એલિયનનું રહસ્ય ઉકેલવામાં એન્ટાર્કટિકાના બેક્ટેરિયાની ભૂમિકા

સમગ્ર વિશ્વના વિજ્ઞાનીઓને હરખ પમાડે એવી એક ઘટના હમણાં બની ગઈ. અમેરિકાની અવકાશ સંશોધન સંસ્થા નાસાના વિજ્ઞાનીઓએ એન્ટાર્કટિકા ખંડના એક થીજી ગયેલા તળાવમાં અત્યંત ઠંડી અને સૂર્યપ્રકાશ પણ પૂરતો પહોંચી ન શકે એવા સ્થળેથી લાખો વર્ષોથી જીવી રહેલા બેક્ટેરિયા શોધી કાઢ્યા છે. વિજ્ઞાન જગત આને બહુ મોટી સિદ્ધિ ગણાવી રહ્યું છે અને ભવિષ્યમાં ઘણાં બધા સવાલોના જવાબ આ સંશોધન આગળ ધપાવવાથી જ મળવાના છે. જોકે, સામાન્ય માણસને એવા પ્રશ્નો થઈ શકે છે કે, આ બેક્ટેરિયાનું વિજ્ઞાનીઓ કરવાના છે શું? અને નાસાના વિજ્ઞાનીઓને આવા બેક્ટેરિયા શોધવામાં કેમ રસ પડ્યો? વાત એમ છે કે, આ બેક્ટેરિયાની મદદથી વિજ્ઞાનીઓ જાણી શકશે કે, આખરે મંગળ, ચંદ્ર અને અન્ય ગ્રહો પર જીવન કેવી રીતે શક્ય છે. બીજી તરફ, આ શોધથી બીજા ગ્રહો પર જીવન હોય તો તે શોધવામાં પણ મદદ મળી શકે એમ છે. 

હવે, વિજ્ઞાનીઓ એન્ટાર્કટિકના ગર્ભમાં લાખો વર્ષથી જીવી રહેલા આ બેક્ટેરિયાની મદદથી બ્રહ્માંડની વિશાળ ઈકોસિસ્ટમમાં પ્રવર્તમાન ‘જીવન’ના ગૂઢ રહસ્યોને ઉકેલવાની મથામણ કરવાના છે. વિજ્ઞાનની આ શાખા ‘એસ્ટ્રોબાયોલોજી’ તરીકે ઓળખાય છે, અને નાસા જેવી અવકાશ સંશોધન સંસ્થાના વિકાસમાં એન્ટાર્કટિકા ખંડમાં યોજાતા આવા વૈજ્ઞાનિક અભિયાનો મહત્ત્વનો ભાગ ભજવતા હોય છે. એન્ટાર્કટિકા ખંડની બર્ફીલી જમીન નીચે અનેક નાના-મોટા તળાવો સેન્ડવિચ થઈને ધરબાયેલા પડ્યા છે. બીજી બાજુ કરોડો વર્ષોથી આ જમીન પર બરફના પડ જામવાની પ્રક્રિયા પણ ચાલુ છે. એટલે જ વિજ્ઞાનીઓને વિચાર આવ્યો હતો કે, આ જમીનની નીચે જીવન હોઈ શકે છે. ઈતિહાસમાં પહેલીવાર વિજ્ઞાને સજ્જડ પુરાવાના આધારે એન્ટાર્કટિક ખંડના અત્યંત વિષમ વાતાવરણમાં સૂક્ષ્મ જીવો શોધી કાઢ્યા છે. 

એલિસન મરે

આ અભિયાનમાં નાસાની ડેઝર્સ રિસર્ચ ઈન્સ્ટિટ્યૂટ (ડીઆરઆઈ), યુનિવર્સિટી ઓફ ઈલિનોઇસ, મોન્ટાના સ્ટેટ યુનિવર્સિટી અને અન્ય આઠ સંસ્થાના વિજ્ઞાનીઓ જોડાયા હતા. વિજ્ઞાન જગતમાં આ અભિયાન ‘વિસાર્ડ’ (Wissard) એટલે કે, વ્હિલાન્સ આઈસ સ્ટ્રીમ સબગ્લેસિયલ એક્સેસ રિસર્ચ ડ્રિલિંગ તરીકે જાણીતો છે. કારણ કે, સૂક્ષ્મ જીવો શોધવા વિજ્ઞાનીઓ વ્હિલાન્સ નામના તળાવમાં ડ્રિલિંગ કરવાના હતા. ‘પ્રોસિડિંગ્સ ઓફ ધ નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સ’ના તાજા અંકમાં આ અભિયાનની વિસ્તૃત માહિતી અપાઈ છે. ડીઆરઆઈના મોલેક્યુલર માઈક્રોબિઅલ ઈકોલોજિસ્ટ, પોલર રિસર્ચર અને ઉપરોક્ત જર્નલના સંશોધન પેપરના મુખ્ય લેખક એલિસન મરે જણાવે છે કે, “આ શોધની મદદથી જ પૃથ્વી પરની સૌથી અલગ ઈકોસિસ્ટમમાં અભ્યાસ શરૂ કરી શકાશે.”

