समूह के सदस्यों ने बैक्टीरिया के तनाव के कारकों और अणुओं को निर्धारित करने की प्रक्रिया को पार कर लिया है। वे पहले से ही जानते थे कि यह ऑक्सीजन का उपयोग कर सकता है, इसलिए उन्होंने प्रयोगशाला में अन्य संयोजनों का परीक्षण किया। जब ऑक्सीजन गायब था, तो आरएसडब्ल्यू 1 हाइड्रोजन गैस और एलिमेंटल सल्फर को संसाधित कर सकता है – रसायन इसे ज्वालामुखी वेंट से जासूसी कर सकते हैं – और एक उत्पाद के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड का उत्पादन कर सकते हैं। फिर भी जब कोशिकाएं तकनीकी रूप से इस अवस्था में जीवित थीं, तो वे बढ़ते या दोहराते नहीं थे। वे कम मात्रा में ऊर्जा बना रहे थे – जीवित रहने के लिए पर्याप्त, इससे ज्यादा कुछ नहीं। बॉयड ने कहा, “सेल बस वहां बैठने के लिए सेल को कताई कर रहा था, यह कहते हुए कि कोई वास्तविक चयापचय या बायोमास इससे नहीं था।”
फिर टीम ने ऑक्सीजन को मिश्रण में जोड़ा। जैसा कि यह उम्मीद की गई थी, बैक्टीरिया तेजी से बढ़े। हालांकि, शोधकर्ताओं के आश्चर्य से, आरएसडब्ल्यू 1 ने अभी भी हाइड्रोजन सल्फाइड गैस का उत्पादन किया, जैसे कि यह एनीमोबिक रूप से सांस ले रहा था। वास्तव में, बैक्टीरिया दोनों एरोबिक और एनेक्सली सांस लेने में दोनों सांस लेते हैं और दोनों को प्रक्रिया की ताकत से लाभ होता है। यह दोहरी श्वसन पिछली रिपोर्ट की तुलना में आगे बढ़ी: सेल न केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में सल्फाइड का उत्पादन कर रहा था, बल्कि साथ ही दोनों विपक्षी प्रक्रिया प्रदर्शन कर रहे थे। बैक्टीरिया को केवल ऐसा करने में सक्षम नहीं होना चाहिए।
“यह हमारा ‘ठीक है, वास्तव में यहाँ क्या चल रहा है?” इसका रास्ता नीचे है?
दो तरह से सांस लें
आरएसडब्ल्यू 1 में एक हाइब्रिड चयापचय होता है, साथ ही एक एनरोबिक सल्फर-आधारित मोड चलाने के लिए यह ऑक्सीजन का उपयोग करके एक गैसीय चलाता है।
“एक जीव के लिए इन दोनों चयापचय को पाटने में सक्षम होने के लिए बहुत अनोखा है,” रंजीनी मुरलीनेवादा विश्वविद्यालय, लास वेगास में पर्यावरणीय माइक्रोबायोलॉजिस्ट, जो अनुसंधान में शामिल नहीं थे। आमतौर पर जब एनेरोबिक जीव ऑक्सीजन के संपर्क में आते हैं, तो प्रतिक्रियावादी ऑक्सीजन यौगिकों के रूप में जाने जाने वाले अणुओं को दबाव होता है। “यह वास्तव में दिलचस्प है कि इसके लिए नहीं है।”
थर्मल स्प्रिंग रोडसाइड वेस्ट (बाएं) येओलस्टोन नेशनल पार्क में, शोधकर्ताओं ने भूरे रंग के बायोफिल्म (दाएं) से एक असामान्य रोगाणु को काट दिया।फोटोग्राफ: एरिक बॉयड; क्वांटा पत्रिका
बेड की टीम ने देखा कि एक ही समय में चयापचय का संचालन करते समय दोनों चयापचय सबसे अच्छा विकास था। यह अपने अनूठे वातावरण में एक फायदा हो सकता है: ऑक्सीजन को एक गर्म फव्वारे में समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है जो आरएसडब्ल्यू 1 में रहता है। निरंतर बदलती स्थितियों में, जहां आप केवल एक पल में ऑक्सीजन में स्नान कर सकते हैं, केवल गायब होने के लिए, किसी की हेज एक उच्च अनुकूली विशेषता हो सकती है।
