मेथनोजेन विकास के समय का निर्धारण करना

मिला। methanogenic बैक्टीरिया (जून 2019).

Anonim

जीवन के शुरुआती रूपों में बहुत से चयापचय थे जो प्राथमिक पृथ्वी को बदलते थे, जैसे कि कार्बन चक्र शुरू करना और प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ग्रह के अधिकांश ऑक्सीजन का उत्पादन करना। लगभग 3.5 बिलियन साल पहले, पृथ्वी को तरल महासागरों में पहले से ही कवर किया गया प्रतीत होता है, लेकिन उस समय सूर्य बर्फ पिघलने के लिए पर्याप्त उज्ज्वल या गर्म नहीं था। यह समझाने के लिए कि महासागर कैसे निरंतर बने रहे, यह सुझाव दिया गया है कि मीथेन जैसे ग्रीनहाउस गैसों ने शुरुआती माहौल में वार्मिंग का उत्पादन किया, जैसा कि वे आज ग्लोबल वार्मिंग में करते हैं।

स्वाभाविक रूप से होने वाली मीथेन मुख्य रूप से माइक्रोनोजेनेस नामक चयापचय के माध्यम से सूक्ष्म जीवों, मेथनोजेनिक पुरातात्विक समूह के समूह द्वारा उत्पादित होती है। कार्बन आइसोटोप डेटा से कुछ सबूत हैं कि 3.5 अरब वर्ष पुरानी मीथेन के स्रोत मूल रूप से जैविक हो सकते हैं, अब तक कोई ठोस सबूत नहीं है कि मीथेन उत्पादक सूक्ष्म जीव पृथ्वी के इतिहास में पर्याप्त रूप से अस्तित्व में रहने के लिए जिम्मेदार थे प्रारंभिक धरती को गर्म रखकर।

अब, प्रकृति पारिस्थितिकी और उत्क्रांति पत्रिका में प्रकाशित एक पेपर में, एमओटी में पृथ्वी विभाग, वायुमंडलीय और ग्रह विज्ञान (ईएपीएस) में पोस्टडोक, और ईएपीएस के एक सहायक प्रोफेसर ग्रेगरी फोरनियर, क्षैतिज संयोजन के नए कार्य की रिपोर्ट करते हैं माइक्रोबियल जीवाश्म रिकॉर्ड के साथ जीन ट्रांसफर डेटा जो उन्हें भूगर्भीय समयरेखा पर मीथेन उत्पादक सूक्ष्मजीवों के लिए पूर्ण आयु का अनुमान लगाने की अनुमति देता है।

पालीटोलॉजी आनुवांशिकी से मिलता है

वोल्फ एक पालीटोलॉजिस्ट है जो जीवन के पेड़ में जीवाश्म और जीवित पशु प्रजातियों से संबंधित है। फोरनिअर जीवित जीवों के जीनोमों का उपयोग माइक्रोब के प्रारंभिक विकास का अध्ययन करने के लिए कैसे किया जा सकता है, यह जानने में माहिर हैं। इस पहेली को क्रैक करने से विशेषज्ञता के दोनों क्षेत्रों की आवश्यकता होती है।

"रासायनिक साक्ष्य का पता चलता है कि मीथेन और माइक्रोब जो इसे उत्पादित करते थे, मौजूद थे, लेकिन हम नहीं जानते थे कि उस समय मेथोजेनिक पुराता वास्तव में मौजूद थी या नहीं, " वोल्फ कहते हैं।

जीवाश्म और जीनोमिक डेटा के बीच पुल करने के लिए, वोल्फ और फोरनियर जीवित सूक्ष्म जीवों से जीनोम का इस्तेमाल करते थे जो उनके शुरुआती इतिहास का रिकॉर्ड सुरक्षित रखते थे। शोधकर्ताओं ने समझाया कि इन डीएनए अनुक्रमों को फाईलोजेनेटिक विश्लेषण के माध्यम से और एक दूसरे की तुलना में उपयोग किया जा सकता है, ताकि वे अपने विकास का वर्णन करने वाले सर्वोत्तम शाखाओं "पेड़" को खोजने के लिए समझा सकें। जैसे-जैसे इस पेड़ के साथ काम करता है, शाखाएं पृथ्वी के गहरे इतिहास में मौजूद सूक्ष्म जीवों की तेजी से प्राचीन वंशावली का प्रतिनिधित्व करती हैं। इन शाखाओं के साथ परिवर्तनों को मापा जा सकता है, जो एक आणविक घड़ी का उत्पादन करता है जो प्रत्येक शाखा के साथ विकास की दर की गणना करता है, और उससे, पेड़ के भीतर आम पूर्वजों के सापेक्ष और पूर्ण समय का संभाव्य अनुमान। एक आणविक घड़ी को जीवाश्मों की आवश्यकता होती है, हालांकि, जो मेथनोगों की कमी होती है।

जीवन के पेड़ को कैलिब्रेट करना

इस कठिनाई को हल करने के लिए, वोल्फ और फोरनियर ने क्षैतिज जीन स्थानान्तरण, या जीवों के विभिन्न समूहों के पूर्वजों के बीच अनुवांशिक सामग्री के स्वैप का उपयोग किया। माता-पिता से संतान से डीएनए के ऊर्ध्वाधर संचरण के विपरीत- इस प्रकार अधिकांश मानव जीन विरासत में होते हैं-क्षैतिज स्थानान्तरण दूरस्थ रूप से संबंधित सूक्ष्मजीवों के बीच जीन पारित कर सकते हैं। उन्होंने पाया कि जीन को मेथनोजेनिक पुरातात्विक समूह के भीतर एक समूह से सभी ऑक्सीजन उत्पादक प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया के पूर्वजों को दान दिया गया था, जिसमें कुछ जीवाश्म होते हैं। जीन स्थानान्तरण और साइनोबैक्टीरियल जीवाश्मों का एक साथ उपयोग करके, वे मीथेन उत्पादकों की आणविक घड़ी को बाधित करने और मार्गदर्शन करने में सक्षम थे, और पाया कि मीथेन उत्पादक सूक्ष्मजीव वास्तव में 3.5 अरब वर्ष से अधिक पुराने थे, इस परिकल्पना का समर्थन करते हुए कि इन सूक्ष्मजीवों ने योगदान दिया हो प्रारंभिक ग्लोबल वार्मिंग।

फोरनियर कहते हैं, "भूगर्भिक समयरेखा पर सूक्ष्म जीवों के लिए पूर्ण आयु का अनुमान लगाने के लिए जीन स्थानान्तरण और जीवाश्मों को गठबंधन करने वाला यह पहला अध्ययन है।" "माइक्रोबियल समूहों की उम्र जानना हमें प्रारंभिक ग्रहों और पर्यावरणीय विकास में अंततः, अन्य जीवन के पेड़ के लिए एक समय-सारिणी बनाने के लिए इस शक्तिशाली दृष्टिकोण का विस्तार करने की अनुमति देता है।"

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