രണ്ട് ‘ജീവബിന്ദുക്കള്‍’ ഒരുമിച്ച് ജീവിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയ കഥ!

ജോസഫ് ആന്റണി

തിരുവനന്തപുരത്ത് കാട്ടാക്കടയിലെ ഒരു ബന്ധുവീട്ടില്‍ പോയതായിരുന്നു. ഗൃഹനാഥനും ഞാനും മൂന്നാമതൊരാളും മുറ്റത്തുനില്‍ക്കുമ്പോള്‍, സംസാരം യാദൃശ്ചികമായി കൃഷിയെപ്പറ്റിയായി. മുറ്റത്തിനരികെ വളരുന്ന തക്കാളി ചെടി ഗൃഹനാഥന്‍ കാട്ടിത്തന്നു. നീണ്ടുമെലിഞ്ഞ ചെടി. ചെറിയ നെല്ലിക്കയുടെ വലുപ്പമുള്ള മൂന്ന് തക്കാളികള്‍ അതില്‍ കായ്ച്ചിട്ടുണ്ട്.

‘മൂന്നു മാസമായി വളവും വെള്ളവും നല്‍കി പോറ്റിയതാ, എന്നിട്ട് കായ്ച്ചതാണിത്’-തെല്ല് നിരാശയോടെ ഗൃഹനാഥന്‍ പറഞ്ഞു. ‘ഇന്നലെ കാട്ടാക്കട ചന്തയില്‍ ഒരു കിലോ തക്കാളിയുടെ വില എത്രയെന്നോ-പത്തുരൂപ!’

പെട്ടന്ന് കൂടെയുള്ള മൂന്നാമന്‍ കുനിഞ്ഞ് വാല്‍സല്യപൂര്‍വം ചെടിയില്‍ തൊട്ടു, എന്നിട്ട് പറഞ്ഞു: ‘എങ്കിലെന്താ, കെമിക്കല്‍ ഇല്ലാത്തത് കഴിക്കാമല്ലോ!’ അത്യാവശ്യം പഠിപ്പും കാര്യശേഷിയുമുള്ള ആ കക്ഷി അത്തരമൊരു ക്ലീഷെ പ്രസ്താവന നടത്തുന്നത് കേട്ട് ഞാനത്ഭുതപ്പെട്ടു.

പലപ്പോഴും ഞാന്‍ ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ട്, പ്രകൃതിചികിത്സകരും തീവ്രജൈവകൃഷി അനുകൂലികളും ഈ ‘കെമിക്കല്‍’ എന്നതുകൊണ്ട് എന്താണുദ്ദേശിക്കുന്നതെന്ന്. കൃത്രിമരാസവളങ്ങളും കീടനാശിനികളും ആയിരിക്കണം. കൃത്രമരാസവളങ്ങളുടെയും കീടനാശിനികളുടെയും അമിതേപയോഗത്തെ എതിര്‍ക്കുന്നയാളാണ് ഈ ലേഖകന്‍. എന്നാല്‍, അതുപയോഗിക്കാത്തതെല്ലാം ‘കെമിക്കലില്ലാത്തതാണ്’ എന്ന് പറയുന്നതിലെ വിവരമില്ലായ്മ അപാരം എന്നേ പറയാനാകൂ!

അടുത്തയിടെ, പ്രകാശസംശ്ലേഷണം (Photosynthesis) എന്ന പ്രക്രിയയെപ്പറ്റി പഠിക്കുകയായിരുന്നു (മാതൃഭൂമി ആഴ്ചപ്പതിപ്പിലെ ‘ഫ്യൂച്ചര്‍ ഷോക്ക്’ കോളമെഴുതാന്‍). ഭക്ഷണത്തിലൂടെ നമുക്ക് ലഭിക്കുന്ന ഊര്‍ജത്തിന്റെ ഉറവിടം സൂര്യനാണ്. പ്രകാശസംശ്ലേഷണം വഴി ഹരിതസസ്യങ്ങളാണ് പ്രകാശോര്‍ജത്തെ കാര്‍ബോഹൈഡ്രേറ്റുകളാക്കി മാറ്റുന്നത്. മണ്ണില്‍ നിന്ന് ജലവും, അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്ന് കാര്‍ബണ്‍ഡൈയോക്‌സയിഡും (CO2) ആഗിരണം ചെയ്ത്, സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തില്‍ സസ്യങ്ങളില്‍ പ്രകാശസംശ്ലേഷണം അരങ്ങേറുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ നടക്കുമ്പോള്‍ സസ്യങ്ങള്‍ ഓക്‌സിജന്‍ പുറത്തുവിടുന്നു!