એલિસન મરે તેમની 17 વર્ષની કારકિર્દીમાં એન્ટાર્કટિકા સહિતના ખંડોમાં 14 સંશોધન અભિયાનમાં ભાગ લઈ ચૂક્યા છે. એલિસન જણાવે છે કે, “અત્યાર સુધી આપણે પ્રકાશરહિત બર્ફીલા વાતાવરણમાં થતી જિયોકેમિકલ અને માઈક્રોબિઅલ પ્રક્રિયા વિશે કશું જાણતા ન હતા. પરંતુ આ શોધથી આપણી જીવન વિશેની સમજમાં વધારો થશે અને આપણે જાણી શકીશું કે, આવા વિષમ વાતાવરણમાં જીવવા માટે બેક્ટેરિયા કેવો વ્યૂહ અપનાવે છે.”અત્યંત ઠંડી, સૂર્યપ્રકાશનો અભાવ અને પૃથ્વી પરના અન્ય જીવોથી અલગ પડી જઈને કોઈ કેવી રીતે જીવી શકે એ વાત જ વિજ્ઞાનીઓને રોમાંચક લાગે છે. જો આવી રીતે જીવન શક્ય હોય તો બ્રહ્માંડમાં પૃથ્વી સિવાયના ગ્રહોમાં ક્યાંક એલિયન હોવાની સંભાવના અનેકગણી વધી જાય છે. આ ઉપરાંત એન્ટાર્કટિકાના સબગ્લેસિયલ એટલે કે, બરફની નીચે દટાયેલા તળાવોની વિસ્તૃત વૈજ્ઞાનિક જાણકારી પણ મેળવી શકાશે. આ કારણોસર વિજ્ઞાનીઓ આ શોધને અત્યંત મહત્ત્વની ગણાવી રહ્યા છે.

જ્હોન સી. પ્રિસ્કૂ

આ અભિયાનના આગેવાન અને મોન્ટાના સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર જ્હોન સી. પ્રિસ્કૂ તો એટલે સુધી કહે છે કે, “આ શોધથી આપણી એન્ટાર્કટિકા ખંડ તરફ જોવાની દૃષ્ટિ બદલાઈ જશે.”તેઓ કહે છે કે, અમે વ્હિલાન્સ તળાવના આશરે 60 સ્ક્વેર કિલોમીટર વિસ્તારમાં વિવિધ સ્થળે અર્ધો માઈલ ખોદકામ કર્યું હતું, જેમાં એક સ્થળે પાંચ ફૂટ ઊંડાઈએથી લીધેલા નમૂનાને માઈક્રોસ્કોપમાં જોતા તેમાં સ્પષ્ટ રીતે બેક્ટેરિયા જોઈ શકાતા હતા. આ બેક્ટેરિયાનું કેમિકલ ટેસ્ટિંગકરીને અમે સાબિત કર્યું છે કે, તે જીવિત છે અને તેમનામાં ચયાપચયની ઊર્જા (મેટાબોલાઈઝિંગ એનર્જી) પણ છે. આ ઉપરાંત સંશોધકોને થીજેલા તળાવના ઊંડાણમાં વધુ બેક્ટેરિયા હોવાના પણ સંકેત મળ્યા છે.

પૃથ્વી સિવાયના ગ્રહો પર જો પાણી હોય તો ત્યાં જીવન છે કે નહીં તે પ્રશ્નનો જવાબ પણ કદાચ આ શોધમાંથી મળવાનો છે. આ વાત સમજાવતા સંશોધન પેપરના સહ-લેખક અને નાસાના એમિસ રિસર્ચ સેન્ટરના સિનિયર વિજ્ઞાની ક્રિસ મેક્કે કહે છે કે, “હવે આશા જાગી છે કે, શનિના ચંદ્ર એન્સેલેડુસ અને ગુરુના ચંદ્ર યુરોપાના પેટાળમાં રહેલા પાણીમાં પણ ઈકોસિસ્ટમ હોઈ શકે છે. આ બેક્ટેરિયા પૃથ્વીની બહાર જીવન સંભવતું હોવાના સંકેત આપે છે.” આ દિશામાં સંશોધન કરવા માટે મરે, મેક્કે અને આ અભિયાનના મુખ્ય સંશોધક પીટર ડોરાન ઘણાં વર્ષોથી તૈયારી કરી રહ્યા હતા. આ ત્રણેય વિજ્ઞાનીએ વર્ષ 2005 અને 2010માં એન્ટાર્કટિકામાં ફિલ્ડ વર્ક કરતી વખતે ઈકોસિસ્ટમ દુષિત ન થાય એ માટે ખાસ પ્રકારના સાધનો વિકસાવ્યા હતા અને સંશોધનમાં મુશ્કેલી પડે એવા આકરા નીતિનિયમો પણ બનાવ્યા હતા.

