लिथोट्रॉफ़: Difference between revisions
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{{short description|Organism using inorganic substrate to obtain reducing equivalents for use in biosynthesis}} | {{short description|Organism using inorganic substrate to obtain reducing equivalents for use in biosynthesis}} | ||
लिथोट्रॉफ़ जीवों का एक विविध समूह है जो सेलुलर श्वसन या अवायवीय श्वसन के माध्यम से जैवसंश्लेषण (जैसे, कार्बन निर्धारण) या ऊर्जा संरक्षण (यानी, [[ एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट |एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट]] उत्पादन) में उपयोग के लिए कम करने वाले समकक्षों को प्राप्त करने के लिए एक अकार्बनिक सब्सट्रेट ( | '''लिथोट्रॉफ़''' जीवों का एक विविध समूह है जो सेलुलर श्वसन या अवायवीय श्वसन के माध्यम से जैवसंश्लेषण (जैसे, कार्बन निर्धारण) या ऊर्जा संरक्षण (यानी, [[ एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट |एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट]] उत्पादन) में उपयोग के लिए कम करने वाले समकक्षों को प्राप्त करने के लिए एक अकार्बनिक सब्सट्रेट (सामान्यतया खनिज मूल) का उपयोग करते हैं।<ref>Zwolinski, Michele D. "[http://faculty.weber.edu/mzwolinski/Lithotrophs.pdf Lithotroph] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130824121042/http://faculty.weber.edu/mzwolinski/Lithotrophs.pdf |date=2013-08-24 }}." ''Weber State University''. p. 1-2.</ref> जबकि व्यापक अर्थों में लिथोट्रॉफ़्स में पौधों की तरह फोटोलिथोट्रोफ़्स सम्मिलित हैं, केमोलिथोट्रॉफ़ विशेष रूप से सूक्ष्मजीव हैं; कोई ज्ञात मैक्रोफौना में अकार्बनिक यौगिकों को इलेक्ट्रॉन स्रोतों के रूप में उपयोग करने की क्षमता नहीं हैI मैक्रोफौना और लिथोट्रोफ्स सहजीवी संबंध बना सकते हैं, इस स्तिथि में लिथोट्रोफ्स को "प्रोकैरियोटिक सिम्बियन" कहा जाता है। इसका एक उदाहरण विशाल ट्यूब कृमि या प्लास्टिड्स में केमोलिथोट्रोफिक बैक्टीरिया है, जो पौधों की कोशिकाओं के भीतर ऑर्गेनेल हैं जो कि फोटोलिथोग्राफिक साइनोबैक्टीरिया जैसे जीवों से विकसित हो सकते हैं। केमोलिथोट्रॉफ़ डोमेन बैक्टीरिया और आर्किया से संबंधित हैं। "लिथोट्रॉफ़" शब्द ग्रीक शब्दों 'लिथोस' (रॉक) और 'ट्रॉफ़' (उपभोक्ता) से बनाया गया था, जिसका अर्थ है "रॉक के खाने वाले"। परन्तु सभी लिथोऑटोट्रॉफ़ चरमोत्कर्ष नहीं हैं। | ||
जीवन के अंतिम सार्वभौमिक आम पूर्वज को केमोलिथोट्रॉफ़ (प्रोकैरियोट्स में इसकी उपस्थिति के कारण) माना जाता है।<ref>Baidouri, F. E., Venditti, C., Suzuki, S., Meade, A., & Humphries, S. (2020). Phenotypic reconstruction of the last universal common ancestor reveals a complex cell. https://doi.org/10.1101/2020.08.20.260398</ref> लिथोट्रॉफ़ से भिन्न एक ऑर्गोट्रोफ़ है, एक जीव जो कार्बनिक यौगिकों के अपचय से अपने कम करने वाले एजेंटों को प्राप्त करता है। | जीवन के अंतिम सार्वभौमिक आम पूर्वज को केमोलिथोट्रॉफ़ (प्रोकैरियोट्स में इसकी उपस्थिति के कारण) माना जाता है।<ref>Baidouri, F. E., Venditti, C., Suzuki, S., Meade, A., & Humphries, S. (2020). Phenotypic reconstruction of the last universal common ancestor reveals a complex cell. https://doi.org/10.1101/2020.08.20.260398</ref> लिथोट्रॉफ़ से भिन्न एक ऑर्गोट्रोफ़ है, एक जीव जो कार्बनिक यौगिकों के अपचय से अपने कम करने वाले एजेंटों को प्राप्त करता है। | ||
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== जैव रसायन == | == जैव रसायन == | ||
लिथोट्रोफ्स कम [[अकार्बनिक यौगिक]] (इलेक्ट्रॉन दाताओं) का उपभोग करते हैं। | लिथोट्रोफ्स कम [[अकार्बनिक यौगिक]] (इलेक्ट्रॉन दाताओं) का उपभोग करते हैं। | ||
=== केमोलिथोट्रॉफ़्स === | === केमोलिथोट्रॉफ़्स === | ||
