बाह्य अंतरिक्ष से प्राप्त चीनी ने पृथ्वी पर जीवन के निर्माण में कैसे मदद की होगी; अध्ययन से पता चलता है कि राइबोस ने शुरुआती पानी में बोरॉन को घोलकर रखा है

उल्कापिंडों द्वारा युवा पृथ्वी पर पहुंचाई गई एक साधारण चीनी ने जीवन के उद्भव में वैज्ञानिकों की अपेक्षा कहीं अधिक जटिल भूमिका निभाई होगी। राइबोज़, एक पाँच-कार्बन शर्करा, आज उस शर्करा के रूप में जानी जाती है जो आरएनए का हिस्सा बनती है, जो जीव विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण अणुओं में से एक है। लेकिन राइबोस रासायनिक रूप से नाजुक होता है और अपेक्षाकृत आसानी से टूट सकता है, जिससे इस बारे में सिद्धांतों के लिए समस्या पैदा हो जाती है कि यह प्रीबायोटिक रसायन विज्ञान में भाग लेने के लिए लंबे समय तक कैसे जीवित रह सकता है। साइंटिफिक रिपोर्ट्स में प्रकाशित एक नए अध्ययन, ‘बोरेट खनिज घुलनशीलता पर राइबोज का प्रभाव’ ने अब राइबोज और बोरेट खनिजों के बीच संभावित दो-तरफा संबंध की पहचान की है। शोधकर्ताओं ने पाया कि राइबोस पानी में घुलने वाले बोरेट की मात्रा को बढ़ा सकता है, जबकि बोरेट राइबोज के साथ बंध सकता है और इसे क्षरण से बचाने में मदद कर सकता है।

राइबोज़ महत्वपूर्ण था, लेकिन संरक्षित करना कठिन था

राइबोज़ का महत्व आरएनए से इसके संबंध से होता है। आरएनए अणुओं की रीढ़ की हड्डी में राइबोज़ होता है, और आरएनए-विश्व परिकल्पना का प्रस्ताव है कि आरएनए जैसे अणुओं ने जीवन के विकास में प्रारंभिक चरण के दौरान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। इस रसायन विज्ञान को शुरू करने के लिए, राइबोज को ऐसे वातावरण में मौजूद रहने की आवश्यकता है जहां यह बना रह सके और आगे की प्रतिक्रियाओं में भाग ले सके।यह सीधा नहीं है. राइबोज़ के विघटित होने का खतरा होता है, विशेष रूप से कुछ प्रीबायोटिक वातावरणों से संबंधित परिस्थितियों में। इसलिए पिछले प्रयोगों ने इस बात पर ध्यान केंद्रित किया है कि क्या बोरेट चीनी को स्थिर कर सकता है। बोरेट राइबोज के साथ कॉम्प्लेक्स बना सकता है, जिससे ऐसी संरचनाएं बनती हैं जो क्षारीय परिस्थितियों में गिरावट के प्रति अधिक प्रतिरोधी होती हैं।समस्या यह थी कि कई प्रयोगशाला प्रयोगों में शुद्ध रासायनिक अभिकर्मकों से बोरेट की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता का उपयोग किया गया था। ये सांद्रता आवश्यक रूप से बोरेट की मात्रा का प्रतिनिधित्व नहीं करती है जो प्रारंभिक पृथ्वी पर प्राकृतिक वातावरण में उपलब्ध रही होगी, जहां बोरॉन युक्त खनिजों को भंग करना मुश्किल हो सकता है।

वैज्ञानिकों ने केवल प्रयोगशाला अभिकर्मकों के बजाय वास्तविक बोरेट खनिजों का परीक्षण किया