લેક વ્હિલાન્સ નજીક વિજ્ઞાનીઓનો કેમ્પ

આ અભિયાનો દરમિયાન વિજ્ઞાનીઓને એન્ટાર્કટિકાના ‘વિડા’ નામના તળાવમાં માઈક્રોબિઅલ ઈકોસિસ્ટમ હોવાનું માલુમ પડ્યું હતું. આ સંશોધન પેપરના અન્ય એક સહ-લેખક અને નાસાની જેટ પ્રોપુલસન લેબોરેટરીના વિજ્ઞાની એડ્રિઅન પોન્સે વિડા તળાવમાંથી બેક્ટેરિયાના જીવિત બીજકણ શોધી કાઢ્યા હતા. આ સંશોધનના કારણે જ આ અભિયાન શક્ય બન્યું હતું. ખાસ કરીને એન્ટાર્કટિકા જેવા ખંડમાં સંશોધનો કરવાનો ખર્ચ ખૂબ મોટો થઈ જતો હોવાથી વિજ્ઞાનીઓએ પોતાનું કામ અત્યંત સુરક્ષિત વાતાવરણમાં કરવું પડતું હોય છે. જેમ કે, ખોદકામ કરીને મહામહેનતે મળેલા પુરાવાને કોઈ નુકસાન ન પહોંચે એ માટે વિજ્ઞાનીઓએ પોતાના તંબૂ, તેની આસપાસનો વિસ્તાર અને તમામ સાધનસરંજામ જંતુરહિત રાખવો પડે છે.

વ્હિલાન્સ તળાવમાંથી લીધેલા નમૂનાઓના જિયોકેમિકલ વિશ્લેષણથી માલુમ પડ્યું છે કે, ખારા પાણી અને લોહતત્ત્વથી ભરપૂર કાંપની પ્રક્રિયામાં નાઈટ્રસ ઓક્સાઈડ અને મોલેક્યુલર હાઈડ્રોજન ઉત્પન્ન થાય છે. આટલું જાણ્યા પછી વિજ્ઞાનીઓએ એવું અનુમાન છે કે, આ પ્રક્રિયામાંથી બેક્ટેરિયાને સમયાંતરે ઊર્જા મળતી હોઈ શકે છે. આ ઉપરાંત ગ્લેશિયર પીગળવાથી બરફની સપાટી પર સમયાંતરે થીજી જતા વિઘટિત જીવાણુઓ અથવા એન્ટાર્કટિકાના પર્વતોના ખનીજ તત્ત્વોમાંથી પણ તેમને ઊર્જા મળતી હોય એ શક્ય છે. જોકે, અત્યારે વિવિધ સ્તરે સંશોધન કરવાનું ચાલુ છે. જિનોમ સિક્વન્સિંગની મદદથી માઈક્રોબિઅલ કોમ્યુનિટીને શોધવાનું કામ પણ ચાલી રહ્યું છે, અને ડીએનએનું વિશ્લેષણ કરીને બેક્ટેરિયાને વધુ સારી રીતે જાણવાનો પ્રયાસ પણ થઈ રહ્યો છે.

ક્રિસ મેક્કે

આ વાત સમજાવતા ક્રિસ મેક્કે કહે છે કે, “જો બેક્ટેરિયા ઊર્જા માટે સ્થાનિક સ્રોતનો ઉપયોગ કરતા હોય તો તે ખૂબ જ રસપ્રદ બાબત છે, પરંતુ જો તેઓ ક્યાંકથી મળેલા જૈવિક સ્રોતનો ઉપયોગ કરતા હોય તો તે એટલું રસપ્રદ નથી. કારણ કે, સૌરમંડળમાં ક્યાંક બરફની જાડી સપાટી નીચે પાણી હોવાના પુરાવા મળે તો તેનો અર્થ એ છે કે, સૂક્ષ્મ જીવો ફક્ત ખનીજ તત્ત્વોની મદદથી ઊર્જા મેળવે છે. કારણ કે, ત્યાં ક્યાંય ઓક્સિજન છે જ નહીં.”ખેર, આ શોધથી વિજ્ઞાનીઓને આ દિશામાં સંશોધન કરવાની તક મળી છે. કારણ કે, અત્યાર સુધી સંશોધન કઈ દિશામાં કરવા આગળ ધપાવવા એ અંગે પણ વિજ્ઞાનીઓ સ્પષ્ટ ન હતા. પરંતુ આ શોધ કદાચ ભવિષ્યની ક્રાંતિકારી શોધનું પગથિયું બની શકે છે.