केमोलिथोट्रोफ अपनी ऊर्जा उत्पादन प्रतिक्रियाओं में अकार्बनिक कम यौगिकों का उपयोग करने में सक्षम है।<ref name="astrobio">{{cite book|title=एस्ट्रोबायोलॉजी में पूरा कोर्स|editor-last1=Horneck|editor-first1=Gerda|editor-last2=Rettberg|editor-first2=Petra|publisher=Wiley-VCH|location=Weinheim, Germany|isbn=978-3-527-40660-9|url=http://www.fis.puc.cl/~jalfaro/astrobiologia/apoyo/3527406603%20-%20-%20Complete%20Course%20in%20Astrobiology%20(Physics%20Textbook)%20%5B2007%5D.pdf|access-date=13 September 2020|date=2007}}</ref> <ref name="NYT-20160912" />इस प्रक्रिया में एटीपी संश्लेषण के साथ मिलकर अकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण | केमोलिथोट्रोफ अपनी ऊर्जा उत्पादन प्रतिक्रियाओं में अकार्बनिक कम यौगिकों का उपयोग करने में सक्षम है।<ref name="astrobio">{{cite book|title=एस्ट्रोबायोलॉजी में पूरा कोर्स|editor-last1=Horneck|editor-first1=Gerda|editor-last2=Rettberg|editor-first2=Petra|publisher=Wiley-VCH|location=Weinheim, Germany|isbn=978-3-527-40660-9|url=http://www.fis.puc.cl/~jalfaro/astrobiologia/apoyo/3527406603%20-%20-%20Complete%20Course%20in%20Astrobiology%20(Physics%20Textbook)%20%5B2007%5D.pdf|access-date=13 September 2020|date=2007}}</ref> <ref name="NYT-20160912" />इस प्रक्रिया में एटीपी संश्लेषण के साथ मिलकर अकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण सम्मिलित है। अधिकांश केमोलिथोट्रॉफ़्स केमोलिथोआटोट्रॉफ़्स हैं, जो [[केल्विन चक्र]] के माध्यम से [[कार्बन डाईऑक्साइड]] (CO<sub>2</sub>) को ठीक करने में सक्षम हैं, एक चयापचय मार्ग जिसमें CO<sub>2</sub> ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाती है।<ref name="kuenen">{{cite book |last=Kuenen |first=G.|editor-first1=J.|editor-last1=Lengeler|editor-first2=G.|editor-last2=Drews|editor-first3=H.|editor-last3=Schlegel|title=प्रोकैरियोट्स की जीवविज्ञान|year=2009|publisher=John Wiley & Sons| page= 242| chapter=Oxidation of Inorganic Compounds by Chemolithotrophs|chapter-url=https://books.google.com/books?id=vXbJa4X5oHsC&q=%22the+majority+of+the+chemolithoautotrophs+employ+the+Calvin+cycle%22&pg=PA241| isbn=9781444313307}}</ref> जीवों के इस समूह में सल्फर ऑक्सीडाइज़र, नाइट्राइजिंग बैक्टीरिया, आयरन ऑक्सीडाइज़र और हाइड्रोजन ऑक्सीडाइज़र सम्मिलित हैं। | ||
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इन जीवाणुओं का जीवित रहना उनके पर्यावरण की भौतिक रासायनिक स्थितियों पर निर्भर है। यद्यपि वे कुछ कारकों के प्रति संवेदनशील हैं जैसे कि अकार्बनिक सब्सट्रेट की गुणवत्ता, वे दुनिया में कुछ सबसे दुर्गम परिस्थितियों में पनपने में सक्षम हैं, जैसे तापमान 110 डिग्री सेल्सियस से ऊपर और 2 pH से नीचे है।<ref>{{cite book |last=Kuenen |first=G.|editor-first1=J.|editor-last1=Lengeler|editor-first2=G.|editor-last2=Drews|editor-first3=H.|editor-last3=Schlegel|title=प्रोकैरियोट्स की जीवविज्ञान|year=2009|publisher=John Wiley & Sons| page= 243| chapter=Oxidation of Inorganic Compounds by Chemolithotrophs|chapter-url=https://books.google.com/books?id=vXbJa4X5oHsC&q=types+of+chemolithotrophs&pg=PA243| isbn=9781444313307}}</ref> केमोलिथोट्रोपिक जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकता अकार्बनिक यौगिकों का प्रचुर स्रोत है,<ref>{{cite web |url=http://www.uta.edu/biology/chrzanowski/classnotes/microbial_diversity/Chemolithotrophs2.pdf |title=संग्रहीत प्रति|access-date=2013-05-15 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20130826202827/http://www.uta.edu/biology/chrzanowski/classnotes/microbial_diversity/Chemolithotrophs2.pdf |archive-date=2013-08-26 }}</ref> जो CO<sub>2</sub> को ठीक करने के लिए एक उपयुक्त इलेक्ट्रॉन दाता प्रदान करते हैं और सूक्ष्मजीव को जीवित रहने के लिए ऊर्जा का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है। चूँकि रसायन संश्लेषण सूर्य के प्रकाश की अनुपस्थिति में हो सकता है, ये जीव अधिकतर हाइड्रोथर्मल वेंट और अकार्बनिक सब्सट्रेट से भरपूर अन्य स्थानों के आसपास पाए जाते हैं। | इन जीवाणुओं का जीवित रहना उनके पर्यावरण की भौतिक रासायनिक स्थितियों पर निर्भर है। यद्यपि वे कुछ कारकों के प्रति संवेदनशील हैं जैसे कि अकार्बनिक सब्सट्रेट की गुणवत्ता, वे दुनिया में कुछ सबसे दुर्गम परिस्थितियों में पनपने में सक्षम हैं, जैसे तापमान 110 डिग्री सेल्सियस से ऊपर और 2 pH से नीचे है।