ഭക്ഷണവും പ്രാണവായുവും നമുക്ക് നല്‍കുന്നത് സസ്യങ്ങളാണെന്ന് സാരം! എന്നുവെച്ചാല്‍, മനുഷ്യന്‍ ഉള്‍പ്പടെ ജീവലോകത്തെ നിര്‍ണയിക്കുകയും നിലനിര്‍ത്തുകയും ചെയ്യുന്ന മാന്ത്രികപ്രക്രിയയാണ് പ്രകാശസംശ്ലേഷണം!

ഇവിടെ ഒരു കൗതുകമുണ്ട്. സൂര്യനില്‍ നിന്ന് പ്രകാശം, വായുവില്‍ നിന്ന് CO₂, മണ്ണില്‍ നിന്ന് ജലം-ഇത്രയും ചേരുവകളാണ് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന് ആവശ്യം. അങ്ങനെയെങ്കില്‍, കര്‍ഷകരെന്തിന് കൃഷിയിടങ്ങള്‍ ജൈവവളങ്ങളും ചാണകവും ചാരവുമൊക്കെ ഉപയോഗിച്ച് പുഷ്ടിപ്പെടുത്തണം. അതല്ലെങ്കില്‍, നല്ല വില നല്‍കി കൃത്രിമരാസവളങ്ങള്‍ വാങ്ങി ഉപയോഗിക്കണം?

ഇവിടെയാണ്, ഒരുപക്ഷേ ലോകത്ത് ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീനിന്റെ റോള്‍ വരുന്നത്. ‘റുബിസ്‌കോ’ (‘Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase’ എന്നതിന്റെ ചുരുക്കപ്പേരാണ് RuBisCO) എന്ന രാസാഗ്നിയാണത്. പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വേളയില്‍ CO₂ നെ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്ന് പിടിച്ചെടുത്ത് എത്തിക്കുന്ന ജൈവരാസത്വരകം (biological catalyst) ആണ് റുബിസ്‌കോ. നൈട്രജന്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ് സസ്യങ്ങള്‍ റുബിസ്‌കോ രൂപപ്പെടുത്തുന്നത്! കാര്യത്തിന്റെ കിടപ്പ് പിടികിട്ടിയില്ലേ. നൈട്രജന്‍ ഇല്ലെങ്കില്‍ റുബിസ്‌കോ ഇല്ല. റുബിസ്‌കോ ഇല്ലെങ്കില്‍ പ്രകാശസംശ്ലേഷണവും ഇല്ല!

ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തില്‍ 78 ശതമാനവും നൈട്രജനാണെങ്കിലും, വാതകരൂപത്തില്‍ നൈട്രജന്‍ ആഗിരണം ചെയ്യാന്‍ സസ്യങ്ങള്‍ക്ക് കഴിവില്ല. മണ്ണിലെ നൈട്രജന്‍ സംയുക്തങ്ങളില്‍ നിന്ന് വേരുകള്‍ വഴി ആഗിരണം ചെയ്യാനേ സാധിക്കൂ. സസ്യങ്ങള്‍ക്ക് ആഗിരണം ചെയ്യാന്‍ പാകത്തില്‍ അമോണിയ (NH₃) പോലുള്ള നൈട്രജന്‍ സംയുക്തങ്ങള്‍ മണ്ണില്‍ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതില്‍ മുഖ്യപങ്ക് ചിലയിനം ബാക്ടീരിയകള്‍ക്കാണ്. ഇതിന് ‘നൈട്രജന്‍ സ്ഥിരീകരണം’ (Nitrogen fixation) എന്നാണ് പേര്. (ഇടിമിന്നലും ചെറിയതോതില്‍ നൈട്രജന്‍ സ്ഥിരീകരണം നടത്താറുണ്ട്). കര്‍ഷകര്‍ കൃഷിയിടങ്ങള്‍ ചാരവും ചാണകവുമൊക്കെയിട്ട് ഫലഭൂയിഷ്ഠമാക്കുമ്പോള്‍, യഥാര്‍ഥത്തില്‍ ചെയ്യുന്നത്, മണ്ണില്‍ നൈട്രജന്‍ സ്ഥിരീകരണം നടത്തുന്ന ബാക്ടീരിയകള്‍ക്ക് പെരുകാന്‍ സാഹചര്യമൊരുക്കലാണ്!

ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യ പതിറ്റാണ്ടുകളില്‍ കൃത്രിമരാസവളങ്ങളുടെ വരവോടെ, മണ്ണില്‍ നൈട്രജന്‍ സംയുക്തങ്ങള്‍ ബാക്ടീരിയകളുടെ സഹായമില്ലാതെ എത്താന്‍ കളമൊരുങ്ങി. നൈട്രജന്‍ സംയുക്തമായ അമോണിയ നിര്‍മിക്കാന്‍ രാസപ്രക്രിയ കണ്ടെത്തിയതോടെയാണത്. എന്നുവെച്ചാല്‍, നിങ്ങള്‍ ജൈവവളം ഉപയോഗിച്ചാലും, കൃത്രിമരാസവളം ഉപയോഗിച്ചാലും സംഭവിക്കുന്നത് ഒരേ സംഗതിയാണ്: മണ്ണില്‍ നിന്ന് സസ്യങ്ങള്‍ നൈട്രജന്‍ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു! അപ്പോള്‍, മേല്‍സൂചിപ്പിച്ച ‘കെമിക്കല്‍ വാദ’ത്തിന് എന്താണര്‍ഥം!

ഇതിപ്പോള്‍, രണ്ട് ‘ജീവബിന്ദുക്കളെ’ പറ്റി പറയാന്‍ വന്ന്, ‘കെമിക്കലുകളുടെ’ കെണിയിലായിപ്പോയി. നമുക്ക് ‘ജീവബിന്ദുക്കളി’ലേക്ക് നീങ്ങാം.

ഭൂമിയില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീനാണ് റുബിസ്‌കോ എന്ന് സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. രാസത്വരകമെന്ന നിലയ്ക്ക് ഏറ്റവും കാര്യപ്രാപ്തിയില്ലാത്ത പ്രോട്ടീനും റുബിസ്‌കോ തന്നെ! 350 കോടി വര്‍ഷംമുമ്പ് റുബിസ്‌കോ രൂപപ്പെട്ടപ്പോള്‍ സംഭവിച്ച ഒരു രസതന്ത്രപ്പിശക് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തെ ഇപ്പോഴും വേട്ടയാടുന്നു!

സാധാരണ പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തില്‍ രണ്ടു മുഖ്യഘട്ടങ്ങളാണുള്ളത്. സസ്യങ്ങളിലെ ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകളെന്ന ഹരിതകണങ്ങള്‍ സൗരോര്‍ജത്തെ കെണിയില്‍പെടുത്തി അതുപയോഗിച്ച് ജലതന്മാത്ര വിഘടിപ്പിച്ച് ഹൈഡ്രജനും ഓക്‌സിജനുമാക്കുന്നതാണ് ആദ്യഘട്ടം. പ്രകാശം ഉള്‍പ്പെട്ടതാകയാല്‍, ഇതിന് ‘ലൈറ്റ്’ റിയാക്ഷന്‍ (‘light’ reaction) എന്നാണ് പേര്. സ്വതന്ത്രമാകുന്ന ഹൈഡ്രജന്‍ അടുത്ത ഘട്ടത്തിലേക്ക് നീങ്ങും, ഓക്‌സിജന്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കും.

രണ്ടാംഘട്ടം ‘ഡാര്‍ക്ക്’ റിയാക്ഷന്‍ (‘dark’ reaction) ആണ്, പ്രകാശം ആവശ്യമില്ലാത്തത്. ഹൈഡ്രജനും, റുബിസ്‌കോ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്ന് പിടിച്ചുകൊണ്ടുവരുന്ന CO₂ ലെ കാര്‍ബണും സംയോജിച്ച് കാര്‍ബോ ഹൈഡ്രേറ്റുകള്‍ രൂപപ്പെടുന്നു.

