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Wednesday, June 16, 2021

वैज्ञानिक ग्रीनलैंड से लेकर स्विट्जरलैंड तक ग्लेशियर से लदी धाराओं के रहस्यों को खोलते हैं

वैज्ञानिक ग्रीनलैंड से लेकर स्विट्जरलैंड तक ग्लेशियर से लदी धाराओं के रहस्यों को खोलते हैं

“बैक्टीरिया हमारे जैसे हैं – वे खाना चाहते हैं!” – माइक स्टाइलस, अभियान नेता। साभार: जामनी कैलेट / ईपीएफएल

गायब होने वाले ग्लेशियर परियोजना पर काम करने वाले क्षेत्र के वैज्ञानिक ऊंचाइयों से डरते नहीं हैं। वे हिमालय से आल्प्स तक पर्वत श्रृंखला की बर्फीली चोटियों पर चढ़ते हैं, शीशियों, पिपेट, थर्मामीटर और तरल-नाइट्रोजन सिलेंडर (जो उन्होंने डिडो और फिडो का उपनाम लिया है) से सुसज्जित हैं। उनका लक्ष्य ग्लेशियर से चलने वाली धाराओं में रहने वाले सूक्ष्मजीवों के नमूने एकत्र करना और उन्हें उनके सहयोगियों द्वारा विश्लेषण के लिए ईपीएफएल में वापस लाना है।


जैसे-जैसे दुनिया के ग्लेशियर गायब होते जा रहे हैं, वे अपने साथ अच्छी तरह से रखे गए रहस्यों को ले रहे हैं। ग्लेशियल पिघलना जलवायु परिवर्तन के सबसे अधिक दिखाई देने वाले संकेतों में से एक है और अंततः ग्लेशियर से जलने वाली धाराओं को सूखने का कारण बनेगा – एक महत्वपूर्ण, अद्वितीय पारिस्थितिकी तंत्र को नष्ट करना।

EPFL की स्ट्रीम बायोफिल्म और इकोसिस्टम रिसर्च लेबोरेटरी (SBER) के वैज्ञानिक उन रहस्यों को जानने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं, इससे पहले कि बहुत देर हो जाए। “ये धाराएं हमारे ग्रह की छत को सूखा देती हैं,” एसबीआर के प्रमुख और परियोजना के प्रमुख वैज्ञानिक टॉम बैटलिन कहते हैं। “जबकि हम जानते हैं कि ग्रह के जैव-रासायनिक चक्र आमतौर पर सूक्ष्मजीवों द्वारा ऑर्केस्ट्रेटेड होते हैं, हम अभी तक उच्च ऊंचाई पर रहने वाले सूक्ष्मजीवों की सटीक भूमिका को नहीं समझते हैं। इसलिए यह आवश्यक है कि हम उनके पारिस्थितिक तंत्रों का अध्ययन करें और पता लगाएँ कि यदि वे गायब हो गए तो परिणाम क्या होंगे। “

अदृश्य का नमूना लेना

इस क्षेत्र में, बायोफिल्म केवल सूक्ष्मजीवों के केवल दिखाई देने वाले साक्ष्य हैं, जो ग्लेशियर-फीड स्ट्रीमों को आबाद कर रहे हैं – भले ही वे अरबों के हों। बायोफिल्म्स पतली, हरी-भरी दिखने वाली, चिपचिपी परतें हैं जो धाराओं की चट्टानों को कवर करती हैं। एरोला में, वैले की छावनी में, मार्टिना स्कोन, परियोजना पर काम करने वाले एक क्षेत्र तकनीशियन, एक चट्टान से बायोफिल्म के नमूने को बिखेरता है जिसे उसने देखा था और ध्यान से बाद के विश्लेषण के लिए उसे अपने बैग में रख दिया।

क्रेडिट: इकोले पॉलीटेक्निक फेडरेल डे लॉज़ेन

इस बीच, साथी क्षेत्र के तकनीशियन मैटेओ टोलोसानो ने तलछट के नमूने एकत्र किए। “हम नमूने के काम को विभाजित करते हैं ताकि हम अधिक तेज़ी से प्रगति कर सकें। लेकिन यह एक अजीब काम है क्योंकि हम कुछ ऐसा नमूना ले रहे हैं जो मूल रूप से अदृश्य है,” वे कहते हैं। पास में, विन्सेन्ट डी स्टैर्के एक अन्य प्रकार के क्षेत्र का काम करने के लिए एक धारा के बीच में खड़ा है – पानी के ऑक्सीजन एकाग्रता को मापने जहां नमूने एकत्र किए गए थे, एक कंप्यूटर से जुड़े सेंसर और फाइबर-ऑप्टिक केबल का उपयोग करते हुए। “यह एकमात्र जीवित डेटा है जो हमारे पास सूक्ष्मजीवों पर है,” डी स्टैर्के कहते हैं। “अगर ऑक्सीजन की सघनता गिरती है, तो इसका मतलब है कि बैक्टीरिया मौजूद हैं क्योंकि वे इसे सांस ले रहे हैं।”

