জাপানের উষ্ণ প্রস্রবণে লুকিয়ে পৃথিবীর আদি জীবনের রহস্য! কী দেখা যায় সেখানে?
সংক্ষিপ্ত
জাপানের লোহা-সমৃদ্ধ উষ্ণ প্রস্রবণ পৃথিবীতে জীবন কীভাবে শুরু হয়েছিল তার রহস্যের চাবিকাঠি হতে পারে। একটি নতুন গবেষণা প্রকাশ করেছে কীভাবে প্রাচীন জীবাণুরা কম অক্সিজেনযুক্ত, লোহা-সমৃদ্ধ পরিবেশে বেঁচে থাকত।
কয়েকশো কোটি বছর আগে পৃথিবীটা বেশ অন্যরকম ছিল। তখন কোনো জঙ্গল, প্রাণী, এমনকি বাতাসে অক্সিজেনও ছিল না। সত্যি বলতে, অক্সিজেন, যার ওপর আমরা এখন বেঁচে থাকার জন্য নির্ভর করি, তা একসময় প্রাচীন জীবদের জন্য একটি ক্ষতিকারক গ্যাস ছিল। তাহলে, এই আদিম জীবেরা কীভাবে বেঁচে ছিল এবং কীভাবে তারা আজকের জটিল জীবনে বিবর্তিত হলো?
জাপানের টোকিওতে অবস্থিত আর্থ-লাইফ সায়েন্স ইনস্টিটিউটের (ELSI) প্রাক্তন স্নাতক ছাত্রী ফাতিমা লি-হাউ এবং সহযোগী অধ্যাপক শন ম্যাকগ্লিনের নেতৃত্বে একটি নতুন গবেষণা এই বিষয়ে কিছু ধারণা দিয়েছে। গবেষকরা জাপানের প্রাকৃতিক উষ্ণ প্রস্রবণ পরীক্ষা করে দেখেছেন এবং পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল অক্সিজেন সমৃদ্ধ হওয়ার আগে জীবন কেমন ছিল তার সূত্র খুঁজে পেয়েছেন। গবেষণাটি মাইক্রোবস অ্যান্ড এনভায়রনমেন্টস-এ প্রকাশিত হয়েছে।
প্রায় ২৩০ কোটি বছর আগে পৃথিবীতে একটি বড় পরিবর্তন ঘটেছিল, যা গ্রেট অক্সিজেনেশন ইভেন্ট (GOE) নামে পরিচিত। এই ঘটনার আগে, বাতাসে প্রায় কোনো অক্সিজেন ছিল না। তারপর, সায়ানোব্যাকটেরিয়া নামক আণুবীক্ষণিক জীব সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে অক্সিজেন তৈরি করতে শুরু করে। সময়ের সাথে সাথে, এই অক্সিজেন বায়ুমণ্ডলে জমা হয়ে আজকের বাতাস তৈরি করেছে, যেখানে প্রায় ২১% অক্সিজেন এবং ৭৮% নাইট্রোজেন রয়েছে।
পৃথিবীর প্রাচীন অতীতের এক ঝলক
যদিও এটি উদ্ভিদ ও প্রাণীর বিকাশের জন্য উপকারী ছিল, তবে এটি সেই আদিম জীবদের জন্য একটি সমস্যা তৈরি করেছিল যারা কখনও অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসেনি। এই প্রাচীন জীবাণুরা কীভাবে মানিয়ে নিয়েছিল তা জানতে, লি-হাউ এবং তার দল জাপানের পাঁচটি লোহা-সমৃদ্ধ উষ্ণ প্রস্রবণের দিকে নজর দেন। এই প্রস্রবণগুলো অনন্য কারণ এখানে অক্সিজেনের মাত্রা কম, ফেরাস আয়রনের (Fe²⁺) পরিমাণ বেশি এবং পিএইচ (pH) প্রায় স্বাভাবিক – যা পৃথিবীর আদিম মহাসাগরের পরিস্থিতির মতোই।
প্রকৃতির টাইম ক্যাপসুল
