बायोसिग्नेचर: Difference between revisions

Revision as of 13:47, 26 October 2023

बायो-हस्ताक्षर (जिन्हें कभी-कभी रासायनिक भूतल या आणविक भूतल भी कहा जाता है) किसी ऐसे तत्व,आइसोटोप, या अणु - या घटना को संदर्भित करता है जो पृथ्वी के बाहर रहने वाले जीवन के पूर्व या वर्तमान अस्तित्व का वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान करती है।^[1]^[2]^[3] जीवन की मापने योग्य विशेषताओं में इसकी जटिल भौतिक या रासायनिक संरचनाएं और थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा का उपयोग और बायोमास और सेलुलर अपशिष्ट उत्पाद का उत्पादन सम्मलित है। बायो-हस्ताक्षर बाहरी प्राणियों के लिए प्रमाण प्रदान कर सकता है और उनके अद्वितीय उपज पर आधारित हो सकता है, जिनकी खोज करके सीधे या परोक्ष रूप से उनका पता लगाया जा सकता है।

प्रकार

सामान्य रूप से, बायोहस्ताक्षर दस विभिन्न श्रेणियों में समूहीकृत किए जा सकते हैं:^[4]

आइसोटोप पैटर्न: आयसोटोपिक प्रमाण या पैटर्न जो जैविक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती हैं।
रसायन विज्ञान: रासायनिक विशेषताएँ जो जैविक गतिविधि की आवश्यकता होती हैं।
जैविक पदार्थ: जैविक प्रक्रियाओं द्वारा बने हुए जैविक या कार्बनिक पदार्थ।
खनिज:ऐसे खनिज या बायोखनिज-चरण जिनकी संयोजना और/या आकृति जीवित गतिविधि की ओर संकेत करती हैं (जैसे, मैग्नेटाइट)
माइक्रोस्कोपिक संरचनाएं और बनावट: जैविक रूप से बनी हुई सीमेंट, सूक्ष्मदृष्टि, सूक्ष्म जीवाश्म विज्ञान और फिल्में।
मैक्रोस्कोपिक भौतिक संरचनाएं और बनावट: माइक्रोबायोटिक पारिस्थितिकी, बायोफिल्म (जैसे, स्ट्रोमैटोलाइट), या बड़े जीवों के जीवाश्म को संकेत करने वाली संरचनाएँ।
अस्थायी परिवर्तनशीलता: वायुमंडलीय गैसों, प्रतिफलन या बड़ी स्थूल दिखावटी विशेषताओं में समय के आधार पर परिवर्तन जो जीवित जीवन की हुज़ूरी की संकेत देते हैं।
सतह परावर्तन विशेषताएं: बायोलॉजिकल पिगमेंट्स के कारण होने वाली बड़ी स्थानिक प्रतिफलन विशेषताएँ, जो दूरस्थ से पहचानी जा सकती हैं।
वायुमंडलीय गैसें: चयापचय और/या जलीय प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित गैसें, जो ग्रह-व्यापी पैमाने पर सम्मलित हो सकती हैं।
टेक्नोसिग्नेचर्स: हस्ताक्षर जो तकनीकी रूप से उन्नत सभ्यता का संकेत देते हैं।^[5]

व्यवहार्यता

किसी संभावित जीव-लक्षण को जांचने के लिए यह निर्धारित करना कि वह खोजने योग्य है या नहीं, एक मौलिक रूप से कठिन प्रक्रिया है। वैज्ञानिकों को संभव वैकल्पिक स्पष्टीकरण को ध्यान में रखना चाहिए पहले निष्कर्ष निकालने से पहले। इसमें अन्य ग्रहों को अद्वितीय बनाने वाले सूक्ष्म विवरणों की जांच करने के समावेश है, और जब एक ग्रह पर अप्राकृतिक गैर-जीवाणुत्विक प्रक्रियाएँ हैं तो उनकी प्राप्त आशा से भटकने की क्षमता को समझने की क्षमता होनी चाहिए। जीवित ग्रह के मामले में, ये विभिन्नताएँ बहुत छोटी हो सकती हैं या पूर्णतः न प्राप्त हो सकती हैं, जो जीव-लक्षण खोजने की कठिनाइयों में जोड़ती हैं। वैज्ञानिक अध्ययन के वर्षों की समाप्ति से तीन मानदंडों में परिणत हो गई है जो एक संभावित जीव-लक्षण को आगे की खोज के लिए संभावित बनाते हैं: विश्वसनीयता, सहज स्थायित्व, और प्रत्यक्षता।^[6]^[7]^[8]^[9]