<ref>{{cite book |last=Kuenen |first=G.|editor-first1=J.|editor-last1=Lengeler|editor-first2=G.|editor-last2=Drews|editor-first3=H.|editor-last3=Schlegel|title=प्रोकैरियोट्स की जीवविज्ञान|year=2009|publisher=John Wiley & Sons| page= 243| chapter=Oxidation of Inorganic Compounds by Chemolithotrophs|chapter-url=https://books.google.com/books?id=vXbJa4X5oHsC&q=types+of+chemolithotrophs&pg=PA243| isbn=9781444313307}}</ref> केमोलिथोट्रोपिक जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकता अकार्बनिक यौगिकों का प्रचुर स्रोत है,<ref>{{cite web |url=http://www.uta.edu/biology/chrzanowski/classnotes/microbial_diversity/Chemolithotrophs2.pdf |title=संग्रहीत प्रति|access-date=2013-05-15 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20130826202827/http://www.uta.edu/biology/chrzanowski/classnotes/microbial_diversity/Chemolithotrophs2.pdf |archive-date=2013-08-26 }}</ref> जो CO<sub>2</sub> को ठीक करने के लिए एक उपयुक्त इलेक्ट्रॉन दाता प्रदान करते हैं और सूक्ष्मजीव को जीवित रहने के लिए ऊर्जा का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है। चूँकि रसायन संश्लेषण सूर्य के प्रकाश की अनुपस्थिति में हो सकता है, ये जीव अधिकतर हाइड्रोथर्मल वेंट और अकार्बनिक सब्सट्रेट से भरपूर अन्य स्थानों के आसपास पाए जाते हैं। | ||
अकार्बनिक ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा सब्सट्रेट और प्रतिक्रिया के आधार पर भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, ½O<sub>2</sub> द्वारा [[हाइड्रोजन सल्फाइड]] का तात्विक [[ गंधक |गंधक]] में ऑक्सीकरण<sub>2</sub> | अकार्बनिक ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा सब्सट्रेट और प्रतिक्रिया के आधार पर भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, ½O<sub>2</sub> द्वारा [[हाइड्रोजन सल्फाइड]] का तात्विक [[ गंधक |गंधक]] में ऑक्सीकरण 3/2 O<sub>2</sub> द्वारा [[सल्फेट]] (150 किलो [[कैलोरी]]/मोल या 627 kJ/mol) में मौलिक सल्फर के ऑक्सीकरण की तुलना में बहुत कम ऊर्जा (50 कैलोरी/मोल (यूनिट) या 210 जूल/मोल) उत्पन्न करता है।,<ref>{{cite book|last=Ogunseitan|first=Oladele|url=https://books.google.com/books?id=zoeqrrxuYN4C&q=hydrogen+sulfide+kcal%2Fmol&pg=PA170|title=Microbial Diversity: Form and Function in Prokaryotes|publisher=John Wiley & Sons|year=2008|isbn=9781405144483|page=169}}</ref>. अधिकांश लिथोट्रोफ कार्बन डाइऑक्साइड को केल्विन चक्र के माध्यम से ठीक करते हैं, जो एक ऊर्जावान रूप से महंगी प्रक्रिया है।<ref name="kuenen" /> कुछ कम-ऊर्जा सबस्ट्रेट्स के लिए, जैसे कि [[लोहा]], कोशिकाओं को बड़ी मात्रा में अकार्बनिक सब्सट्रेट के माध्यम से कम मात्रा में ऊर्जा को सुरक्षित करने के लिए खींचना चाहिए। यह उनकी चयापचय प्रक्रिया को कई जगहों पर अक्षम बना देता है और उनके विकास को प्रतिबंधित करता है <ref name="books.google.com">{{Cite book | url=https://books.google.com/books?id=vXbJa4X5oHsC&q=types+of+chemolithotrophs&pg=PA243 | title=प्रोकैरियोट्स की जीवविज्ञान| isbn=9781444313307| last1=Lengeler| first1=Joseph W| last2=Drews| first2=Gerhart| last3=Schlegel| first3=Hans G| date=2009-07-10}}</ref> | ||
==== चयापचय प्रक्रिया का अवलोकन ==== | ==== चयापचय प्रक्रिया का अवलोकन ==== | ||
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||2H<sup>+</sup> + 2e<sup>−</sup> → '''H{{su|b=2}}''' (hydrogen) | ||2H<sup>+</sup> + 2e<sup>−</sup> → '''H{{su|b=2}}''' (hydrogen) | ||
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=== फोटोलिथोट्रोफ्स === | === फोटोलिथोट्रोफ्स === | ||
