हाल ही में साइंस एडवांसेज पत्रिका में प्रकाशित एक अध्ययन, जो पिछले बुधवार (05 तारीख) को आया, जीवन की उत्पत्ति की समझ को मौलिक रूप से बदलने का प्रस्ताव करता है: बैक्टीरिया और आर्किया अलग-अलग विकासवादी मार्गों के माध्यम से जीवित जीवों की स्थिति तक पहुंच सकते थे।
जर्मनी के डसेलडोर्फ स्थित हेनरिक हाइने विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए इस अध्ययन ने चयापचय से जुड़े एंजाइमों का विश्लेषण किया। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि दो प्रमुख प्रकार के सूक्ष्मजीवों ने अकार्बनिक रसायन विज्ञान और पहले स्वतंत्र रूप से व्यवहार्य जीवों के बीच महत्वपूर्ण चरण को पार करने के लिए अपने स्वयं के समाधान विकसित किए हैं।
यह खोज बताती है कि सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज, जिसे LUCA के रूप में जाना जाता है, शायद कोशिकीय जीवन के लिए एकमात्र प्रारंभिक बिंदु नहीं है। इसके बजाय, जीवन का इतिहास सामान्य रासायनिक चरण के बाद दो अलग-अलग शुरुआत रख सकता था।
जीवन की उत्पत्ति विज्ञान की सबसे जटिल समस्याओं में से एक को छूती है: प्रारंभिक पृथ्वी पर मौजूद आणविक परिसर ऊर्जा प्राप्त करने, बढ़ने और प्रजनन करने में सक्षम प्रणालियों में कैसे परिवर्तित हुए। इस प्रक्रिया में चयापचय एक केंद्रीय भूमिका निभाता है।
हालांकि जीवन की विभिन्न परिभाषाएं मौजूद हैं, किसी जीव के कामकाज को बनाए रखने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाएं करने की क्षमता जीवित प्राणियों की एक अनिवार्य विशेषता मानी जाती है। वैज्ञानिक चुनौती विकासवादी दुविधा है: एंजाइम, प्रोटीन जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, जीवित जीवों द्वारा उत्पादित होते हैं, लेकिन पहली जीवित प्रणालियों को इन संरचनाओं के प्रकट होने से पहले ही इन प्रतिक्रियाओं को करना पड़ा होगा।
शोधकर्ताओं का मानना है कि हाइड्रोथर्मल वेंट्स जैसे चरम वातावरण ने इस संक्रमण के लिए आवश्यक स्थितियां प्रदान की होंगी। ऐसी जगहों पर प्राकृतिक धातु उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकती थीं, जिससे वे रासायनिक प्रतिक्रियाएं हुईं जो जीवन की उत्पत्ति के लिए महत्वपूर्ण अणुओं के निर्माण की ओर ले गईं।
इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, टीम ने बैक्टीरिया और आर्किया के जीनोम में मौजूद प्रोटीन संरचनाओं का अध्ययन किया। इस डेटा के आधार पर, वैज्ञानिकों ने विभिन्न चयापचय घटकों के क्रम को व्यवस्थित करने और उनकी उपस्थिति के क्रम का आकलन करने के लिए एक विधि विकसित की।
परिणामों से पता चला कि LUCA में आधुनिक चयापचय के लिए आवश्यक एंजाइमों का केवल एक हिस्सा था। शेष कार्यों को शुरू में पर्यावरण के रासायनिक तत्वों द्वारा किया गया था।
प्रस्तावित पुनर्निर्माण के अनुसार, चयापचय का विकास क्रमिक रूप से हुआ। पहले, प्रतिक्रियाएं पूरी तरह से प्राकृतिक उत्प्रेरकों, जैसे धातुओं पर निर्भर थीं। फिर, शुरुआती चरणों में जीवों ने अपने स्वयं के एंजाइम बनाना शुरू कर दिया, धीरे-धीरे बाहरी तत्वों को बदल दिया।
विकास के साथ, इन कोशिकीय संरचनाओं ने अधिक रासायनिक स्वतंत्रता प्राप्त की, स्वतंत्र कोशिकाओं के चरण तक पहुंच गईं जो मुख्य प्रतिक्रियाओं को करने के लिए पर्यावरण पर सीधी निर्भरता के बिना अपने चयापचय को बनाए रख सकती थीं।
अध्ययन का मुख्य निष्कर्ष बैक्टीरिया और आर्किया की तुलना है। शोधकर्ताओं के अनुसार, कुछ महत्वपूर्ण चयापचय कार्यों के लिए जिम्मेदार एंजाइम दोनों समूहों में एक ही विकासवादी स्रोत से संरक्षित नहीं हुए हैं। यह इंगित करता है कि प्रारंभिक विभाजन के बाद प्रत्येक समूह ने समान प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए अपने स्वयं के तंत्र खोजे, यानी स्वतंत्र कोशिका को बनाए रखने की क्षमता दो बार उत्पन्न हुई।
यह परिकल्पना सभी जीवित प्राणियों के लिए एक सामान्य पूर्वज के अस्तित्व को बाहर नहीं करती है, लेकिन यह सुझाव देती है कि यह जीव पूर्ण चयापचय स्वतंत्रता से पहले रहता था। विकासवादी मार्गों का विभाजन प्रोटोबायोटिक रसायन विज्ञान और कोशिकीय जीवन के बीच संक्रमणकालीन अवधि के दौरान भी हो सकता था।
अध्ययन ऊर्जा प्राप्त करने के लिए जीवों द्वारा उपयोग की जाने वाली तंत्रों की उत्पत्ति पर भी विचार करता है। इस प्रक्रिया में एक सबसे महत्वपूर्ण अणु ATP है, जो आधुनिक कोशिकाओं के लिए ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत है। वैज्ञानिक अनुमान लगाते हैं कि ATP का अग्रदूत हाइड्रोथर्मल वेंट जैसी स्थितियों में मौजूद हो सकता था। वे बताते हैं कि फॉस्फाइट, फास्फोरस के यौगिक, जो इन स्थानों पर स्वाभाविक रूप से पाया जाता है, में शामिल प्रतिक्रियाओं ने आधुनिक जैविक प्रणालियों के प्रकट होने से पहले फॉस्फोराइलेशन प्रक्रियाओं को बढ़ावा दिया होगा।
प्रगति के बावजूद, वैज्ञानिक उन सटीक वातावरण के संबंध में बने रहने वाले सवालों पर जोर देते हैं जहां ये प्रारंभिक चरण हुए थे। पानी या अन्य अधिक चिपचिपे रासायनिक वातावरण की भूमिका पर सवाल अभी भी खुले हैं जो विकास करने में सक्षम पहली प्रणालियों के निर्माण में योगदान दे सकते हैं।
यदि नए शोध इन निष्कर्षों की पुष्टि करते हैं, तो जीवन के पेड़ की पारंपरिक धारणा को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। सभी ज्ञात जीवों की ओर ले जाने वाली एक एकल जड़ के बजाय, कोशिकीय जीवन की उत्पत्ति में दो अलग-अलग रास्ते शामिल हो सकते हैं जो केवल बाद के विकासवादी इतिहास में मिले।