File:O2 false positives2.png

विभिन्न ग्रह स्थितियों पर ऑक्सीजन के लिए गलत सकारात्मक प्रक्रियाएँ। प्रत्येक बड़े आयताकार घेरे में मौजूद मोलेक्यूल ग्रह के वायुमंडल के स्पेक्ट्रम के प्रमुख योगदाता हैं। पीले रंग में घेरे में चारों ओर चक्रित मोलेक्यूल गलत सकारात्मक जीव-चिह्नित यदि वे पहचाने गए होते। साथ ही, लाल से आवृत्त मोलेक्यूल गलत सकारात्मक जीव-चिह्नित पुष्टि करेंगे यदि वे पहचाने नहीं गए होते। कार्टून विक्टोरिया मीडोज के 2018 ऑक्सीजन के एक जीव-चिह्नित अध्ययन से अनुकूल बनाया गया है।^[9]

विश्वसनीयता

एक जीव-चिह्नित को ऐसी गतिविधियों से बलवान होना चाहिए जो उसके शरीरिक, स्पेक्ट्रल, और रासायनिक सुविधाओं की तुलना में समान गुणवत्ता वाले अन्य प्रक्रियाओं के साथ कर सकती हैं। एक पोटेंशियल जीव-चिह्नित की जांच करते समय, वैज्ञानिकों को सवाल में जीव-चिह्नित के सभी अन्य संभव उत्पन्नताओं को ध्यान से विचार करना चाहिए। जीवित जीवों के कई रूप हैं जो भौतिक रिएक्शंस की नकल करते हैं। वास्तव में, जीवोत्पत्ति पर एक सिद्धांत में मोलेक्यूलों को यह समझने में मदद मिलती है कि वे भौतिक रिएक्शंस की कैटलाइज़ कैसे कर सकते हैं और उससे उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं। ये कुछ प्राचीनतम ज्ञात जैविक जीवन-प्रक्रियाएँ हैं (मेथानोजेनेसिस देखें)।^[10]^[11] इस तरह के मामले में, वैज्ञानिक भौतिक चक्र में असंतुलन की खोज कर सकते हैं, जो किसी प्रक्रिया को अधिक या कम बार घट रही है, इसके आधार पर। इस तरह के असंतुलन को जीवन के प्रमाण के रूप में व्याख्या किया जा सकता है।^[11]

उत्तरजीविता

एक जीवीय आक्रोशण को पर्याप्त समय तक टिकाने की क्षमता होनी चाहिए ताकि एक प्रोब, दूरबीन या मानव उसे पहचान सके। जैविक जीवन के शोषणिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप आयोजित मेटाबॉलिक कचरे का उत्पादन होता है। साथ ही, किसी जीव की संरचना एक भूतकालीन अवशेष के रूप में संभावित रूप से सुरक्षित रह सकती है, और हमें पता है कि धरती पर कुछ भूतकालीन अवशेष 35 अरब साल पुराने हैं।^[12]^[13] ये उत्पाद उत्तम जीवचिह्नित करने वाले हैं क्योंकि वे सीधे जीवन के प्रमाण प्रदान करते हैं। हालांकि, एक योग्य जीवचिह्नित के लिए उत्पाद को बाद में सुरक्षित रहना चाहिए ताकि वैज्ञानिक उसे खोज सकें।

