How was the great event of oxygen?

 آکسیجن کا عظیم واقعہ کتنا "زبردست" تھا؟ انزیم "خاندانی درخت" اس وقت ظاہر ہوتا ہے جب حیاتیات نے آکسیجن کا استعمال پہلی بار شروع کیا

How "great" was the great event of oxygen?

زمین آکسیجن کا عظیم واقعہ کتنا "زبردست" تھا؟ انزیم "خاندانی درخت" اس وقت ظاہر ہوتا ہے جب حیاتیات نے آکسیجن کا استعمال پہلی بار شروع کیا 22 مئی 2021 کو ویزمان انسٹی ٹیوٹ آف سائنس بینڈیڈ آئرن ڈپازٹس ان جیسے بینڈڈ لوہے کے ذخائر میں عظیم آکسیجنسیشن واقعہ کا اشارہ ملتا ہے۔ کریڈٹ: ویزمان انسٹی ٹیوٹ آف سائنس انزیم ارتقاء پر نظر ڈالنے سے معلوم ہوتا ہے کہ اہم واقعہ سے بہت پہلے آکسیجن کو کس طرح استعمال کیا جائے۔ تقریبا 2.5 ڈھائی بلین سال پہلے ، ہمارے سیارے نے تجربہ کیا جو اس کی تاریخ میں ممکنہ طور پر سب سے بڑی تبدیلی ہے: ارضیاتی ریکارڈ کے مطابق ، مالیکیولر آکسیجن اچانک ہر جگہ سے آزادانہ طور پر دستیاب ہونے سے بچ گیا۔ "عظیم آکسیجنشن واقعہ" (GOE) کے ثبوت واضح طور پر نظر آتے ہیں ، مثال کے طور پر ، آکسیڈائزڈ آئرن پر مشتمل بینڈیڈ آئرن فارمیشنوں میں۔ جی او ای ، ظاہر ہے ، جس کی وجہ سے آکسیجن استعمال کرنے والے حیاتیات - سانس لینے والے - اور آخر کار خود بھی تیار ہوتے ہیں۔ لیکن کیا واقعی اس معنی میں ایک "عظیم واقعہ" تھا کہ یہ تبدیلی بنیاد پرست اور اچانک تھی ، یا اس وقت حیاتیات صرف نچلی سطح پر ، مفت آکسیجن استعمال کر رہے تھے؟ ویزمان انسٹیٹیوٹ آف سائنس کے بایومولوکلر سائنسز ڈیپارٹمنٹ کے پروفیسر ڈین توفک نے وضاحت کی ہے کہ جی او ای کی ڈیٹنگ ناقابل تردید ہے ، جیسا کہ حقیقت یہ ہے کہ سالماتی آکسیجن فوٹوسنتھٹک مائکروجنزموں کے ذریعہ تیار کیا گیا تھا۔ کیمیائی طور پر ، روشنی کو الگ کرنے والے پانی سے پروٹان (ہائیڈروجن آئنوں) اور آکسیجن میں لیا گیا توانائی۔ اس عمل میں تیار کردہ الیکٹران توانائی سے ذخیرہ کرنے والے مرکبات (شکر) بنانے کے لئے استعمال ہوتے تھے اور آکسیجن ، جس کا ایک مصنوعہ ، ابتدائی طور پر آس پاس میں رہ گیا تھا۔

تاہم ، جو سوال حل نہیں ہوا ہے ، وہ یہ ہے کہ: کیا آکسیجن کی پیداوار GOE کے مطابق ہے ، یا اس واقعہ سے پہلے ہی جانداروں کو آکسیجن تک رسائی حاصل ہے؟ اس مباحثے کا ایک رخ یہ بیان کرتا ہے کہ جی او ای سے پہلے مالیکیولر آکسیجن دستیاب نہ ہوتی ، کیوں کہ اس وقت سے پہلے کے ماحول اور سمندروں کی کیمسٹری اس بات کو یقینی بناتی تھی کہ فوٹو سنتھیس کے ذریعہ جاری ہونے والی کسی بھی آکسیجن نے فوری طور پر کیمیاوی رد عمل ظاہر کیا ہوتا۔ تاہم ، مباحثے کا دوسرا پہلو یہ بتاتا ہے کہ فوتوسنتھیٹک مائکروجنزموں کے ذریعہ تیار کردہ آکسیجن کچھ عرصہ تک غیر آزاد روشنی سنتھیٹک حیاتیات کے لئے کافی حد تک آزاد رہتا ہے ، اگرچہ وہ جی او ای سے پہلے ہی اپنے استعمال کے ل sn اس کو کھینچ لے۔ ان دونوں کے مابین کئی قیاس آرائیوں نے ماحولیاتی آکسیجن کی "نخلستان" ، یا قلیل الوداعی "لہروں" کی تجویز پیش کی ہے۔ توفیک کے گروپ میں ریسرچ کی طالبہ جاگودہ جبوسکا نے سوچا تھا کہ اس گروپ کی توجہ - پروٹین ارتقاء - اس مسئلے کو حل کرنے میں مددگار ثابت ہوسکتی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مختلف پروٹین کیسے اور کب تیار ہوئے ہیں اس کا پتہ لگانے کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے ، اسے اور توفک کو پتہ چل سکتا ہے کہ جب حیاتیات نے آکسیجن پر عمل درآمد شروع کیا۔ اس طرح کے فائیلوجینک درختوں کو وسیع پیمانے پر پرجاتیوں ، یا انسانی خاندانوں ، بلکہ پروٹین خاندانوں کی تاریخ کو بے نقاب کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ، اور جبوسکا نے آکسیجن پر مبنی انزائموں کے ارتقاء کا پتہ لگانے کے لئے اسی طرح کا نقطہ نظر استعمال کرنے کا فیصلہ کیا ہے