फोटोलिथोट्रॉफ़्स जैसे कि पौधे प्रकाश से ऊर्जा प्राप्त करते हैं और इसलिए अकार्बनिक इलेक्ट्रॉन दाताओं जैसे पानी का उपयोग केवल बायोसिंथेटिक प्रतिक्रियाओं (जैसे, लिथोऑटोट्रॉफ़्स में कार्बन डाइऑक्साइड निर्धारण) को बढ़ावा देने के लिए करते हैं। | फोटोलिथोट्रॉफ़्स जैसे कि पौधे प्रकाश से ऊर्जा प्राप्त करते हैं और इसलिए अकार्बनिक इलेक्ट्रॉन दाताओं जैसे पानी का उपयोग केवल बायोसिंथेटिक प्रतिक्रियाओं (जैसे, लिथोऑटोट्रॉफ़्स में कार्बन डाइऑक्साइड निर्धारण) को बढ़ावा देने के लिए करते हैं। | ||
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=== केमोलिथोट्रॉफ़्स की तुलना में फोटोलिथोट्रोफ़्स === | === केमोलिथोट्रॉफ़्स की तुलना में फोटोलिथोट्रोफ़्स === | ||
इस विभाजन के अतिरिक्त, लिथोट्रॉफ़ प्रारंभिक ऊर्जा स्रोत में भिन्न होते हैं जो एटीपी उत्पादन | इस विभाजन के अतिरिक्त, लिथोट्रॉफ़ प्रारंभिक ऊर्जा स्रोत में भिन्न होते हैं जो एटीपी उत्पादन प्रारंभ करता है: | ||
* केमोलिथोट्रॉफ़ एरोबिक या एनारोबिक श्वसन के लिए उपर्युक्त अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग करते हैं। इन यौगिकों के ऑक्सीकरण द्वारा उत्पादित ऊर्जा एटीपी उत्पादन के लिए पर्याप्त होती है। अकार्बनिक दाताओं से प्राप्त कुछ इलेक्ट्रॉनों को भी जैवसंश्लेषण में प्रवाहित करने की आवश्यकता होती है। अधिकतर, इन कम करने वाले समकक्षों को रूपों और रेडॉक्स क्षमता की आवश्यकता (अधिकतर एनएडीएच या | * केमोलिथोट्रॉफ़ एरोबिक या एनारोबिक श्वसन के लिए उपर्युक्त अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग करते हैं। इन यौगिकों के ऑक्सीकरण द्वारा उत्पादित ऊर्जा एटीपी उत्पादन के लिए पर्याप्त होती है। अकार्बनिक दाताओं से प्राप्त कुछ इलेक्ट्रॉनों को भी जैवसंश्लेषण में प्रवाहित करने की आवश्यकता होती है। अधिकतर, इन कम करने वाले समकक्षों को रूपों और रेडॉक्स क्षमता की आवश्यकता (अधिकतर एनएडीएच या एनएडीpH) में बदलने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा का निवेश करना पड़ता है, जो रिवर्स इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रतिक्रियाओं से होता है। | ||
* फोटोलिथोट्रोफ़्स अपने ऊर्जा स्रोत के रूप में प्रकाश का उपयोग करते हैं। ये जीव प्रकाश संश्लेषण हैं; फोटोलिथोट्रोफिक बैक्टीरिया के उदाहरण बैंगनी बैक्टीरिया (जैसे, [[क्रोमैटियासी]]), हरे बैक्टीरिया ([[क्लोरोबिएसी]] और [[क्लोरोफ्लेक्सोटा]]), और [[ साइनोबैक्टीरीया |साइनोबैक्टीरीया]] हैं। बैंगनी और हरे बैक्टीरिया सल्फाइड, सल्फर, सल्फाइट, आयरन या हाइड्रोजन को ऑक्सीकृत करते हैं। सायनोबैक्टीरिया और पौधे पानी से कम करने वाले समकक्षों को निकालते हैं, यानी वे पानी को ऑक्सीजन में ऑक्सीकृत करते हैं। इलेक्ट्रॉन दाताओं से प्राप्त इलेक्ट्रॉनों का उपयोग एटीपी उत्पादन के लिए नहीं किया जाता है (जब तक प्रकाश है); उनका उपयोग बायोसिंथेटिक प्रतिक्रियाओं में किया जाता है। कुछ फोटोलिथोट्रॉफ़्स अंधेरे में केमोलिथोट्रॉफ़िक चयापचय में स्थानांतरित हो जाते हैं। | * फोटोलिथोट्रोफ़्स अपने ऊर्जा स्रोत के रूप में प्रकाश का उपयोग करते हैं। ये जीव प्रकाश संश्लेषण हैं; फोटोलिथोट्रोफिक बैक्टीरिया के उदाहरण बैंगनी बैक्टीरिया (जैसे, [[क्रोमैटियासी]]), हरे बैक्टीरिया ([[क्लोरोबिएसी]] और [[क्लोरोफ्लेक्सोटा]]), और [[ साइनोबैक्टीरीया |साइनोबैक्टीरीया]] हैं। बैंगनी और हरे बैक्टीरिया सल्फाइड, सल्फर, सल्फाइट, आयरन या हाइड्रोजन को ऑक्सीकृत करते हैं। सायनोबैक्टीरिया और पौधे पानी से कम करने वाले समकक्षों को निकालते हैं, यानी वे पानी को ऑक्सीजन में ऑक्सीकृत करते हैं। इलेक्ट्रॉन दाताओं से प्राप्त इलेक्ट्रॉनों का उपयोग एटीपी उत्पादन के लिए नहीं किया जाता है (जब तक प्रकाश है); उनका उपयोग बायोसिंथेटिक प्रतिक्रियाओं में किया जाता है। कुछ फोटोलिथोट्रॉफ़्स अंधेरे में केमोलिथोट्रॉफ़िक चयापचय में स्थानांतरित हो जाते हैं। | ||
== भूवैज्ञानिक महत्व == | == भूवैज्ञानिक महत्व == | ||
