ജ്യോതിര്‍ജീവശാസ്ത്രം ഭാഗം 3 – ജീവന്റെ നിലനില്‍പ്പ് വിഷമകരമായ പരിസ്ഥിതിയില്‍

ചിണ്ടൻകുട്ടി

ജീവന്റെ നിലനില്‍പ് വിഷമകരമായ പരിസ്ഥിതിയില്‍

നിരന്തരം മാറ്റത്തിന് വിധേയമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ് ജീവന്‍. ഈ പ്രക്രിയയില്‍ നിരവധി തരത്തിലുള്ള തന്മാത്രകള്‍ ജീവനെ നിലനിര്‍ത്താനും അതിജീവിക്കാനും പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം നടത്തിക്കൊണ്ടേയിരിക്കുന്നു. ജലത്തെകൂടാതെ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായ മൂലകങ്ങളും ഊര്‍ജവും അനുകൂലമായ ഒരു പരിസ്ഥിതിയും സങ്കീര്‍ണമായ ജൈവ തന്മാത്രകളെ സുസ്ഥിരമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കാനും നിലനിര്‍ത്താനും ആവശ്യമായ ഘടകങ്ങളാണ്. മനുഷ്യശരീരത്തിന്റെ  രസതന്ത്രം ഏറ്റവും നന്നായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് വളരെനേരിയ- 10°c – ശരീര താപ പരിധിയിലും ആമ്ലികത (pH value) രക്തത്തില്‍ 0.4 ലുമാണ്. ഈ പരിധികള്‍ക്ക് പുറത്ത് മനുഷ്യന്റെ ജീവന്‍ അപകടാവസ്ഥയിലായിരിക്കും.

നമ്മുടെ നിലനില്‍പിന് ആവശ്യമായതിനേക്കാള്‍ വളരെ വലിയ ഒരു പരിധിയാണ് മറ്റ് പല ജീവജാലങ്ങള്‍ക്ക് ഉള്ളത്. അതു പോലെ അവയ്ക്ക് നമുക്കാവശ്യമുള്ളതിനേക്കാള്‍ അസംസ്കൃതവസ്തുക്കളുടെയും പാരിസ്ഥിതിക ചുറ്റുപാടുകളുടെയും വലിയ ഒരു പരിധി ഉണ്ട്. ഉദാ:-  താഴെ കൊടുത്ത ചിത്രം . അമേരിക്കയിലെ യെല്ലോ സ്റ്റോണ്‍ നാഷനല്‍ പാര്‍ക്കിലെ ഗ്രാന്റ് പ്രിസ്മാറ്റിക്ക് സ്പ്രിംഗ് എന്ന ഉഷ്ണ ജല തടാകമാണിത്. ഇതിലെ ജലത്തിന് 92°c വരെ ചൂടുണ്ട്. പല തരത്തിലുമുള്ള സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ ഈ ജലത്തില്‍ ജീവിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. സാധാരണ ജലത്തിന്റെ തിളനിലയ്ക്കടുത്തുള്ള (100°c) ഈ ജലം പോലെ അതിതീവ്ര താപനിലയുള്ള ഉഷ്ണജല പ്രവാഹം സമുദ്രത്തിന്റെ അടിത്തട്ടിലും കരയിലുമുണ്ട്. ജീവജാലങ്ങളുടെ ജൈവരസതന്ത്രത്തിന് അനുകൂലമായ ജീവസന്ധാരണം നടത്തുന്നതിന് ഇത്തരം പരിസ്ഥിതികള്‍ പരിണാമചക്രത്തിന് സഹായകമായിത്തീരുന്നു. നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള മറ്റു ജീവജാലങ്ങള്‍ക്ക് താങ്ങാന്‍ കഴിയാത്ത അത്ര ദുഷ്കരമായ സാഹചര്യത്തില്‍ സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ പുനരുല്‍പാദനം നടത്തുകയും വളരുകയും ചെയ്യും. അവയെ Extremophiles എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

യെല്ലോസ്റ്റോണ്‍ നാഷനല്‍ പാര്‍‍ക്കിലെ ഉഷ്ണ ജല തടാകം കടപ്പാട് : വിക്കിപീഡിയ

വളരെ ഉയര്‍ന്നതും താഴ്ന്നതുമായ താപനിലകള്‍ സാധാരണ ജീവികളുടെ നിലനില്‍പിന് ഭീഷണിയാണ്. താരതമ്യേന വലിയ ഒരു ജീവി എന്ന നിലയില്‍ മനുഷ്യന് തന്റെ ചുറ്റുപാടിലെ താപനിലയ്ക്കനുസരിച്ച് സ്വന്തം ശരീര താപനില ക്രമീകരിക്കാന്‍ കഴിയും. പക്ഷെ സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ക്ക് കഴിയില്ല. അവയുടെ ജൈവ രസതന്ത്രം അവ ജീവിക്കുന്ന ചുറ്റുപാടിലെ താപനിലയ്ക്ക് അനുസൃതമായിരിക്കും. മനുഷ്യനെപ്പോലുള്ള സങ്കീര്‍ണ ജീവികളുടെ ശത്രുവാണ് ഉയര്‍ന്ന താപനില. ഉയര്‍ന്ന താപ ഊര്‍ജം തന്മാത്രകളെ വിഘടിച്ച് ചെറിയ കണങ്ങളാക്കി അസ്ഥിരമാക്കും. വിഘടിക്കാത്ത സുസ്ഥിരവും ശക്തവുമായ സവിശേഷ പ്രൊട്ടീന്‍ബന്ധനങ്ങളാണ് ഇവയ്ക്കാവശ്യം.