മറ്റ് രാസപ്രക്രിയകളില്‍, രാസത്വരകങ്ങള്‍ സെക്കന്‍ഡില്‍ ആയിരക്കണക്കിന് റിയാക്ഷനുകള്‍ നടത്തുമ്പോള്‍, റുബിസ്‌കോ വെറും രണ്ടോമൂന്നോ റിയാക്ഷനുകളാണ് ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ നടത്തുക! റുബിസ്‌കോ ഒന്ന് ഉണര്‍ന്നു പ്രവര്‍ത്തിച്ചിരുന്നെങ്കില്‍, സൂര്യനില്‍ നിന്ന് എത്രയോ കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജം പിടിച്ചെടുക്കാന്‍ സസ്യങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയുമായിരുന്നു. കൃഷിയിടങ്ങളില്‍ വിളവ് എത്ര വര്‍ധിക്കുമായിരുന്നു!

കഴിവുകേടും റുബിസ്‌കോയുടെ കൂടെപ്പിറപ്പാണ്. ‘ഡാര്‍ക്ക്’ റിയാക്ഷന്റെ ആവശ്യത്തിനായി CO₂ നെ പിടിച്ചുകൊണ്ടുവരികയാണല്ലോ റുബിസ്‌കോയുടെ കര്‍ത്തവ്യം. രേഖീയമായ തന്മാത്രാഘടനയാണ് CO₂ നുള്ളത്-രണ്ടറ്റത്തും ഓക്‌സിജന്‍ ആറ്റങ്ങളും മധ്യഭാഗത്ത് ഒരു കാര്‍ബണ്‍ ആറ്റവും. രണ്ടറ്റത്തുമുള്ള ഓക്‌സിജന്‍ ആറ്റങ്ങളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞാണ് റുബിസ്‌കോയുടെ കിഡ്‌നാപ്പിങ്. ഓക്‌സിജന്‍ (O₂) തന്മാത്രയുടെയും രണ്ടറ്റത്തും ഓക്‌സിജന്‍ ആറ്റമാണ് എന്നിടത്താണ് പ്രശ്‌നം! അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്ന് CO₂ വിനെ പിടിക്കാന്‍ പോകുന്ന റുബിസ്‌കോ, രണ്ടറ്റത്തും ഓക്‌സിജന്‍ ആറ്റങ്ങളെ കണ്ട് ആളുമാറി ഓക്‌സിജനെ പിടിച്ചുകൊണ്ടു വരുന്ന അവസ്ഥ!

CO₂ ഉപയോഗിച്ച് കാര്‍ബോഹൈഡ്രേറ്റുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടിടത്ത്, ഓക്‌സിജന്‍ വരുമ്പോള്‍ കഥ മാറും. മാലിന്യങ്ങളാണ് ഉണ്ടാവുക. ആ മാലിന്യം നിര്‍വീര്യമാക്കി തടി രക്ഷിക്കാന്‍ സസ്യങ്ങള്‍ മറ്റൊരു ശ്രമകരമായ പ്രക്രിയ നടത്തേണ്ടി വരുന്നു. അതിന്റെ പേരാണ് ‘ഫോട്ടോറെസ്പിരേഷന്‍’ (photorespiration). കേള്‍ക്കുംപോലെ നിസ്സാരമല്ലിത്. സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ നിന്ന് സസ്യങ്ങള്‍ പിടിച്ചെടുക്കുന്ന ഊര്‍ജത്തില്‍ നല്ലൊരു പങ്ക് ഈ മാലിന്യനിര്‍മാര്‍ജനത്തിന് ഉപയോഗിക്കേണ്ടി വരുന്നു. അനാവശ്യമായ ഊര്‍ജനഷ്ടം. പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത ഏതാണ്ട് പകുതിയായി കുറയാന്‍ ഇതു കാരണമാകുന്നു!

ചൂടുകൂടിയ കാലാവസ്ഥയില്‍, CO₂ നെയും ഓക്‌സിജനെയും തിരിച്ചറിയാനുള്ള റുബിസ്‌കോയുടെ ശേഷി സാധാരണയിലും കുറയും! തണുത്ത ഇടങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ഉഷ്ണമേഖലാ പ്രദേശങ്ങളില്‍ പ്രശ്‌നം കൂടുതല്‍ രൂക്ഷമാകുമെന്ന് സാരം. ഗോതമ്പിന്റെയും നെല്ലിന്റെയുമൊക്കെ ഉത്പാദനം എത്രയോ വര്‍ധിക്കുമായിരുന്നു, റുബിസ്‌കോയ്ക്ക് ഓക്‌സിജനെയും CO₂ നെയും തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയുമായിരുന്നു എങ്കില്‍!