গবেষক দলটি জাপানের টোকিও, আকিতা এবং আওমোরি প্রদেশের উষ্ণ প্রস্রবণ নিয়ে গবেষণা করেছে। পাঁচটি প্রস্রবণের মধ্যে চারটিতে তারা দেখেছে যে প্রধান জীবাণুগুলো হলো মাইক্রোঅ্যারোফিলিক আয়রন-অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়া। এগুলি ক্ষুদ্র জীব যা কম অক্সিজেনযুক্ত পরিবেশে বেঁচে থাকে এবং ফেরাস আয়রনকে ফেরিক আয়রনে রূপান্তরিত করে শক্তি অর্জন করে। মজার বিষয় হলো, আকিতার একটি প্রস্রবণ ভিন্ন ছিল, কারণ সেখানে এমন জীবাণু ছিল যা লোহার ওপর একেবারেই নির্ভর করত না।
উন্নত জেনেটিক কৌশল (মেটাজেনোমিক্স) ব্যবহার করে, দলটি এই জীবাণুগুলোর ডিএনএ বিশ্লেষণ করে এবং ২০০টিরও বেশি উচ্চ-মানের জীবাণু জিনোম তৈরি করে। এটি তাদের প্রতিটি জীবাণুর কাজ এবং তারা একে অপরের সাথে কীভাবে যোগাযোগ করে তা বুঝতে সাহায্য করেছে। তারা দেখেছে যে এই প্রাচীন জীবাণু সম্প্রদায়গুলো বর্জ্যকে দরকারী শক্তিতে পুনর্ব্যবহার করার একটি উপায় খুঁজে নিয়েছিল।
উদাহরণস্বরূপ, কিছু জীবাণু সায়ানোব্যাকটেরিয়া দ্বারা নির্গত অল্প পরিমাণ অক্সিজেন এবং লোহা ব্যবহার করে শক্তি তৈরি করত। অন্যরা অক্সিজেন-মুক্ত পরিবেশে বাস করতে থাকে। তারা সবাই মিলে একটি জটিল বাস্তুতন্ত্রকে টিকিয়ে রেখেছিল।
আশ্চর্যজনকভাবে, গবেষকরা একটি সালফার চক্রের লক্ষণও খুঁজে পেয়েছেন, যদিও জলে খুব বেশি সালফার ছিল না। এটি থেকে বোঝা যায় যে জীবাণুরা হয়তো এমনভাবে সালফার ব্যবহার করছে যা আমরা এখনও পুরোপুরি বুঝতে পারিনি।
এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ
লি-হাউ ব্যাখ্যা করেছেন যে পাঁচটি প্রস্রবণের জলের রসায়ন এবং জীবাণুর গঠনে পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও, একটি একই ধরনের প্যাটার্ন দেখা গেছে: যেখানেই ফেরাস আয়রন এবং সামান্য অক্সিজেন ছিল, সেখানে আয়রন-অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়া, অক্সিজেন-উৎপাদনকারী সায়ানোব্যাকটেরিয়া এবং অ্যানেরোবিক জীবাণু (যারা অক্সিজেন এড়িয়ে চলে) ভারসাম্য বজায় রেখে সহাবস্থান করতে পারত। এটি দেখায় যে পৃথিবীতে অক্সিজেন প্রভাবশালী হওয়ার আগেই, জীবন এর সাথে খাপ খাইয়ে নিতে শুরু করেছিল।
পৃথিবীর পরিবর্তিত পরিস্থিতির সাথে আদিম জীবন কীভাবে খাপ খাইয়ে নিয়েছিল তা বোঝা কেবল আমাদের গ্রহের অতীত সম্পর্কে জানতে সাহায্য করে না, বরং অন্য গ্রহে প্রাণের সন্ধানেও সহায়তা করতে পারে। যদি আমরা এমন কোনো বিশ্ব খুঁজে পাই যেখানে ভূ-রাসায়নিক অবস্থা, কম অক্সিজেন এবং লোহা-সমৃদ্ধ জল রয়েছে, তবে সেখানেও সাধারণ জীবন টিকে থাকতে পারে।