पता लगाने की क्षमता

वैज्ञानिक अनुसंधान के संदर्भ में एक जीवचिह्नित को प्रासंगिक बनाने के लिए वह विज्ञान और प्रौद्योगिकी के साथ वर्तमान में उपलब्ध तकनीक के द्वारा दिखाई देना चाहिए। यह एक स्पष्ट बयान लगता है, हालांकि कई स्थितियां हैं जहां एक ग्रह पर जीवन मौजूद हो सकता है, लेकिन मानव-कारण सीमाओं के कारण वह अप्राप्य रह सकता है।

झूठी सकारात्मक

प्रत्येक संभवित बायोसिग्नेचर अपने विशिष्ट झूठी सकारात्मक और झूठी नकारात्मक तत्वों के साथ जुड़ा होता है, यानी गैर-जीवाणु प्रक्रियाओं के जो एक बायोसिग्नेचर के डिटेक्ट करने योग्य विशेषता की नकल कर सकते हैं। इसका एक महत्वपूर्ण उदाहरण ऑक्सीजन को बायोसिग्नेचर के रूप में उपयोग करना है। पृथ्वी पर, जीवन का अधिकांश ऑक्सीजन के चारों ओर है। यह प्रकाश संश्लेषण का एक उपउत्पाद है और इसे फिर श्वास लेने के लिए अन्य प्रकार के जीव द्वारा उपयोग किया जाता है। वर्णक्रमीय रेखा में ऑक्सीजन भी आसानी से पता लगाया जा सकता है, जिसमें अपेक्षाकृत व्यापक तरंग दैर्ध्य रेंज में कई बैंड होते हैं, इसलिए यह एक बहुत अच्छा बायोसिग्नेचर बनाता है। हालांकि, किसी ग्रह के वायुमंडल में अकेले ऑक्सीजन का पता लगाना बायोसिग्नेचर की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त नहीं है क्योंकि इससे जुड़े झूठे-सकारात्मक तंत्र हैं। एक संभावना यह है कि अगर गैर-संघनित गैसों की कम सूची है या यदि यह बहुत अधिक पानी खो देता है तो ऑक्सीजन अजैविक रूप से फोटोदीसशक्तिओं के माध्यम से निर्माण कर सकता है।^[14]^[15] ^[16]किसी बायोसिग्नेचर को उसके संभावित झूठे-सकारात्मक तंत्र से अलग करना व्यवहार्यता के लिए परीक्षण के सबसे जटिल भागों में से एक है क्योंकि यह अजैविक-जैविक विकृति को तोड़ने के लिए मानव सरलता पर निर्भर करता है, अगर प्रकृति अनुमति देती है।

गलत नकारात्मक

"झूठे सकारात्मक परिणामों के विपरीत, झूठे नकारात्मक जीवन चिह्नित ऐसी स्थिति में उत्पन्न होते हैं जहां एक अन्य ग्रह पर जीवन मौजूद हो सकता है, लेकिन उस ग्रह पर कुछ प्रक्रियाओं के कारण संभावित जीवन चिह्नित अप्राप्य हो जाते हैं। यह एक ऐसी चुनौती है जो भविष्य के दूरदर्शी दूरबीनों की तैयारी में है जो बाहरी ग्रह की वायुमंडल की अवलोकनीयता की क्षमता रखेंगे।"

मानवीय सीमाएं

कई तरीकों से मानव एक संभावित जीवचिह्नित की संभावना को सीमित कर सकते हैं। दूरदर्शक का संकल्पना विशेष गलत सकारात्मक प्रक्रियाओं की जांच करते समय महत्वपूर्ण हो जाता है, और कई मौजूदा दूरदर्शक ऐसी संकल्पना की संभावना को जांचने के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन में नहीं हैं। साथ ही, प्रोब और दूरदर्शक विभिन्न वैज्ञानिक समूहों द्वारा काम किए जाते हैं जिनकी विभिन्न हितों की समानता होती है। इस परिणामस्वरूप, नए प्रोब और दूरदर्शक विभिन्न उपकरण लाते हैं जो सभी के विचारों के समझौते होते हैं। एक विभिन्न प्रकार के वैज्ञानिक को किसी ऐसी चीज की पहचान करने की क्षमता होने के लिए, किसी भी जीवचिह्नित की खोज करने की क्षमता में कटौती की बलि देनी पड़ सकती है।^[17]