റുബിസ്‌കോയുടെ ആലസ്യത്തിന് പരിഹാരമായി സസ്യങ്ങള്‍ ചെയ്യുന്നത്, കൂടുതല്‍ അളവില്‍ ഈ രാസാഗ്നി ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്. പല സസ്യങ്ങളുടെയും ഇലകളിലെ പ്രോട്ടീനിന്റെ ആകെ ഭാരം കണക്കാക്കിയാല്‍, പകുതിയും റുബിസ്‌കോ ആയിരിക്കും! ആ ശൃംഖല വളരെ വ്യക്തമാണ്: കൂടുതല്‍ നൈട്രജന്‍-കൂടുതല്‍ റുബിസ്‌കോ-കൂടുതല്‍ പ്രകാശസംശ്ലേഷണം-കൂടുതല്‍ സസ്യവളര്‍ച്ച-കൂടുതല്‍ വിളവ്!

1950 കളിലാണ് റുബിസ്‌കോയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സംഗതികള്‍ ശാസ്ത്രലോകം തിരിച്ചറിയുന്നത്. അതോടെ ചോദ്യങ്ങള്‍ ഉയര്‍ന്നു. റുബിസ്‌കോയെ മെച്ചപ്പെടുത്തിക്കൂടേ. അങ്ങനെയുള്ള സസ്യങ്ങള്‍ കൂടുതല്‍ വിളവ് നല്‍കില്ലേ. വേഗം വളരുന്ന, ഉത്പാദനക്ഷമതയേറിയ, രാസവളം കുറച്ചുപയോഗിക്കുന്ന ഗോതമ്പും നെല്ലും ചോളവുമൊക്കെ രൂപപ്പെടുത്തിക്കൂടേ? ഇക്കാര്യം ഗവേഷകര്‍ പഠിച്ചു.

കഥ ഇങ്ങനെയാണ്: ഭൂമുഖത്ത് ഇന്ന് കാണപ്പെടുന്ന സൈനോബാക്ടീരിയകളുടെ (cynobacteria) അപ്പനപ്പൂപ്പന്‍മാരാണ് 350 കോടി വര്‍ഷംമുമ്പ് പ്രകാശസംശ്ലേഷണം തുടങ്ങിയത്. നൂറുകോടി വര്‍ഷത്തോളം കാര്യങ്ങള്‍ മുറപോലെ നടന്നു. അങ്ങനെയിരിക്കെ, ഏകകോശജീവിയായ ഒരു പ്രോട്ടോസോവന്‍ (protozoan) സൈനോബാക്ടീരിയയെ ആഹാരമാക്കി. അത്ഭുതമില്ല, അതു പതിവ് സംഗതിയാണ്. പക്ഷേ, ആ പ്രോട്ടോസോവന്‍ അകത്താക്കിയ സൈനോബാക്ടീരിയം ചത്തില്ല. പ്രോട്ടോസോവന്റെ കോശത്തിനുള്ളില്‍ പാര്‍ക്കാന്‍ ആ സൈനോബാക്ടീരിയയ്ക്ക് എങ്ങനെയോ അനുമതി കിട്ടി!

ഇവിടെയാണ് കഥയുടെ ട്വിസ്റ്റ്!