उस अंतर की जांच करने के लिए, स्टेलर, चौहान, वान क्रानेन्डोंक और फ़ारेनबाक ने जांच की कि राइबोज़ वास्तविक बोरेट-असर वाले खनिजों के साथ कैसे संपर्क करता है। यह शोध न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय में ऑस्ट्रेलियन सेंटर फॉर एस्ट्रोबायोलॉजी एंड केमिस्ट्री और अर्थ-साइंस समूहों से जुड़े वैज्ञानिकों द्वारा किया गया था, जिसमें मार्टिन वान क्रैनेंडोंक भी कर्टिन विश्वविद्यालय से संबद्ध थे।शोधकर्ताओं ने पाया कि पानी में राइबोज मिलाने से कई बोरेट-युक्त खनिजों की घुलनशीलता काफी बढ़ सकती है। इसमें कैल्शियम युक्त बोरेट्स शामिल थे, जो विशेष रूप से कम घुलनशील होते हैं। दूसरे शब्दों में, राइबोज़ केवल बोरेट उपलब्ध होने की प्रतीक्षा में पानी में नहीं बैठा रहता था। यह सक्रिय रूप से खनिज-जल रसायन विज्ञान को बदल सकता है और समाधान में अधिक बोरेट उपलब्ध करा सकता है।टीम ने यह भी पाया कि राइबोस-बोरेट कॉम्प्लेक्स कैल्शियम मौजूद होने पर बोरेट को अवक्षेपित होने से रोक सकता है। यह मायने रखता है क्योंकि वर्षा पानी में घुले हुए बोरेट को वापस ठोस खनिज में बदलकर निकाल देती है। उस प्रक्रिया को बाधित करके, कॉम्प्लेक्स बाद की प्रतिक्रियाओं के लिए बोरेट को रासायनिक रूप से उपलब्ध रख सकते हैं।

चीनी और बोरेट ने एक दूसरे की मदद की होगी

यह एक दिलचस्प रासायनिक फीडबैक लूप उत्पन्न करता है। बोरेट राइबोज़ को स्थिर करने में मदद कर सकता है, जबकि राइबोज़ बोरेट को घुलित रखने में मदद कर सकता है। यह संबंध प्रारंभिक पृथ्वी के वातावरण में मायने रख सकता था जहां पानी बोरेट-समृद्ध खनिजों के साथ परस्पर क्रिया करता था। राइबोज़ को एक अणु के रूप में कल्पना करने के बजाय जो बस आया और अपने आप जीवित रहने की आवश्यकता थी, निष्कर्षों से पता चलता है कि इसकी उपस्थिति आसपास के खनिज रसायन विज्ञान को भी बदल सकती है। लेखकों का कहना है कि इससे यह जानकारी मिलती है कि जीवन के अस्तित्व में आने से पहले प्रीबायोटिक कार्बनिक अणुओं ने भूवैज्ञानिक प्रणालियों को कैसे प्रभावित किया होगा।यह विचार विशेष रूप से उन स्थानों के लिए प्रासंगिक है जहां बोरेट खनिज प्राकृतिक रूप से केंद्रित थे। शोधकर्ता भारतीय हिमालय में पुगा को प्रचुर मात्रा में बोरॉन युक्त आधुनिक वातावरण के रूप में इंगित करते हैं, जहां गर्म झरनों के आसपास बोरेट नमक की परतें बनती हैं। ऐसी सेटिंग्स का अध्ययन कुछ खनिज-समृद्ध वातावरणों के लिए संभावित एनालॉग के रूप में किया जाता है जो प्रारंभिक पृथ्वी पर मौजूद हो सकते हैं।

उल्कापिंड कुछ सामग्रियों की आपूर्ति कर सकते थे

अध्ययन में यह दावा नहीं किया गया है कि राइबोज निश्चित रूप से अंतरिक्ष से पृथ्वी पर आया है। बल्कि, यह अनुसंधान के एक व्यापक समूह में फिट बैठता है जिसमें दिखाया गया है कि जीवन से संबंधित कार्बनिक अणु अलौकिक सामग्री में मौजूद हो सकते हैं।2025 में, क्षुद्रग्रह बेन्नू से लौटे नमूनों के विश्लेषण से राइबोस और ग्लूकोज सहित कई जैव-आवश्यक शर्करा की पहचान की गई। शोधकर्ताओं ने इस खोज को जीवन से जुड़े ज्ञात आणविक अवयवों की सूची का एक महत्वपूर्ण हिस्सा पूरा करने वाला बताया।यह व्यापक तस्वीर को और अधिक दिलचस्प बनाता है। उल्कापिंड और क्षुद्रग्रह युवा पृथ्वी पर कार्बनिक अणु पहुंचा सकते थे, जबकि भूवैज्ञानिक वातावरण खनिज और पानी प्रदान करते थे जिसमें वे अणु प्रतिक्रिया कर सकते थे। नए वैज्ञानिक रिपोर्ट अध्ययन से यह भी पता चलता है कि एक बार राइबोज और बोरेट का एक-दूसरे से सामना हुआ, तो उनकी बातचीत ने दोनों की उपलब्धता और स्थिरता को बदल दिया होगा।फिर भी शोधकर्ता इसे सबूत के तौर पर पेश नहीं कर रहे हैं कि जीवन अंतरिक्ष से आया है। निष्कर्ष प्रीबायोटिक रसायन विज्ञान में एक संभावित चरण की चिंता करते हैं, कि जैविक प्रणालियों के अस्तित्व में आने से पहले कार्बनिक अणु और खनिज कैसे परस्पर क्रिया कर सकते थे।