उदाहरण

जियोमाइक्रोबायोलॉजी

Life timeline

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Earliest multicellular life

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Earliest fungi

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Earliest plants

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Earliest animals

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 {{Short description|Substance providing scientific evidence of past or present life}}
-{{other uses|बायोमार्कर (बहुविकल्पी)}}
 बायो-हस्ताक्षर (जिन्हें कभी-कभी रासायनिक भूतल या आणविक भूतल भी कहा जाता है) किसी ऐसे तत्व,[[आइसोटोप]], या [[अणु]] - या [[घटना]] को संदर्भित करता है जो पृथ्वी के बाहर रहने वाले जीवन के पूर्व या वर्तमान अस्तित्व का [[वैज्ञानिक प्रमाण]] प्रदान करती है।<ref name=SSG >{{Cite book| last2=Beaty | last1=Steele| contribution=Final report of the MEPAG Astrobiology Field Laboratory Science Steering Group (AFL-SSG)| title=एस्ट्रोबायोलॉजी फील्ड प्रयोगशाला| publisher=the Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG) - NASA| place=U.S.A.| pages=72| date=September 26, 2006| contribution-url=http://mepag.jpl.nasa.gov/reports/AFL_SSG_WHITE_PAPER_v3.doc| chapter-format=.doc|display-authors=etal}}</ref><ref>{{cite web | url = http://www.science-dictionary.com/definition/biosignature.html | archive-url = https://web.archive.org/web/20100316062919/http://www.science-dictionary.com/definition/biosignature.html | url-status = dead | archive-date = 2010-03-16 | title = बायोसिग्नेचर - परिभाषा| access-date = 2011-01-12 | year = 2011 | work = Science Dictionary }}</ref><ref name='Biosignatures 2011'>{{cite journal | vauthors = Summons RE, Amend JP, Bish D, Buick R, Cody GD, Des Marais DJ, Dromart G, Eigenbrode JL, Knoll AH, Sumner DY | display-authors = 6 | title = Preservation of martian organic and environmental records: final report of the Mars biosignature working group | journal = Astrobiology | volume = 11 | issue = 2 | pages = 157–81 | date = March 2011 | pmid = 21417945 | doi = 10.1089/ast.2010.0506 | url = http://eaps.mit.edu/geobiology/recent%20pubs/AST-2010-0506-Summons_Mars%20Taphonomy.pdf | first8 = J. L. | last10 = Sumner | last9 = Knoll | last8 = Eigenbrode | first9 = A. H. | last7 = Dromart | bibcode = 2011AsBio..11..157S | first10 = D. Y. | first7 = G | hdl = 1721.1/66519 | s2cid = 9963677 | hdl-access = free | access-date = 2013-06-22 | archive-date = 2019-11-28 | archive-url = https://web.archive.org/web/20191128212415/http://eaps.mit.edu/geobiology/recent%20pubs/AST-2010-0506-Summons_Mars%20Taphonomy.pdf | url-status = dead }}</ref> जीवन की मापने योग्य विशेषताओं में इसकी जटिल भौतिक या रासायनिक संरचनाएं और [[थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा]] का उपयोग और [[बायोमास]] और [[सेलुलर अपशिष्ट उत्पाद]] का उत्पादन सम्मलित है। बायो-हस्ताक्षर बाहरी प्राणियों के लिए प्रमाण प्रदान कर सकता है और उनके अद्वितीय उपज पर आधारित हो सकता है, जिनकी खोज करके सीधे या परोक्ष रूप से उनका पता लगाया जा सकता है।