ഇതിന് മുമ്പ് നാം മനസിലാക്കിയത് പോലെ ആഴക്കടലിലും കരയിലെ പാറയിടുക്കുകളിലും കാണപ്പെടുന്ന ഉഷ്ണജല പ്രവാഹവും ബഹിര്‍ഗമന ജെറ്റുകളും വളരെ കൂടുതല്‍  താപനിലയുള്ള രാസ ഊര്‍ജ സ്രോതസുകളും കൂടിയാണ്. തെര്‍മോഫൈല്‍ പോലുള്ള സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ക്ക് ഇത്തരം താപനിലയില്‍ പുനരുല്‍പാദനം നടത്താനും വളരാനും ശേഷിയുണ്ട്. 122°c താപനിലയില്‍ മീഥേയ്ന്‍ ഉല്‍പാദിപ്പിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മജീവികളെ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്.

സമുദ്രാന്തര്‍ഭാഗത്തെ ഉഷ്ണജലബഹിര്‍ഗമനം കടപ്പാട് pinterest.com

അതിശൈത്യാവസ്ഥയും പ്രശ്നം തന്നെയാണ്. അതിശൈത്യം ചയാപചയപ്രക്രിയയെ വൈകിക്കുന്നു. കോശത്തിന് ചുറ്റുമുള്ള കോശസ്തരം രാസകൈമാറ്റത്തിന് സഹായിക്കുന്നു. അത് കൊഴുപ്പ് പോലുള്ള തന്മാത്രകളാണ്. ഈ കൊഴുപ്പ് അതിശൈത്യത്താല്‍ ഘനീഭവിക്കുന്നു. കോശസ്തരം പരലുകളുടെ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നത് കാരണം കോശത്തിലേക്കുള്ള രാസകൈമാറ്റം അട്ടിമറിക്കപ്പെടുന്നു. ശൈത്യത്തെ അനുകൂലനമാക്കുന്ന ജീവികള്‍ -psychrophiles – അവയുടെ കോശസ്തരത്തെ തന്നെ ഈ പ്രശ്നത്തെ മറികടക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ശൈത്യത്തെ അനുകൂലനമാക്കുന്ന ജീവികള്‍ (psychrophiles)-  Xanthoria elegans എന്നയിനം ലൈക്കനുകൾക്ക് −24 °C ലും പ്രകാശസംശ്ലേഷണം നടത്താനാകും കടപ്പാട് വിക്കിപീഡിയ

ജീവന്റെ തുടര്‍ച്ചക്ക് ആവശ്യമായ പ്രധാനപ്പെട്ട തന്മാത്രകളായ പ്രൊട്ടീനും DNA യുമൊക്കെ അമിത ആമ്ലിക അവസ്ഥയിലോ ക്ഷാരാവസ്ഥയിലോ വിഘടിക്കപ്പെടും എന്നതിനാല്‍ അത്തരം സാഹചര്യങ്ങള്‍ ആശാസ്യമല്ല. കൂടിയ ആമ്ലികതയുള്ള – acidophiles – സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ ‘0’ pH മൂല്യമുള്ള മാധ്യമങ്ങളിലും പെറ്റു പെരുകും ജീവിക്കും. ‘0’ pH മൂല്യമെന്നാല്‍ മനുഷ്യരക്തത്തേക്കാള്‍ ഒരു കോടിമടങ്ങ് അമ്ലതയുള്ളത് എന്നാണ് അര്‍ത്ഥമാക്കേണ്ടത്. മറ്റേഅറ്റത്ത് Alkaliphiles എന്ന ജീവികള്‍ pH മൂല്യം 13 ലും – രക്തത്തേക്കാള്‍ ഒരു ദശലക്ഷം മടങ്ങ് ക്ഷാരാവസ്ഥയിലും  വളരും ജീവിക്കും.

വളരെ ഉയര്‍ന്ന ലവണരസം ഉള്ള പരിസ്ഥിതിയിലും  സൂക്ഷ്മ ജീവികള്‍ക്ക് ഭീഷണിയുണ്ട്. അവയുടെ കോശപ്രവര്‍ത്തനത്തെ  ലവണം തകിടം മറിക്കും. മനുഷ്യര്‍ ഇത് എത്രയോ കാലം മുമ്പെ തന്നെ മനസിലാക്കിയിരുന്നു.        അതു കൊണ്ട് മിതമായി ഉപ്പ് ചേര്‍ത്ത് ഭക്ഷണ വസ്തുക്കളെ  മനുഷ്യന്‍ സംസ്കരിച്ച് ഉപയോഗിച്ചു (ഉപ്പിലിട്ട മാങ്ങ,നാരങ്ങ,മല്‍സ്യം ഉദാഹരണം). ഇത് ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കളെ  സൂക്ഷ്മജീവികളില്‍ നിന്നും സംരക്ഷിച്ചു. എന്നാല്‍ സമുദ്രജലത്തേക്കാള്‍ പത്തോ അതിലധികമോ മടങ്ങ്  ശക്തിയുള്ള പൂരിത ലായിനിയില്‍ പോലും വളരുന്ന സൂക്ഷ്മജീവികളും ഉണ്ട്.