प्रोजेक्ट टीम के अन्य सदस्य ग्लेशियर रन-ऑफ पानी के नमूने एकत्र करने और इसके पोषक तत्वों और आयन सांद्रता का विश्लेषण करने के लिए जिम्मेदार हैं। यह इस बात का संकेत देगा कि जीवाणुओं की आबादी के रहने और बढ़ने के लिए किन स्थितियों की आवश्यकता है। एक अभियान के नेता माइक स्टाइलस बताते हैं: “बैक्टीरिया हमारे जैसे हैं – वे खाना चाहते हैं! लेकिन इन पानी में मेनू पर बहुत अधिक विकल्प नहीं हैं।”

माइक्रोबियल जीवन का अध्ययन करने के अलावा, अनुसंधान टीम आसपास के वातावरण को भी करीब से देख रही है। “हम परिवेश स्थितियों का एक विस्तृत स्नैपशॉट प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं,” शॉन कहते हैं। “ऐसा करने का एक तरीका पानी के तापमान, ऑक्सीजन एकाग्रता, कार्बन डाइऑक्साइड स्तर और पीएच जैसे चर का माप लेना है।”

वैज्ञानिक ग्रीनलैंड से लेकर स्विट्जरलैंड तक ग्लेशियर से लदी धाराओं के रहस्यों को खोलते हैं

तकनीकी विशेषज्ञ पारस्केवी प्रमाटेफ्तकी ने प्रयोगशाला में नमूनों का विश्लेषण किया। क्रेडिट: एलेन हर्ज़ोग / ईपीएफएल

पहाड़ की चोटियों से लेकर रिसर्च लैब तक

अब तक, टीम ने न्यूजीलैंड, रूस, ग्रीनलैंड, इक्वाडोर, स्कैंडेनेविया और आल्प्स में 100 से अधिक ग्लेशियर-आधारित धाराओं से पानी और तलछट के नमूने एकत्र किए हैं। इन नमूनों का अब SBER में विश्लेषण किया जा रहा है। एसईबी के एक वैज्ञानिक हेंस पीटर बताते हैं: “ये नमूने उन चरम स्थितियों के कारण असाधारण हैं, जिनसे वे आए थे। इस परियोजना में पहले कदमों में से एक, और सबसे महत्वपूर्ण में से एक, हमारे परीक्षण प्रोटोकॉल को डिजाइन करना था। इष्टतम दक्षता के लिए ताकि हम उन सभी विश्लेषणों को निष्पादित कर सकें जो हम चाहते हैं। “

एसईबीआर वैज्ञानिकों ने भी अधिकतम प्रभावशीलता के लिए अपने काम को विभाजित किया। एक समूह माइक्रोबियल पारिस्थितिकी का अध्ययन कर रहा है, अर्थात्, उनके आवास और समुदाय में सूक्ष्मजीवों की भूमिका और वे कैसे व्यवहार करते हैं। “हम बायोमास से संबंधित कारकों को देखते हैं, जो हमारे नमूनों में रहने वाले जीवों की मात्रा है,” पीटर कहते हैं। “उदाहरण के लिए, हम क्लोरोफिल को एक सांद्रता में मापते हैं – शैवाल का एक संकेतक – बैक्टीरिया कोशिकाओं की संख्या की गणना, और बैक्टीरिया के उत्पादन पर प्रयोगों का संचालन करता है।”

टायलर कोहलर, SBER का एक पोस्टडॉक, बाह्य एंजाइमों को मापने के प्रभारी हैं, जो कहते हैं, “महान हैं क्योंकि वे हमें बैक्टीरिया के दिमाग को पढ़ने देते हैं।” इन एंजाइमों, जिन्हें एक्सोएनजाइम भी कहा जाता है, बैक्टीरिया द्वारा निर्मित होते हैं जब एक परिसर की आवश्यकता होती है – जैसे कि कार्बन या नाइट्रोजन – उनके परिवेश में पाया जाता है। कोहलर कहते हैं, “एक्सोएनजाइम का अध्ययन करने से हमें पता चलता है कि बैक्टीरिया बढ़ने और प्रजनन करने में क्या मदद करता है।”