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 ==== मंगल ग्रह पर मीथेन ====
-{{main|मंगल ग्रह पर मीथेन }}
+{{main|मंगल ग्रह पर मीथेन}}
 [[File:PIA19088-MarsCuriosityRover-MethaneSource-20141216.png|thumb|250px|मंगल का वातावरण#मीथेन (CH<sub>4</sub>) मंगल ग्रह पर - संभावित स्रोत और सिंक।]]मंगल ग्रह के वायुमंडल में मिथेन की मौजूदगी एक चल रहे शोध का क्षेत्र है और एक उच्च विवादास्पद विषय है। [[प्रकाश रसायन]] द्वारा वायुमंडल में नष्ट हो जाने की प्रवृत्ति के कारण, ग्रह पर अतिरिक्त मिथेन की मौजूदगी एक सक्रिय स्रोत होने की संकेत दे सकती है। पृथ्वी पर जीवन सबसे मजबूत मिथेन का स्रोत है, इसलिए किसी अन्य ग्रह पर मिथेन की संपर्कता में विचित्रता देखने के लिए एक वैद्य जीव-चिह्नित हो सकता है।<ref name=":0">{{cite journal | vauthors = Lovelock JE | title = जीवन का पता लगाने के प्रयोगों के लिए एक भौतिक आधार| journal = Nature | volume = 207 | issue = 997 | pages = 568–70 | date = August 1965 | pmid = 5883628 | doi = 10.1038/207568a0 | bibcode = 1965Natur.207..568L | s2cid = 33821197 }}</ref><ref name=":1">{{Cite journal|last1=Hitchcock|first1=Dian R.|last2=Lovelock|first2=James E. | name-list-style = vanc |date=1967-01-01|title=वायुमंडलीय विश्लेषण द्वारा जीवन का पता लगाना|journal=Icarus|volume=7|issue=1|pages=149–159|doi=10.1016/0019-1035(67)90059-0|issn=0019-1035|bibcode=1967Icar....7..149H}}</ref>
 से बाद में, मंगल ग्रह के वायुमंडल में कुछ संयंत्रों और मंगल सतह पर ग्राउंड-बेस्ड लैंडर्स के अलावा धरती पर स्थित कुछ संयंत्रों द्वारा मिथेन की कई बार खोज की गई है, साथ ही धरती पर स्थित धरती पर आधार स्तर के बीच विभिन्न मानों की रिपोर्ट की है। ये मिशन एक 'पृष्ठभूमि स्तर' के बीच होते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Krasnopolsky|first1=Vladimir A.|last2=Maillard|first2=Jean Pierre|last3=Owen|first3=Tobias C. | name-list-style = vanc |date=2004-12-01|title=Detection of methane in the martian atmosphere: evidence for life?|journal=Icarus|volume=172|issue=2|pages=537–547|doi=10.1016/j.icarus.2004.07.004|issn=0019-1035|bibcode=2004Icar..172..537K}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Formisano V, Atreya S, Encrenaz T, Ignatiev N, Giuranna M | s2cid = 13533388 | title = मंगल के वातावरण में मीथेन का पता लगाना| journal = Science | volume = 306 | issue = 5702 | pages = 1758–61 | date = December 2004 | pmid = 15514118 | doi = 10.1126/science.1101732 | bibcode = 2004Sci...306.1758F }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Mumma MJ, Villanueva GL, Novak RE, Hewagama T, Bonev BP, Disanti MA, Mandell AM, Smith MD | s2cid = 25083438 | display-authors = 6 | title = Strong release of methane on Mars in northern summer 2003 | journal = Science | volume = 323 | issue = 5917 | pages = 1041–5 | date = February 2009 | pmid = 19150811 | doi = 10.1126/science.1165243 | bibcode = 2009Sci...323.1041M }}</ref><ref>{{Cite journal|last=Krasnopolsky|first=Vladimir A.