लिथोट्रॉफ़ विभिन्न प्रकार के वातावरण में मौजूद हो सकते हैं, जिनमें गहरी स्थलीय उपसतह, मिट्टी, खदानें और [[एंडोलिथ]] समुदाय | लिथोट्रॉफ़ कई भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, जैसे कि मिट्टी का निर्माण और कार्बन, [[नाइट्रोजन]] और अन्य [[रासायनिक तत्व|रासायनिक]] तत्वों के जैव-रासायनिक चक्र। लिथोट्रॉफ़ भी [[एसिड माइन ड्रेनेज]] के आधुनिक-दिन के मुद्दे से जुड़े हैं। लिथोट्रॉफ़ विभिन्न प्रकार के वातावरण में मौजूद हो सकते हैं, जिनमें गहरी स्थलीय उपसतह, मिट्टी, खदानें और [[एंडोलिथ]] समुदाय सम्मिलित हैं।<ref name=soil /> | ||
===मृदा निर्माण=== | ===मृदा निर्माण=== | ||
मिट्टी के निर्माण में योगदान देने वाले लिथोट्रॉफ़्स का एक प्राथमिक उदाहरण सायनोबैक्टीरिया है। बैक्टीरिया का यह समूह नाइट्रोजन-फिक्सिंग फोटोलिथोट्रॉफ़ है जो सूरज की रोशनी से ऊर्जा और चट्टानों से अकार्बनिक पोषक तत्वों को कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करने में सक्षम है।<ref name="soil">{{cite book|last1=Evans|first1=J. Heritage; E. G. V.|last2=Killington|first2=R. A.|title=कार्रवाई में माइक्रोबायोलॉजी|date=1999|publisher=Cambridge Univ. Press|location=Cambridge [u.a.]|url=https://books.google.com/books?id=n9x6zLqdjOYC&q=microbiology+in+action+heritage&pg=PR13|isbn=9780521621113|edition=Repr}}</ref> यह क्षमता | मिट्टी के निर्माण में योगदान देने वाले लिथोट्रॉफ़्स का एक प्राथमिक उदाहरण सायनोबैक्टीरिया है। बैक्टीरिया का यह समूह नाइट्रोजन-फिक्सिंग फोटोलिथोट्रॉफ़ है जो सूरज की रोशनी से ऊर्जा और चट्टानों से अकार्बनिक पोषक तत्वों को कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करने में सक्षम है।<ref name="soil">{{cite book|last1=Evans|first1=J. Heritage; E. G. V.|last2=Killington|first2=R. A.|title=कार्रवाई में माइक्रोबायोलॉजी|date=1999|publisher=Cambridge Univ. Press|location=Cambridge [u.a.]|url=https://books.google.com/books?id=n9x6zLqdjOYC&q=microbiology+in+action+heritage&pg=PR13|isbn=9780521621113|edition=Repr}}</ref> यह क्षमता प्राकृत, ओलिगोट्रोफिक चट्टानों पर उनके विकास और विकास की अनुमति देती है और अन्य जीवों को उपनिवेश बनाने के लिए उनके कार्बनिक पदार्थों (पोषक तत्वों) के बाद के जमाव में सहायता करती है।<ref name="soils">{{cite book|last1=eds|first1=François Buscot, Ajit Varma|title=उत्पत्ति और कार्यों में मिट्टी की भूमिका में सूक्ष्मजीव|volume=3|date=2005|publisher=Springer|location=Berlin|isbn=978-3-540-26609-9|doi=10.1007/b137872|series=Soil Biology}}</ref> औपनिवेशीकरण कार्बनिक यौगिक अपघटन की प्रक्रिया प्रारंभ कर सकता है: मिट्टी की उत्पत्ति के लिए एक प्राथमिक कारक है। इस तरह के एक तंत्र को प्रारंभिक विकासवादी प्रक्रियाओं के हिस्से के रूप में उत्तरदायी ठहराया गया है जिसने जैविक पृथ्वी को आकार देने में सहायता की है। | ||
===जैव भू-रासायनिक सायक्लिंग === | ===जैव भू-रासायनिक सायक्लिंग === | ||
माइक्रोबियल वातावरण के भीतर तत्वों का जैव-रासायनिक चक्र लिथोट्रॉफ़ का एक अनिवार्य घटक है। उदाहरण के लिए, [[कार्बन चक्र]] में, [[माइक्रोबियल मेटाबॉलिज्म]] के रूप में वर्गीकृत कुछ बैक्टीरिया होते हैं जो वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बनिक कार्बन उत्पन्न करते हैं। कुछ माइक्रोबियल मेटाबोलिज्म बैक्टीरिया भी कार्बनिक कार्बन का उत्पादन कर सकते हैं, कुछ प्रकाश की अनुपस्थिति में भी।<ref name=soils />पौधों के समान, ये रोगाणु जीवों के उपभोग के लिए ऊर्जा का एक उपयोगी रूप प्रदान करते हैं। इसके विपरीत, ऐसे लिथोट्रॉफ़ होते हैं जिनमें [[किण्वन]] की क्षमता होती है, जिससे कार्बनिक कार्बन को दूसरे उपयोगी रूप में परिवर्तित करने की उनकी क्षमता का पता चलता है।<ref name="acid">{{cite book|last1=Paul|first1=Eldor A.|title=मृदा सूक्ष्म जीव विज्ञान, पारिस्थितिकी और जैव रसायन|publisher=Academic Press, 2014|url=https://books.google.com/books?id=gDnLAwAAQBAJ&q=acid+mine+drainage&pg=PP1|isbn=9780123914118|pages=598|date=2014-11-14}}</ref> [[लौह चक्र]] के जैविक पहलू में लिथोट्रॉफ़ एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये जीव लोहे का उपयोग इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कर सकते हैं, Fe(II) -> Fe(III), या एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में, Fe (III) -> Fe(II)।