આ અભિયાન માટે અમેરિકન વિજ્ઞાનીઓને નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન અને અન્ય સંસ્થાઓએ દસ મિલિયન ડૉલરનું ભંડોળ પૂરું પાડ્યું હતું.

એન્ટાર્કટિકામાં ‘જીવન’ શોધવાનો ઈતિહાસ

આ પહેલાં પણ એન્ટાર્કટિકામાં જીવન શોધવા માટે રશિયા અને બ્રિટનના વિજ્ઞાનીઓ મથામણ કરી ચૂક્યા છે. એકાદ વર્ષ પહેલાં રશિયાએ પણ એન્ટાર્કટિકામાં વોસ્ટોક તળાવનીસપાટીથી બે માઈલ ડ્રિલિંગ કરવાનું અભિયાન હાથ ધર્યું હતું. જેમાં જીવન હોવાના સંકેત પણ મળ્યા હતા, પરંતુ કેરોસીન ડ્રિલિંગ વખતે પ્રદૂષણના કારણે તેઓ તપાસમાં આગળ વધી શક્યા ન હતા. એટલે જ અમેરિકાના વિજ્ઞાનીઓએ આ અભિયાન દરમિયાન વાતાવરણ પ્રદૂષણરહિત રાખવા ભારે જહેમત ઉઠાવી હતી. રશિયાની જેમ બ્રિટિશ વિજ્ઞાનીઓએ પણ એલ્સવર્થ નામના તળાવમાં એક માઈલ ઊંડુ ખોદકામ કરીને જીવન શોધવાના પ્રયાસ કર્યા હતા, પરંતુ સાધન સરંજામની મુશ્કેલીઓના કારણે તેઓ અભિયાન પૂરું કરી શક્યા ન હતા.  

એન્ટાર્કટિકામાં આવેલું અમેરિકન રિસર્ચ સેન્ટર મેકમુર્ડુ

અમેરિકાનું અભિયાન રશિયા અને બ્રિટનથી બિલકુલ અલગ હતું. કારણ કે, તેમાં વધુ ઊંડા ડ્રિલિંગ કરતા ક્યાંથી નમૂના લેવામાં આવે તો તેમાં જીવન હોવાની સંભાવના વધુ હોઈ શકે તેના પર વધુ ભાર મૂકાયો હતો. આવા વિવિધ ટેસ્ટ પછી વિજ્ઞાનીઓએ વ્હિલાન્સ તળાવમાંથી નમૂના લેવાનો નિર્ણય લીધો હતો. કારણ કે, આ વિસ્તારમાં બર્ફીલી સપાટી પીગળવાથી દાયકાઓથી પાણી ભરાતું અને થીજતું રહેતું હતું. આ ઉપરાંત વ્હિલાન્સ તળાવમાંથી નમૂના એકઠા કરવાનું અન્ય વિકલ્પો કરતા પ્રમાણમાં સરળ હોવાથી તેની પસંદગી કરાઈ હતી. કારણ કે, એન્ટાર્કટિકામાં આવેલા અમેરિકન રિસર્ચ સ્ટેશન મેકમુર્ડુથી વ્હિલાન્સ સુધી મહાકાય ડ્રિલિંગ મશીનો પહોંચાડવા પ્રમાણમાં ઓછું (804 કિલોમીટર) અંતર કાપવું પડે એમ હતું. ડૉ. પ્રિસ્કૂ કહે છે કે, ‘આ વિશ્વનો સૌથી મોટો વેટલેન્ડ છે.’ તેમને વિશ્વાસ છે કે, વિજ્ઞાનીઓની ટુકડીએ બિલકુલ અજાણી ઈકોસિસ્ટમની પહેલી ઝલક મેળવી લીધી છે.

નોંધઃ પૂરક માહિતી નાસા, ડીઆરઆઈ અને વિઝાર્ડની સત્તાવાર વેબસાઈટ પરથી લીધી છે.