اس مطالعے کو شروع کرنے کے لئے ، جبوسکا نے انزیموں کے تقریبا 130 130 مشہور خاندانوں کو ترتیب دیا جو یا تو بیکٹیریا اور آثار قدیمہ میں آکسیجن بناتے ہیں یا ان کا استعمال کرتے ہیں۔ زندگی کی مختلف اقسام جو ارچین ایون (زندگی کے ظہور کے درمیان کی مدت ، سی اے) کے ارد گرد رہتی ہیں۔ 4 ارب سال پہلے ، اور GOE)۔ ان میں سے اس نے آدھے کے آس پاس کا انتخاب کیا ، جس میں زیادہ تر یا تمام کنبہ کے افراد میں آکسیجن استعمال کرنے یا چھوڑنے والی سرگرمی پائی جاتی تھی اور ایسا لگتا تھا کہ یہ بانی کا کام ہے۔ یعنی ، خاندان کا پہلا ممبر آکسیجن انزائم کے طور پر ابھرا تھا۔ ان میں سے ، انہوں نے 36 کو منتخب کیا جن کی ارتقائی تاریخ کا نتیجہ اخذ کیا جاسکتا ہے۔ توفیق کا کہنا ہے کہ "یقینا، یہ آسان نہیں تھا۔ "جینوں کو کچھ حیاتیات میں کھویا جاسکتا ہے ، اور یہ تاثر دیتے ہیں کہ وہ بعد میں ان ممبروں میں تیار ہوئے جس میں انہوں نے اپنے پاس رکھا تھا۔ اور مائکروجنزم افقی طور پر جینوں کا اشتراک کرتے ہیں ، فائیلوجینک درختوں کو گڑبڑ کرتے ہیں اور انزائم کی عمر کو بڑھاوا دیتے ہیں۔ ہمیں خاص طور پر مؤخر الذکر کے لئے اصلاح کرنا پڑی۔ محققین نے بالآخر حاصل کیے جانے والے فائیلوجنیٹک درختوں نے آکسیجن پر مبنی انزائم ارتقاء کا پھوٹا 3 ارب سال پہلے ظاہر کیا تھا - جی او ای سے نصف ارب سال پہلے کی طرح۔ اس وقت کے دائرہ کا مزید جائزہ لینے پر ، سائنس دانوں نے پایا کہ وایمنڈلیی آکسیجن کے قبضے سے ہم آہنگ ہونے کے بجائے ، یہ اس وقت تک پھٹ گیا جب بیکٹیریا نے سمندروں کو چھوڑ دیا اور زمین کو نوآبادیات بنانا شروع کردیا۔ آکسیجن استعمال کرنے والے کچھ خامروں کا پتہ لگانے سے بھی دور تھا۔ اگر آکسیجن کا استعمال جی او ای کے موافق ہوتا ، تو انزائم جو اسے استعمال کرتے ہیں وہ بعد میں تیار ہوجاتے ، لہذا ان نتائج نے اس منظر نامے کی تائید کی جس میں جی او ای کے وقوع پذیر ہونے تک آکسیجن پہلے ہی بہت سی زندگی کی شکلوں سے واقف تھا۔

۔جبوسککا اور توفک نے پیش کیا منظر نامہ کچھ اس طرح نظر آتا ہے: آکسیجن آس پاس کے سب سے زیادہ کیمیاوی رد عمل ڈالنے والے عناصر میں سے ایک ہے۔ بیٹری کے ایک سرے کی طرح ، یہ بھی آسانی سے الیکٹرانوں کو قبول کرتا ہے ، اس طرح اضافی میٹابولک طاقت فراہم کرتا ہے۔ اس سے زندگی کی بہت سی شکلوں میں یہ انتہائی مفید ہے ، لیکن ممکنہ طور پر نقصان دہ بھی ہے۔ لہذا فوٹوسنتھیٹک حیاتیات کے ساتھ ساتھ اس کے آس پاس میں رہنے والے دوسرے حیاتیات کو بھی آکسیجن کو مؤثر طریقے سے ضائع کرنے کے طریقوں کو تیزی سے تیار کرنا پڑا۔ اس سے آکسیجن استعمال کرنے والے خامروں کے خروج کا حساب ہوگا جو خلیوں سے آناخت آکسیجن کو ختم کردے گا۔ ایک مائکروجنزم کا فضلہ ، تاہم ، زندگی کا دوسرا ذریعہ ہے۔ آکسیجن کی انوکھی رد عمل نے حیاتیات کو توڑنے اور "لچکدار" مالیکیول جیسے خوشبو اور لپڈس کا استعمال کرنے کے قابل بنا دیا ، لہذا آکسیجن لینے اور استعمال کرنے والے انزائیم کا امکان جلد ہی تیار ہونا شروع ہوگیا۔ توفیق: "یہ اس قیاس آرائی کی تصدیق کرتا ہے کہ جی او ای سے پہلے بایسوپیئر میں آکسیجن ظاہر ہوا اور برقرار رہا۔ اعلی GOE سطح کو حاصل کرنے میں وقت درکار تھا ، لیکن اس وقت تک بایڈیسفائر میں آکسیجن بڑے پیمانے پر مشہور تھی۔