<ref>{{Cite journal|last1=Kappler|first1=Andreas|last2=Straub|first2=Kristina L.|date=2005-01-01|title=आयरन की जियोमाइक्रोबायोलॉजिकल साइकिलिंग|url=https://pubs.geoscienceworld.org/rimg/article-abstract/59/1/85/140760/Geomicrobiological-Cycling-of-Iron|journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry|language=en|volume=59|issue=1|pages=85–108|doi=10.2138/rmg.2005.59.5|bibcode=2005RvMG...59...85K|issn=1529-6466}}</ref> एक अन्य उदाहरण [[नाइट्रोजन नियतन]] है। कई लिथोट्रोफिक बैक्टीरिया नाइट्रोजन निर्धारण नामक प्रक्रिया में अकार्बनिक [[नाइट्रोजन चक्र]]नाइट्रोजन) को कार्बनिक नाइट्रोजन ([[अमोनियम]]) में कम करने में भूमिका निभाते हैं।<ref name="soils" />इसी तरह, कई लिथोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया भी हैं जो अमोनियम को नाइट्रोजन गैस में [[अनाइट्रीकरण]] नामक प्रक्रिया में परिवर्तित करते हैं।<ref name="soil" />कार्बन और नाइट्रोजन महत्वपूर्ण पोषक तत्व हैं, जो चयापचय प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं, और कभी-कभी सीमित कारक हो सकते हैं जो जीवों के विकास और विकास को प्रभावित करते हैं। इस प्रकार, इन महत्वपूर्ण संसाधनों को प्रदान करने और हटाने दोनों में लिथोट्रॉफ़ प्रमुख खिलाड़ी हैं। | माइक्रोबियल वातावरण के भीतर तत्वों का जैव-रासायनिक चक्र लिथोट्रॉफ़ का एक अनिवार्य घटक है। उदाहरण के लिए, [[कार्बन चक्र]] में, [[माइक्रोबियल मेटाबॉलिज्म]] के रूप में वर्गीकृत कुछ बैक्टीरिया होते हैं जो वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बनिक कार्बन उत्पन्न करते हैं। कुछ माइक्रोबियल मेटाबोलिज्म बैक्टीरिया भी कार्बनिक कार्बन का उत्पादन कर सकते हैं, कुछ प्रकाश की अनुपस्थिति में भी।<ref name=soils />पौधों के समान, ये रोगाणु जीवों के उपभोग के लिए ऊर्जा का एक उपयोगी रूप प्रदान करते हैं। इसके विपरीत, ऐसे लिथोट्रॉफ़ होते हैं जिनमें [[किण्वन]] की क्षमता होती है, जिससे कार्बनिक कार्बन को दूसरे उपयोगी रूप में परिवर्तित करने की उनकी क्षमता का पता चलता है।<ref name="acid">{{cite book|last1=Paul|first1=Eldor A.|title=मृदा सूक्ष्म जीव विज्ञान, पारिस्थितिकी और जैव रसायन|publisher=Academic Press, 2014|url=https://books.google.com/books?id=gDnLAwAAQBAJ&q=acid+mine+drainage&pg=PP1|isbn=9780123914118|pages=598|date=2014-11-14}}</ref> [[लौह चक्र]] के जैविक पहलू में लिथोट्रॉफ़ एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये जीव लोहे का उपयोग इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कर सकते हैं, Fe(II) -> Fe(III), या एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में, Fe (III) -> Fe(II)।<ref>{{Cite journal|last1=Kappler|first1=Andreas|last2=Straub|first2=Kristina L.|date=2005-01-01|title=आयरन की जियोमाइक्रोबायोलॉजिकल साइकिलिंग|url=https://pubs.geoscienceworld.org/rimg/article-abstract/59/1/85/140760/Geomicrobiological-Cycling-of-Iron|journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry|language=en|volume=59|issue=1|pages=85–108|doi=10.2138/rmg.2005.59.5|bibcode=2005RvMG...59...85K|issn=1529-6466}}</ref> एक अन्य उदाहरण [[नाइट्रोजन नियतन]] है। कई लिथोट्रोफिक बैक्टीरिया नाइट्रोजन निर्धारण नामक प्रक्रिया में अकार्बनिक [[नाइट्रोजन चक्र]]नाइट्रोजन) को कार्बनिक नाइट्रोजन ([[अमोनियम]]) में कम करने में भूमिका निभाते हैं।<ref name="soils" />इसी तरह, कई लिथोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया भी हैं जो अमोनियम को नाइट्रोजन गैस में [[अनाइट्रीकरण]] नामक प्रक्रिया में परिवर्तित करते हैं।<ref name="soil" /> कार्बन और नाइट्रोजन महत्वपूर्ण पोषक तत्व हैं, जो चयापचय प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं, और कभी-कभी सीमित कारक हो सकते हैं जो जीवों के विकास और विकास को प्रभावित करते हैं। इस प्रकार, इन महत्वपूर्ण संसाधनों को प्रदान करने और हटाने दोनों में लिथोट्रॉफ़ प्रमुख खिलाड़ी हैं। | ||