जीवन के अस्तित्व में आने से पहले राइबोज़ ने पृथ्वी के खनिजों को प्रभावित किया होगा

निहितार्थ एक चीनी अणु के अस्तित्व से परे तक फैले हुए हैं। यदि राइबोज़ बोरेट खनिजों की घुलनशीलता और अवक्षेपण व्यवहार को बदल सकता है, तो कार्बनिक अणुओं ने जीवों के प्रकट होने से पहले ही भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं को प्रभावित किया होगा।शोधकर्ताओं ने इसे प्रीबायोटिक ऑर्गेनो-खनिजीकरण के रूप में वर्णित किया है, जो कि जीवन से पहले मौजूद वातावरण में कार्बनिक यौगिकों और खनिजों के बीच बातचीत है। इस तरह का रसायन विज्ञान प्रभावित कर सकता था कि कौन से तत्व प्राचीन जल में घुले रहे और कौन से खनिजों में बंद हो गए।राइबोज़ संभवतः संपूर्ण प्रारंभिक पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में नहीं था, इसलिए शोधकर्ताओं ने घुली हुई चीनी से ढके ग्रह की कल्पना करने के प्रति आगाह किया है। एथिलीन ग्लाइकॉल और ग्लिसरॉल सहित अन्य कार्बनिक अणु भी बोरेट से बंध सकते हैं, और प्राकृतिक खनिज भंडार पर उनका प्रभाव आगे की जांच का क्षेत्र बना हुआ है।व्यापक संभावना यह है कि कार्बन युक्त अणुओं ने सिलिका और कैल्शियम जैसे सामान्य खनिजों के साथ भी परस्पर क्रिया की होगी। यदि ऐसा है, तो प्रीबायोटिक रसायन विज्ञान ने पृथ्वी के खनिज पर्यावरण को उन तरीकों से प्रभावित किया होगा जिनका अभी भी पता लगाया जा रहा है।

एक छोटी सी चीनी जीवन की उत्पत्ति के एक बड़े प्रश्न की ओर इशारा करती है

इसलिए नई खोज का महत्व परिचित अर्थों में चीनी के बारे में कम और जीव विज्ञान से पहले रसायन विज्ञान के बारे में अधिक है। राइबोज़ अंततः आरएनए का एक मूलभूत घटक बन गया, लेकिन सरल अणु से जैविक निर्माण खंड तक इसके मार्ग के लिए एक ऐसे वातावरण की आवश्यकता थी जिसमें यह बना रह सके और प्रतिक्रिया कर सके।स्टेलर और सहकर्मियों का अध्ययन उस पहेली में एक संभावित टुकड़ा जोड़ता है। उनके प्रयोगों से पता चलता है कि राइबोज़ बोरेट खनिजों की घुलनशीलता को बढ़ा सकता है और भंग बोरेट को कैल्शियम-प्रेरित वर्षा के माध्यम से हटाए जाने से रोक सकता है। वहीं, बोरेट-राइबोस कॉम्प्लेक्स चीनी को ख़राब होने से बचा सकते हैं।इससे यह स्थापित नहीं होता कि जीवन कैसे शुरू हुआ। इसके बजाय, यह वैज्ञानिकों को भविष्य में जीवन की उत्पत्ति के प्रयोगों में परीक्षण करने के लिए अधिक यथार्थवादी रासायनिक संबंध प्रदान करता है, जिसमें कार्बनिक अणुओं और खनिजों को अलग-अलग अवयवों के रूप में नहीं, बल्कि एक-दूसरे के व्यवहार को बदलने में सक्षम पदार्थों के रूप में माना जाता है। परिणाम एक आश्चर्यजनक संभावना है, एक नाजुक चीनी जो कि व्यापक सौर मंडल से आई होगी, खनिज रसायन को दोबारा आकार देने में मदद कर सकती है जिसने युवा पृथ्वी पर अपने अस्तित्व की अनुमति दी है।