| name-list-style = vanc |date=2012-01-01|title=Search for methane and upper limits to ethane and SO2 on Mars|journal=Icarus|volume=217|issue=1|pages=144–152|doi=10.1016/j.icarus.2011.10.019|bibcode=2012Icar..217..144K|issn=0019-1035}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Webster CR, Mahaffy PR, Atreya SK, Flesch GJ, Mischna MA, Meslin PY, Farley KA, Conrad PG, Christensen LE, Pavlov AA, Martín-Torres J, Zorzano MP, McConnochie TH, Owen T, Eigenbrode JL, Glavin DP, Steele A, Malespin CA, Archer PD, Sutter B, Coll P, Freissinet C, McKay CP, Moores JE, Schwenzer SP, Bridges JC, Navarro-Gonzalez R, Gellert R, Lemmon MT | display-authors = 6 | title = मंगल ग्रह का वातावरण। गेल क्रेटर में मंगल मीथेन का पता लगाना और परिवर्तनशीलता| journal = Science | volume = 347 | issue = 6220 | pages = 415–7 | date = January 2015 | pmid = 25515120 | doi = 10.1126/science.1261713 | bibcode = 2015Sci...347..415W | s2cid = 20304810 | url = https://authors.library.caltech.edu/52526/7/Webster.SM.pdf }}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Amoroso|first1=Marilena|last2=Merritt|first2=Donald|last3=Parra|first3=Julia Marín-Yaseli de la|last4=Cardesín-Moinelo|first4=Alejandro|last5=Aoki|first5=Shohei|last6=Wolkenberg|first6=Paulina|last7=Alessandro Aronica|last8=Formisano|first8=Vittorio|last9=Oehler|first9=Dorothy | name-list-style = vanc |date= May 2019 |title=मंगल पर मीथेन स्पाइक की स्वतंत्र पुष्टि और गेल क्रेटर के पूर्व में एक स्रोत क्षेत्र|journal=Nature Geoscience|volume=12|issue=5|pages=326–332|doi=10.1038/s41561-019-0331-9|issn=1752-0908|bibcode=2019NatGe..12..326G|s2cid=134110253}}</ref> जो 0.24 से 0.65 पार्ट्स पर बिलियन आपूर्ति (पी.पी.बी.वी.) के बीच हो सकता है या फिर 45 ± 10 पी.पी.बी.वी. तक पहुंच सकता है।<ref>{{cite journal | vauthors = Webster CR, Mahaffy PR, Atreya SK, Moores JE, Flesch GJ, Malespin C, McKay CP, Martinez G, Smith CL, Martin-Torres J, Gomez-Elvira J, Zorzano MP, Wong MH, Trainer MG, Steele A, Archer D, Sutter B, Coll PJ, Freissinet C, Meslin PY, Gough RV, House CH, Pavlov A, Eigenbrode JL, Glavin DP, Pearson JC, Keymeulen D, Christensen LE, Schwenzer SP, Navarro-Gonzalez R, Pla-García J, Rafkin SC, Vicente-Retortillo Á, Kahanpää H, Viudez-Moreiras D, Smith MD, Harri AM, Genzer M, Hassler DM, Lemmon M, Crisp J, Sander SP, Zurek RW, Vasavada AR | display-authors = 6 | title = मंगल के वातावरण में मीथेन की पृष्ठभूमि के स्तर मजबूत मौसमी बदलाव दिखाते हैं| journal = Science | volume = 360 | issue = 6393 | pages = 1093–1096 | date = June 2018 | pmid = 29880682 | doi = 10.1126/science.aaq0131 | bibcode = 2018Sci...360.1093W | doi-access = free }}</ref> <ref>{{cite journal | vauthors = Mumma MJ, Villanueva GL, Novak RE, Hewagama T, Bonev BP, Disanti MA, Mandell AM, Smith MD | s2cid = 25083438 | display-authors = 6 | title = Strong release of methane on Mars in northern summer 2003 | journal = Science | volume = 323 | issue = 5917 | pages = 1041–5 | date = February 2009 | pmid = 19150811 | doi = 10.1126/science.1165243 | bibcode = 2009Sci...323.1041M }}</ref>

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