സ്വന്തം കോശത്തിനുള്ളില്‍ വേറൊരുത്തനെ കുടിപാര്‍ക്കാന്‍ അനുവദിക്കുമ്പോള്‍, പ്രോട്ടോസോവന് എന്തെങ്കിലും ലാഭം വേണ്ടേ? അങ്ങനെയാവണം, തന്റെയുള്ളില്‍ തടവിലാക്കിയ ആ സൈനോബാക്ടീരിയെ കൊണ്ട് പണിയെടുപ്പിക്കാന്‍ തുടങ്ങി. സൈനോബാക്ടീരിയത്തിന്റെ പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വിദ്യ തന്റെ നേട്ടത്തിന് ഉപയോഗിക്കുകയാണ് പ്രോട്ടോസോവന്‍ ചെയ്തത്. പ്രോട്ടോസോവന്‍ വിഭജിച്ച് പുതിയ കോശങ്ങളായി പ്രജനനം നടത്തിയപ്പോള്‍, അതിനുള്ളിലെ സൈനോബാക്ടീരിയവും പിളര്‍ന്ന് പുത്രകോശങ്ങളിലെത്തി! അത് തുടര്‍ന്നുകൊണ്ടേയിരുന്നു. ജീവലോകത്തെ മുഴുവന്‍ നിര്‍ണയിക്കാന്‍ പോന്ന സഹജീവന ബന്ധം (symbiotic relationship) അവിടെ ആരംഭിക്കുകയായിരുന്നു!

ഒരര്‍ഥത്തില്‍ ഇത് അവിശ്വസനീയമാണ്. 350 കോടി വര്‍ഷം. പ്രോട്ടോസോവയും സൈനോബാക്ടീരിയയും തമ്മില്‍ നടന്നിരിക്കാവുന്ന കോടാനുകോടി ഇടപഴകലുകള്‍. എന്നിട്ടും, അതിനിടെ ഒറ്റ തവണ മാത്രമേ ഇത് സംഭവിച്ചുള്ളൂ. എന്നാല്‍, ഒരിക്കല്‍ മാത്രം നടന്ന ആ കൂടിച്ചേരല്‍ ജീവലോകത്തിന്റെ ഗതിമാറ്റി. പില്‍ക്കാലത്ത് സസ്യങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പിനു തന്നെ (അതുവഴി മറ്റു മുഴുവന്‍ ജാവജാലങ്ങളുടെയും നിലനില്‍പ്പിന്) കാരണമായത് ഈ ബന്ധമാണ്.

കാലങ്ങള്‍ പിന്നിട്ടു. നമ്മുടെ കഥാപാത്രമായ സൈനോബാക്ടീരിയം അതിന്റെ പല സവിശേഷതകളും ഉപേക്ഷിച്ച് ഹരിതകണമായ ‘ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റ്’ (chloroplast) ആയി രൂപപ്പെട്ടു. പ്രകാശസംശ്ലേഷണം നടക്കുന്ന സസ്യകോശങ്ങളില്‍ സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങുന്ന ഘടകമാണിപ്പോള്‍ ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റ്. കോടിക്കണക്കിന് വര്‍ഷം മുമ്പ് ആ പ്രോട്ടോസോവനില്‍ കുടുങ്ങിപ്പോയ സൈനോബാക്ടീരിയത്തിന്റെ പിന്‍ഗാമികളാണ്, ഇന്ന് സസ്യകോശങ്ങളില്‍ കാണപ്പെടുന്ന ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകളെല്ലാം!

കോടിക്കണക്കിന് വര്‍ഷം പഴക്കമുള്ള സഹജീവന ബന്ധം സസ്യകോശങ്ങളില്‍ ഒളിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന്, ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തില്‍ റഷ്യന്‍ ഗവേഷകര്‍ പറഞ്ഞപ്പോള്‍, ശാസ്ത്രലോകം പരിഹാസത്തോടെ ആ ആശയം തള്ളിക്കളയുകയാണുണ്ടായത്. എന്നാല്‍, 1950 കളിലും തുടര്‍ദശകങ്ങളിലും ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റിനെ കുറിച്ച് കൂടുതല്‍ അറിഞ്ഞപ്പോള്‍ കഥ മാറി. ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകള്‍ക്ക് സ്വന്തമായി ഡിഎന്‍എ ഉണ്ട്, അവയ്ക്ക് മാത്രമായി പ്രത്യേകം ജീനുകളുമുണ്ട്. പ്രോട്ടീനുകള്‍ സ്വന്തമായി നിര്‍മിക്കാനുള്ള സംവിധാനവുമുണ്ട്!

