்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.  

இந்த இரண்டு ஆர்க்கியா, அதாவது AOA மற்றும் NOB ஆகிய இரண்டும் மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனை (O₂) அம்மோனியாவை நைட்ரைட்டாக ஆக்சிசனேற்றுவதில்.  

NH₃ + 1.5 ஓ₂ → எண்₂^- + எச்₂O + H.⁺  

ஆயினும்கூட, இந்த ஆர்க்கியாக்கள் மிகக் குறைந்த அல்லது கண்டறிய முடியாத ஆக்ஸிஜன் அளவைக் கொண்ட அனாக்ஸிக் கடல் சூழல்களில் ஏராளமாகக் காணப்படுகின்றன. இது மிகவும் ஆச்சரியமாக இருக்கிறது, குறிப்பாக அவர்கள் அறியப்பட்ட காற்றில்லா வளர்சிதை மாற்றத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்ற உண்மையின் பார்வையில். அவற்றின் ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவைப்படுகிறது, இருப்பினும் அவை ஆக்ஸிஜனைக் கண்டறிய முடியாத சூழலில் காணப்படுகின்றன. அதை அவர்கள் எப்படி செய்ய வேண்டும்?  

இதை விசாரிக்க, தி ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆர்க்கியாவின் அடைகாப்புகளை மேற்கொண்டது நைட்ரோசோபுமிலஸ் மாரிடிமஸ் நானோவில் மிகக் குறைந்த ஆக்ஸிஜன் செறிவுகளில் (10^-9) சரகம். ஆக்ஸிஜன் குறைபாட்டிற்குப் பிறகு, ஆர்க்கியா அனாக்ஸிக் நிலைமைகளின் கீழ் சிறிய அளவிலான ஆக்ஸிஜனை உற்பத்தி செய்ய முடிந்தது என்று அவர்கள் கண்டறிந்தனர். அவர்கள் ஓ தயாரித்தனர்₂ அம்மோனியாவின் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்காக நைட்ரைட்டை ஒரே நேரத்தில் நைட்ரஸ் ஆக்சைடாக குறைக்கிறது (N₂ஓ) மற்றும் டைனிட்ரோஜன் (என்₂). 

இந்த ஆய்வு காற்றில்லா அம்மோனியா ஆக்சிஜனேற்றத்தின் பாதையைக் காட்டியது (எப்படி ஓ₂ மூலம் உற்பத்தி நைட்ரோசோபுமிலஸ் மாரிடிமஸ் ஆக்ஸிஜன் குறைவடைந்த கடல் சூழலில், ஆற்றலை உருவாக்க நைட்ரேட்டிற்கு அம்மோனியாவை ஆக்ஸிஜனேற்றுகிறது). இது N இன் புதிய பாதையையும் கண்டுபிடித்தது₂ ஆழமான உற்பத்தி கடல் சூழல். 

*** 

ஆதாரங்கள்:  

1. கிராஃப்ட் பி., et al 2022. அம்மோனியா-ஆக்ஸிஜனேற்ற ஆர்க்கியன் மூலம் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் உற்பத்தி. விஞ்ஞானம். 6 ஜனவரி 2022. தொகுதி 375, வெளியீடு 6576 பக். 97-100. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. மார்டென்ஸ்-ஹபேனா டபிள்யூ., மற்றும் கின் டபிள்யூ., 2022. ஆக்சிஜன் இல்லாமல் ஆர்க்கியல் நைட்ரிஃபிகேஷன். விஞ்ஞானம். 6 ஜனவரி 2022. தொகுதி 375, வெளியீடு 6576 பக். 27-28. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

***