उसी समय, अन्य एसईबी वैज्ञानिक नमूनों में पाए गए डीएनए का अनुक्रमण और विश्लेषण कर रहे हैं। वे एक ही वातावरण में रहने वाले कई अलग-अलग प्रजातियों के जीनोम का अनुक्रम करने के लिए, और महत्वपूर्ण सवालों के जवाब देने के लिए मेटागेनामिक्स का उपयोग कर रहे हैं: जैसे क्या है? क्यों? कैसे? एक तकनीकी विशेषज्ञ पारस्केवी प्रमाटेफ्तकी कहते हैं, “हमारे विश्लेषण हमें बताएंगे कि हमारे नमूनों में माइक्रोबियल समुदाय कितने विविध हैं और हमें उन सूक्ष्मजीवों में से कुछ के जीनोम की पहचान करने दें।”

वैज्ञानिक ग्रीनलैंड से लेकर स्विट्जरलैंड तक ग्लेशियर से लदी धाराओं के रहस्यों को खोलते हैं

न्यूजीलैंड अभियान। क्रेडिट: लेबोरेटरीयर SBER / EPFL

नमूने, हमें सब कुछ बताएं

इस परियोजना में उत्पन्न आंकड़ों की संपत्ति ऐसे चरम स्थितियों के तहत जीवित रहने के लिए अपनाई गई रणनीतियों में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करेगी। यह अध्ययन पहली बार बताता है कि ग्लेशियर से चलने वाली धाराओं के बारे में जैव-रासायनिक जानकारी को उन धाराओं में रहने वाले सूक्ष्मजीवों की संरचना और कार्य के आंकड़ों के साथ जोड़ा जा रहा है।

वैज्ञानिकों ने अब तक क्या खोज की है? सबसे पहले, कि धाराओं में एक विशाल और विविध मात्रा में माइक्रोबियल जीवन है। “बस एक चम्मच तलछट में एक लाख बैक्टीरिया कोशिकाएं और सैकड़ों माइक्रोबियल प्रजातियां हो सकती हैं,” बैटिन कहते हैं।

दूसरा, जहां सूक्ष्मजीवों के समान समूह और प्रजातियां पाई जा सकती हैं, जहां नमूने लिए गए हैं। यह इंगित करता है कि सूक्ष्मजीवों ने अपने वातावरण के लिए पूरी तरह से अनुकूलित किया है।

और अंतिम लेकिन कम से कम नहीं, क्योंकि सूक्ष्मजीवों में ऐसी चरम स्थितियों के तहत विकसित करने की क्षमता बहुत कम होती है, वे सूक्ष्मजीवों से गुजरते हैं। बैटन बताते हैं: “माइक्रोवैल्यूशन ने एक अत्यधिक विशिष्ट प्रकार की सूक्ष्म विविधता बनाई है जो केवल इन बैक्टीरिया आबादी में पाई जाती है। और जब से ग्लेशियर का वातावरण बदल रहा है, जोखिम यह है कि माइक्रोएवोल्यूशन प्रक्रिया – और माइक्रोडायवर्सिटी – गायब हो जाएगी, इसके साथ कुछ ले रही है। बड़े पैमाने पर ग्रह की जैव विविधता। “

अदृश्य को समझना

लुप्त हो चुके ग्लेशियर प्रोजेक्ट बाकी ग्रह की तरह महामारी से प्रभावित हैं, लेकिन वैज्ञानिक अभी भी नेपाल, मध्य एशिया, एंडीज और अलास्का में अपने नियोजित अभियानों को अंजाम देने की उम्मीद करते हैं। इस बीच, वे अभी भी पहले से ही एकत्र किए गए नमूनों से डेटा की कमी कर रहे हैं। “हमारा लक्ष्य अगले कुछ वर्षों के भीतर ग्लेशियर से चलने वाली धाराओं में माइक्रोबियल जीवन के रहस्यों को अनलॉक करने में सक्षम होना है, और यह अनुमान लगाने के लिए कि दुनिया के ग्लेशियरों के गायब होने के दौरान धाराएं और उनके माइक्रोबायोम कैसे बदल जाएंगे।” “दूसरे शब्दों में, हम अदृश्य को बेहतर ढंग से समझना चाहते हैं।”


वैज्ञानिकों ने ग्लेशियर धाराओं में माइक्रोबियल जीवन का पता लगाने की स्थापना की


इकोले पॉलिटेक्निक फेडरेल डी लुसाने द्वारा प्रदान किया गया

उद्धरण: वैज्ञानिकों ने ग्रीनलैंड से स्विटज़रलैंड (2021, 5 अप्रैल) तक ग्लेशियर से लदी धाराओं के रहस्यों को उजागर किया, https://phys.org/news/2021-04-scientists-secrets-glacier-fed-streams- से 5 अप्रैल 2021 को पुनः प्राप्त किया। ग्रीनलैंड। html

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