মহাসাগরে অক্সিজেন উৎপাদনের একটি নতুন উপায়

গভীর সমুদ্রে কিছু জীবাণু অক্সিজেন উৎপন্ন করে যা এখন পর্যন্ত অজানা উপায়ে। শক্তি উৎপন্ন করার জন্য, আর্চিয়া প্রজাতি 'নাইট্রোসোপুমিলাস মেরিটিমাস' অক্সিজেনের উপস্থিতিতে অ্যামোনিয়াকে নাইট্রেটে অক্সিডাইজ করে। কিন্তু যখন গবেষকরা আলো বা অক্সিজেন ছাড়া বায়ুরোধী পাত্রে জীবাণুগুলিকে সিল করে দেন, তখনও তারা O তৈরি করতে সক্ষম হয়।₂ অ্যামোনিয়া থেকে নাইট্রাইট জারণে ব্যবহারের জন্য।  

বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেনের মাত্রা বজায় রাখতে মহাসাগরগুলি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। প্রায় 70% অক্সিজেন বায়ুমণ্ডলে সামুদ্রিক গাছপালা দ্বারা উত্পাদিত হয়, রেইনফরেস্টগুলি পৃথিবীর অক্সিজেনের প্রায় এক তৃতীয়াংশ (28%), বাকি 2 শতাংশ পৃথিবীএর অক্সিজেন আসে অন্যান্য উৎস থেকে। সামুদ্রিক উদ্ভিদ (ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন, কেল্প এবং অ্যালগাল প্ল্যাঙ্কটন) দ্বারা সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে মহাসাগর অক্সিজেন তৈরি করে।  

যাইহোক, সাগরে বসবাসকারী কয়েকটি প্রজাতির জীবাণু রয়েছে যারা অন্ধকারে, সূর্যালোকের অনুপস্থিতিতে, সালোকসংশ্লেষণ থেকে ভিন্ন একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অক্সিজেন তৈরি করে। নাইট্রোসোপুমিলাস মেরিটিমাস এই ক্ষমতার ভিত্তিতে এখন মুষ্টিমেয় জীবাণুর এই দলে যোগ দিয়েছে।  

আর্কিয়া (বা আর্কিব্যাকটেরিয়া) হল এককোষী জীবাণু যা গঠনে ব্যাকটেরিয়ার অনুরূপ (অতএব আর্কিয়া এবং ব্যাকটেরিয়া উভয়ই প্রোক্যারিওট), কিন্তু বিবর্তনগতভাবে ব্যাকটেরিয়া থেকে আলাদা এবং ইউক্যারিওটস, এইভাবে জীবন্ত প্রাণীর একটি তৃতীয় গ্রুপ গঠন করে। আর্কিয়ায় বসবাস করে পরিবেশের অক্সিজেন কম এবং বাধ্যতামূলক অ্যানেরোব (অর্থাৎ তারা স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেন স্তরে বেঁচে থাকতে পারে না), উদাহরণস্বরূপ, হ্যালোফাইলগুলি অত্যন্ত নোনতা পরিবেশে বাস করে, মিথেনোজেনগুলি মিথেন তৈরি করে, থার্মোফাইলগুলি অত্যন্ত গরম পরিবেশে বাস করে ইত্যাদি।  

মহাসাগরের প্রায় 30% মাইক্রোবিয়াল প্ল্যাঙ্কটন অ্যামোনিয়া-অক্সিডাইজিং আর্কিয়া (AOA) দ্বারা গঠিত, যা নাইট্রাইট অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়া (NOB) এর সাথে মিলে সমুদ্রের প্রধান অজৈব নাইট্রোজেন উত্সের জন্য সরবরাহ করে এবং মহাসাগরীয় নাইট্রোজেন চক্রে মূল ভূমিকা পালন করে।  

এই দুটি আর্চিয়া, অর্থাৎ, AOA এবং NOB উভয়ই আণবিক অক্সিজেনের উপর নির্ভর করে বলে পরিচিত (O₂) নাইট্রাইট থেকে অ্যামোনিয়া জারণে।  

NH₃ + 1.5 ও₂ → না₂^- + এইচ₂O+H⁺  

তবুও, এই আর্কিয়াগুলি খুব কম বা এমনকি সনাক্ত করা যায় না এমন অক্সিজেনের মাত্রা সহ অ্যানক্সিক সামুদ্রিক পরিবেশে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। এটি খুবই আশ্চর্যজনক, বিশেষ করে এই কারণে যে তাদের কোনো অ্যানারোবিক বিপাক নেই। তাদের শক্তি বিপাকের জন্য অক্সিজেন প্রয়োজন, তবুও তারা এমন পরিবেশে পাওয়া যায় যেখানে অক্সিজেন সনাক্ত করা যায় না। তারা কীভাবে এটা করে?  

এ বিষয়ে তদন্ত করতে, দ গবেষকরা আর্কিয়া এর ইনকিউবেশন বাহিত নাইট্রোসোপুমিলাস মেরিটিমাস ন্যানোতে অত্যন্ত কম অক্সিজেন ঘনত্বে (10^-9) পরিসীমা। তারা দেখতে পান যে অক্সিজেন হ্রাসের পরে, আর্কিয়া অ্যানোক্সিক পরিস্থিতিতে অল্প পরিমাণে অক্সিজেন উত্পাদন করতে সক্ষম হয়েছিল। তারা O তৈরি করেছে₂ অ্যামোনিয়ার অক্সিডেশনের জন্য একই সাথে নাইট্রাইটকে নাইট্রাস অক্সাইডে হ্রাস করার সময় (N₂ও) এবং ডাইনিট্রোজেন (এন₂). 

এই গবেষণায় অ্যানেরোবিক অ্যামোনিয়া অক্সিডেশনের পথ দেখানো হয়েছে (কীভাবে O₂ দ্বারা উত্পাদন নাইট্রোসোপুমিলাস মেরিটিমাস অক্সিজেন ক্ষয়প্রাপ্ত সামুদ্রিক পরিবেশে শক্তি উৎপন্ন করতে অ্যামোনিয়াকে নাইট্রেটে অক্সিডাইজ করতে সক্ষম করে)। এটি N এর একটি নতুন পথও উন্মোচিত করেছে₂ গভীরে উত্পাদন সমুদ্র পরিবেশ। 

*** 

সোর্স:  

1. ক্রাফট বি., এট আল 2022. একটি অ্যামোনিয়া-অক্সিডাইজিং আর্কিওন দ্বারা অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন উৎপাদন। বিজ্ঞান. 6 জানুয়ারী 2022। ভলিউম 375, ইস্যু 6576 পৃ. 97-100। DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. মার্টেন-হাবেনা ডব্লিউ., এবং কিন ডব্লিউ., 2022। অক্সিজেন ছাড়া আর্চিয়াল নাইট্রিফিকেশন। বিজ্ঞান. 6 জানুয়ারী 2022। ভলিউম 375, ইস্যু 6576 পৃষ্ঠা 27-28। DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

***