=== एसिड माइन ड्रेनेज === | === एसिड माइन ड्रेनेज === | ||
एसिड माइन ड्रेनेज के रूप में जानी जाने वाली घटना के लिए लिथोट्रॉफ़िक रोगाणु | एसिड माइन ड्रेनेज के रूप में जानी जाने वाली घटना के लिए लिथोट्रॉफ़िक रोगाणु उत्तरदायी हैं। सामान्यतया खनन क्षेत्रों में होने वाली, यह प्रक्रिया [[पाइराइट]]्स के सक्रिय चयापचय और अन्य कम सल्फर घटकों को सल्फेट से संबंधित करती है। एक उदाहरण एसिडोफिलिक बैक्टीरियल जीनस, एसिडिथियोबैसिलस A है। फेरोक्सिडन्स, जो आयरन (II) सल्फाइड (FeS<sub>2</sub>) [[सल्फ्यूरिक एसिड]] उत्पन्न करने के लिए।<ref name="acid" />इन विशिष्ट लिथोट्रॉफ़्स के अम्लीय उत्पाद में खनन क्षेत्र से जल प्रवाह के माध्यम से निकलने और पर्यावरण में प्रवेश करने की क्षमता है। | ||
एसिड माइन ड्रेनेज नाटकीय रूप से अम्लता (2 - 3 के | एसिड माइन ड्रेनेज नाटकीय रूप से अम्लता (2 - 3 के pH मान) और भूजल और धाराओं के रसायन विज्ञान को बदल देता है, और खनन क्षेत्रों के पौधों और जानवरों की आबादी को संकट में डाल सकता है।<ref name="acid" />एसिड माइन ड्रेनेज के समान गतिविधियाँ, लेकिन बहुत कम पैमाने पर, प्राकृतिक परिस्थितियों में भी पाई जाती हैं जैसे कि ग्लेशियरों के चट्टानी तल, मिट्टी और ताल में, पत्थर के स्मारकों और इमारतों पर और गहरी उपसतह में है। | ||
==ज्योतिष विज्ञान == | ==ज्योतिष विज्ञान == | ||
यह सुझाव दिया गया है कि [[जैवखनिजीकरण]] [[अलौकिक जीवन]] के महत्वपूर्ण संकेतक हो सकते हैं और इस प्रकार [[मंगल ग्रह]] पर पिछले या वर्तमान जीवन की खोज में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।<ref name="NYT-20160912">{{cite news |last=Chang |first=Kenneth |title=पृथ्वी की गहराई में मंगल ग्रह पर जीवन के दर्शन|url=https://www.nytimes.com/2016/09/13/science/south-african-mine-life-on-mars.html |date=September 12, 2016 |work=[[New York Times]] |access-date=2016-09-12}}</ref> इसके अलावा, कार्बनिक यौगिकों (खनिज) (जैव हस्ताक्षर) जो | यह सुझाव दिया गया है कि [[जैवखनिजीकरण]] [[अलौकिक जीवन]] के महत्वपूर्ण संकेतक हो सकते हैं और इस प्रकार [[मंगल ग्रह]] पर पिछले या वर्तमान जीवन की खोज में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।<ref name="NYT-20160912">{{cite news |last=Chang |first=Kenneth |title=पृथ्वी की गहराई में मंगल ग्रह पर जीवन के दर्शन|url=https://www.nytimes.com/2016/09/13/science/south-african-mine-life-on-mars.html |date=September 12, 2016 |work=[[New York Times]] |access-date=2016-09-12}}</ref> इसके अलावा, कार्बनिक यौगिकों (खनिज) (जैव हस्ताक्षर) जो प्रायः बायोमिनरल से जुड़े होते हैं, माना जाता है कि प्री-बायोटिक और बायोटिक सामग्री प्रतिक्रियाओं दोनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।<ref name=SSG >{{Cite book |editor2-first=David |editor2-last= Beaty |contribution=Final report of the MEPAG Astrobiology Field Laboratory Science Steering Group (AFL-SSG)| title=एस्ट्रोबायोलॉजी फील्ड प्रयोगशाला|editor1-first=Andrew |editor1-last=Steele |publisher=[[Mars Exploration Program Analysis Group]] (MEPAG) - NASA |place=U.S.A. |pages=72 |date=September 26, 2006 |url=http://mepag.jpl.nasa.gov/reports/AFL_SSG_WHITE_PAPER_v3.doc |format=.doc |display-authors=etal}}</ref> | ||
24 जनवरी 2014 को, नासा ने बताया कि क्यूरियोसिटी ([[नदी]]) और अपॉर्चुनिटी (रोवर) [[मार्स रोवर]] द्वारा मंगल पर वर्तमान अध्ययन अब प्राचीन जीवन के साक्ष्य की खोज करेगा, जिसमें [[ स्वपोषी | स्वपोषी]] ़िक, केमोट्रोफ़िक और/या लिथोट्रॉफ़ #केमोलिथोट्रॉफ़्स पर आधारित जीवमंडल सम्मिलित है। सूक्ष्मजीव, साथ ही साथ प्राचीन जल, जिसमें सरोवर का [[मैदान]] फ्लुवियो-लेकस्ट्राइन वातावरण सम्मिलित हैं, जो कि ग्रहीय आवास हो सकते हैं।<ref name="SCI-20140124a">{{cite journal |last=Grotzinger |first=John P.