अन्य कीटाणुओं को एक साथ दो तरह से सांस लेने के लिए पाया गया है: नाइट्रेट एनेमोबिक रूप से और ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीजन। हालांकि, ये प्रक्रियाएं पूरी तरह से अलग रासायनिक रास्तों का उपयोग करती हैं और जब एक साथ एक साथ होती हैं, तो वे कीटाणुओं पर एक मजबूत लागत पेश करते हैं। इसके विपरीत, RSW1 का हाइब्रिड सल्फर/ऑक्सीजन चयापचय उन्हें खींचने के बजाय कोशिकाओं को गेंदबाजी करता है।
इस प्रकार की दोहरी सांस लेने से अभी भी पता लगाने से बचा जा सकता है क्योंकि इसे असंभव माना जाता था। बॉयड ने कहा “आपको देखने का कोई कारण नहीं है”। इसके अलावा, ऑक्सीजन और सल्फाइड एक दूसरे के साथ जल्दी से प्रतिक्रिया करते हैं; यदि आप सल्फाइड की तलाश नहीं कर रहे हैं, तो एक बाय -प्रोडक्ट के रूप में, आप इसे पूरी तरह से याद कर सकते हैं, उन्होंने कहा।
यह संभव है, वास्तव में, दोहरी चयापचय कीटाणु व्यापक रूप से फैल गई हैं, मुरली ने कहा। उन्होंने ऑक्सीजन -रिच और ऑक्सीजन -फ्री क्षेत्रों में निरंतर ग्रेडिएंट्स में मौजूद कई निवासों और जीवों की ओर इशारा किया। एक उदाहरण जलमग्न तलछट में है, जो केवल बैक्टीरिया को आश्रय दे सकता है। ये लंबे समय तक कीटाणु खुद को इस तरह से प्रबंधित करते हैं कि उनके शरीर का एक छोर ऑक्सीजन युक्त पानी में हवाई श्वसन का उपयोग कर सकता है जब दूसरे छोर को एनोक्सिक तलछट में गहराई से दफन किया जाता है और अराजकता से सांस लेने का उपयोग करता है। केबल के बैक्टीरिया ने अपने एरोबिक और एनेरेबिक प्रक्रियाओं को शारीरिक रूप से प्राप्त किया और उनके अनिश्चित विभाजन में सफल हुए। हालांकि, आरएसडब्ल्यू 1 रोलिंग वसंत में चलते समय मल्टीटास्क में दिखाई देती है।
यह अभी भी अज्ञात है कि RSW1 बैक्टीरिया ऑक्सीजन से अपने एनेरेबिक मशीनरी की रक्षा कैसे कर सकते हैं। मुरली ने मान लिया कि कोशिकाएं अपने आप में रासायनिक सुपरकम्प्लेक्स का उत्पादन कर सकती हैं, जो उन्हें घेर लेती हैं, अलग हो जाती हैं और “स्केवेंग” ऑक्सीजन, उन्होंने कहा कि सल्फर-आधारित श्वास के साथ गैस के हस्तक्षेप का कोई मौका नहीं है, इसलिए वे इसका सामना करने के बाद जल्दी से इसका उपयोग करते हैं।
आरएसडब्ल्यू 1 और दोहरी चयापचय के साथ किसी भी अन्य कीटाणु महान ऑक्सीजन घटना के दौरान माइक्रोबियल जीवन कैसे विकसित कर सकते हैं, इसके लिए दिलचस्प मॉडल बनाते हैं। “यह निश्चित रूप से ग्रह के कीटाणुओं के लिए एक बहुत ही अराजक समय था,” उन्होंने कहा। वातावरण और समुद्र के बीच एक धीमी गति से फ़िल्टर किए गए एक धीमी गति से, कोई भी जीवन-रूप जो कभी-कभी नए, विषाक्त गैसों के साथ काम कर सकता है-यह अपने मजबूत लाभ के लिए भी इसका उपयोग कर सकता है-यह एक लाभ प्राप्त कर सकता है। परिवर्तन के उस समय, दो चयापचय एक से बेहतर हो सकते हैं।
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