സൈനോബാക്ടീരിയത്തെക്കുറിച്ച് അറിയാവുന്നവര്‍ക്ക് മേല്‍സൂചിപ്പിച്ച സംഗതിയില്‍ വിശ്വാസം വരണമെന്നില്ല. കാരണം, സൈനോബാക്ടീരിയത്തില്‍ ആയിരക്കണക്കിന് ജീനുകളുണ്ട്. അതേസമയം, ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റില്‍ വെറും 250 ജീനുകളേ ഉള്ളൂ. മാത്രമല്ല, അവയ്ക്ക് ഒറ്റയ്ക്ക് സ്വന്തമായി നിലനില്‍ക്കാനും പ്രാപ്തിയില്ല. അപ്പോള്‍, എങ്ങനെ മുകളില്‍ പറഞ്ഞത് വിശ്വസിക്കും. അതിന് ശാസ്ത്രലോകം നല്‍കുന്ന ഉത്തരം ഇതാണ്: കാലങ്ങള്‍ക്കിടെ സൈനോബാക്ടീരിയത്തിലെ മിക്ക ജീനുകളും ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റില്‍ നിന്ന് കോശമര്‍മത്തിലേക്ക് കുടിയേറി! ‘ജീന്‍ മൈഗ്രേഷന്‍’ (gene migration) എന്നാണിതിന് പറയുക. (ആദ്യകാലത്ത് ഇത്തരം ജീന്‍ കുടിയേറ്റം (gene migration) സംശയത്തോടെയാണ് പല ഗവേഷകരും കണ്ടത്. എന്നാല്‍, 2003 ല്‍ പുകയിലയില്‍ ഇത് നിരീക്ഷിച്ചതോടെ കഥ മാറി)..

അങ്ങനെ, ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റില്‍ നിന്ന് കോശമര്‍മത്തിലേക്ക് കുടിയേറിയവയില്‍ റുബിസ്‌കോയെ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള ജീനുകളുമുണ്ട്. മാത്രമല്ല, ജനിതകമായി ഇരട്ടക്കുടുക്കാണ് റുബിസ്‌കോയ്ക്കുള്ളത്. ഈ രാസാഗ്നിക്ക് രണ്ടു ഉപയൂണിറ്റുകളുണ്ട്. അതില്‍ വലിയ ഉപയൂണിറ്റിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ജീനുകള്‍ ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റിലും, ചെറിയ ഉപയൂണിറ്റിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ജീനുകള്‍ കോശമര്‍മ്മത്തിലുമാണുള്ളത്. ഈ കുഴമറിച്ചിലുകള്‍ക്കിടയില്‍ കുറഞ്ഞത് നാലു മുഖ്യവകഭേദങ്ങളില്‍ റുബിസ്‌കോ രൂപപ്പെട്ടു. പക്ഷേ, അതിലൊന്നിനും ഓക്‌സിജനെ തിരിച്ചറിയാനുള്ള കഴിവ് കൂടുതലില്ല. 350 കോടി വര്‍ഷത്തെ പരിണാമം റുബിസ്‌കോയുടെ കാര്യത്തില്‍ ഒന്നും ചെയ്തിട്ടില്ല എന്നു ചുരുക്കം!

എന്നുവെച്ചാല്‍, റുബിസ്‌കോയെ മെച്ചപ്പെടുത്തല്‍ നടക്കാത്ത കാര്യമാണ്! അങ്ങനെ ഭക്ഷ്യോത്പാദനം വര്‍ധിപ്പിക്കാമെന്ന പൂതി നടക്കില്ല! ഇത് വ്യക്തമായതോടെ, പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തെ മറ്റ് രീതികളില്‍ മെച്ചപ്പെടുത്താനുള്ള ശ്രമങ്ങളാണ് ഇന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്ത് നടക്കുന്നത്.

---

ജോസഫ് ആന്റണി മാതൃഭൂമിയിലെ ലേഖകനാണ്. ലൂക്ക സംഘടിപ്പിക്കുന്ന #JoinScienceChain സയൻസെഴുത്തിന്റെ ഭാഗമായി ഫേസ്ബുക്കിലെഴുതിയത്.

അവലംബം

1. The Wizard and the Prophet (2018). By Charles C. Mann. Picador, New York.
2. Life’s Greatest Secret: The Race to Crack the Genetic Code (2015). By Mathew Cobb. Prfile Books, London.
3. Oxygen: The Molecule that Made the World (2002). By Nick Lane. Oxford University Press, Oxford.

–

#JoinScienceChain – ശാസ്ത്രമെഴുത്തിൽ നിങ്ങൾക്കും പങ്കാളിയാകാം