|title=विशेष अंक का परिचय - रहने की क्षमता, तपस्या, और मंगल ग्रह पर जैविक कार्बन की खोज|journal=[[Science (journal)|Science]] |date=January 24, 2014 |volume=343 |issue=6169 |pages=386–387 |doi=10.1126/science.1249944 |pmid=24458635|bibcode=2014Sci...343..386G |doi-access=free }}</ref><ref name="SCI-20140124special">{{cite journal |authors=Various |title=विशेष अंक - सामग्री की तालिका - मंगल ग्रह के आवास की खोज|url=https://www.science.org/toc/science/343/6169|date=January 24, 2014|journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=343 |number=6169 |pages=345–452|access-date=2014-01-24}}</ref><ref name="SCI-20140124">{{cite journal |authors=Various |title=विशेष संग्रह - क्यूरियोसिटी - मंगल ग्रह के निवास स्थान की खोज|url=https://www.science.org/action/doSearch?AllField=Curiosity+Mars|date=January 24, 2014 |journal=[[Science (journal)|Science]] |access-date=2014-01-24}}</ref><ref name="SCI-20140124c">{{cite journal|authors=Grotzinger, J.P.|title=येलोनाइफ़ बे, गेल क्रेटर, मंगल पर एक रहने योग्य फ़्लूवियो-लेकस्ट्रीन पर्यावरण|date=January 24, 2014 |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=343 |issue=6169 |doi=10.1126/science.1242777 |display-authors=etal |pmid=24324272 |pages=1242777|bibcode=2014Sci...343A.386G |citeseerx=10.1.1.455.3973 |s2cid=52836398 }}</ref> मंगल ग्रह पर ग्रहों के रहने की क्षमता, तपस्या (जीवाश्म से संबंधित), और [[जैविक कार्बन]] के साक्ष्य की खोज अब [[नासा]] का प्राथमिक उद्देश्य है।<ref name="SCI-20140124a" /><ref name="SCI-20140124special" /> | |||
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* [https://archive.today/20140627092658/https://webcast.stsci.edu/webcast/detail.xhtml?talkid=4006 Minerals and the Origins of Life] ([[Robert Hazen]], [[NASA]]) (video, 60m, April 2014). | * [https://archive.today/20140627092658/https://webcast.stsci.edu/webcast/detail.xhtml?talkid=4006 Minerals and the Origins of Life] ([[Robert Hazen]], [[NASA]]) (video, 60m, April 2014). | ||
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Latest revision as of 15:47, 19 April 2023
लिथोट्रॉफ़ जीवों का एक विविध समूह है जो सेलुलर श्वसन या अवायवीय श्वसन के माध्यम से जैवसंश्लेषण (जैसे, कार्बन निर्धारण) या ऊर्जा संरक्षण (यानी, एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट उत्पादन) में उपयोग के लिए कम करने वाले समकक्षों को प्राप्त करने के लिए एक अकार्बनिक सब्सट्रेट (सामान्यतया खनिज मूल) का उपयोग करते हैं।[1] जबकि व्यापक अर्थों में लिथोट्रॉफ़्स में पौधों की तरह फोटोलिथोट्रोफ़्स सम्मिलित हैं, केमोलिथोट्रॉफ़ विशेष रूप से सूक्ष्मजीव हैं; कोई ज्ञात मैक्रोफौना में अकार्बनिक यौगिकों को इलेक्ट्रॉन स्रोतों के रूप में उपयोग करने की क्षमता नहीं हैI मैक्रोफौना और लिथोट्रोफ्स सहजीवी संबंध बना सकते हैं, इस स्तिथि में लिथोट्रोफ्स को "प्रोकैरियोटिक सिम्बियन" कहा जाता है। इसका एक उदाहरण विशाल ट्यूब कृमि या प्लास्टिड्स में केमोलिथोट्रोफिक बैक्टीरिया है, जो पौधों की कोशिकाओं के भीतर ऑर्गेनेल हैं जो कि फोटोलिथोग्राफिक साइनोबैक्टीरिया जैसे जीवों से विकसित हो सकते हैं। केमोलिथोट्रॉफ़ डोमेन बैक्टीरिया और आर्किया से संबंधित हैं। "लिथोट्रॉफ़" शब्द ग्रीक शब्दों 'लिथोस' (रॉक) और 'ट्रॉफ़' (उपभोक्ता) से बनाया गया था, जिसका अर्थ है "रॉक के खाने वाले"। परन्तु सभी लिथोऑटोट्रॉफ़ चरमोत्कर्ष नहीं हैं।
जीवन के अंतिम सार्वभौमिक आम पूर्वज को केमोलिथोट्रॉफ़ (प्रोकैरियोट्स में इसकी उपस्थिति के कारण) माना जाता है।[2] लिथोट्रॉफ़ से भिन्न एक ऑर्गोट्रोफ़ है, एक जीव जो कार्बनिक यौगिकों के अपचय से अपने कम करने वाले एजेंटों को प्राप्त करता है।
इतिहास
इस शब्द का सुझाव वर्ष 1946 में लवॉफ और उनके सहयोगियों द्वारा दिया गया था।[3]
जैव रसायन
लिथोट्रोफ्स कम अकार्बनिक यौगिक (इलेक्ट्रॉन दाताओं) का उपभोग करते हैं।
केमोलिथोट्रॉफ़्स
केमोलिथोट्रोफ अपनी ऊर्जा उत्पादन प्रतिक्रियाओं में अकार्बनिक कम यौगिकों का उपयोग करने में सक्षम है।