ലവണതടാകങ്ങൾ – സാൻഫ്രാൻസിസ്കോയിൽ നിന്നും കടപ്പാട് വിക്കിപീഡിയ

ഉയര്‍ന്ന മര്‍ദ്ദവും സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ക്ക് അനുകൂലമല്ല. ജൈവ തന്മാത്രയെ അതിമര്‍ദ്ദം ഞെരുക്കിക്കളയും. അവയ്ക്ക് വളരാനുള്ള സാഹചര്യം അങ്ങന ഇല്ലാതാവും. പക്ഷെ അന്തരീക്ഷ മര്‍ദ്ദത്തേക്കാള്‍ 1000 മടങ്ങ് മര്‍ദ്ദം‍ നിലനില്‍ക്കുന്ന സമുദ്രാന്തര്‍ഭാഗത്ത് ആഴമുള്ള വിള്ളലുകളില്‍ (Trenches) സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ വളരുന്നതായി കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. പാരിസ്ഥിതികമായ തീവ്ര അവസ്ഥയിലും  പല ജീവജാലങ്ങളും നിലനില്‍ക്കുന്നുണ്ട്. ‘സൈനോകോക്കസ് റേഡിയോഡുറാന്‍’ എന്ന ജീവി മനുഷ്യന് താങ്ങാവുന്ന   റേഡിയോ ആക്ടീവ് മൂലകങ്ങള്‍ പുറത്തു വിടുന്ന വികിരണ  ത്തിന്റെ 1000 മടങ്ങ് ശക്തിയുള്ള വികിരണ മേഖലയിലും  ജീവിക്കുന്നു. ഇത്തരം സങ്കീര്‍ണമായ പരിസ്ഥിതിയേയും അനുകൂലന വിധേയമാക്കുന്ന ചുറ്റുപാടില്‍ ജീവന്‍  എവിടെയൊക്കെ നിലനില്കാം എന്ന് തിരിച്ചറിയാനാണ്   ശ്രമം. പല ശാസ്ത്രജ്ഞരും അതുകൊണ്ട് ഭൂമിക്കപ്പുറമുള്ള   ചുറ്റുപാടുകളെ വളരെ പ്രതീക്ഷയോടെയാണ് ഉറ്റു നോക്കുന്നത്.

ഭൂമിക്കും അപ്പുറം

ഭൂമിക്ക് പുറത്ത് ജീവന്‍ ഉണ്ടോ  എന്ന  അന്വേഷണം ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രജ്ഞരും മറ്റും തുടങ്ങിയിട്ട് കുറച്ചു കാലമായി. അവര്‍ നടത്തുന്ന മൂന്ന് അന്വേഷങ്ങളെയാണ് നാം ഇവിടെ പഠിക്കാനുദ്ദേശിക്കുന്നത്. ഒന്നാമത്തെത് സൗരയൂഥത്തിലെ മറ്റ് ഗ്രഹങ്ങളെ പരിശോധിക്കലാണ്. പ്രത്യേകിച്ചും ചൊവ്വയെ കേന്ദ്രീകരിച്ചും പിന്നെ സൗരയൂഥ ബാഹ്യ ശൈത്യ മേഖലയിലെ വസ്തുക്കളെ കുറിച്ചുമാകുന്നു. രണ്ടാമത്തെത് കുറച്ചു കൂടി പ്രയാസകരമായതാണ്. മറ്റ് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന ഗ്രഹങ്ങളില്‍ ഉണ്ടാകാമെന്ന് വിശ്വസിക്കുന്ന ചില ജൈവ മുദ്രണങ്ങ (Biomarkers) ളെയാണ്. ഇതില്‍ SETI (Search for Extra  terrestrial intelligence) യെപ്പറ്റിയുള്ള അന്വേഷണവും പെടും.


ലേഖനത്തിന്റെ ഒന്നാം ഭാഗം

അസ്ട്രോബയോളജി – ഭാഗം 2

അനുബന്ധ വായനയ്ക്ക്

  1. ജീവന്‍ – ലൂക്ക മുതല്‍ യുറീക്ക വരെ
  2. ഈ കൊച്ചുഭൂമിയില്‍ മാത്രമേ ജീവനുള്ളോ?
  3. ജീവനു മുന്‍പുള്ള ആദിമ ഭൂമിയില്‍ ജീവന്റെ അക്ഷരങ്ങളെങ്ങനെ രൂപപ്പെട്ടു ?

 

Leave a Reply