সামুদ্রিক জীবাণু: মহাসাগরের চালিকা শক্তি

অণুজীব শব্দটি শুনলে আপনার মনে কী আসে? আপনি কি এত ছোট কিছু কল্পনা করছেন যে আপনি এটি দেখতে পাচ্ছেন না, এবং অণুজীবগুলি যা আমাদের দেহে আক্রমণ করতে পারে এবং আমাদের অসুস্থ করতে পারে? আমরা প্রায় সকলেই এমন খারাপ জিনিসগুলির কথা শুনেছি যা জীবাণুগুলি করতে পারে, যেমন দাঁতের ক্ষয়, অর্থাৎ ব্যাকটেরিয়া দ্বারা দাঁতের ক্ষয়। পার্টুসিস বা হুপিং কাশিও একটি সুপরিচিত ব্যাকটিরিয়া রোগ। সাধারণভাবে জীবাণুগুলির প্রতি মানুষের বিতৃষ্ণা শক্তিশালী এবং প্রায়শই বোধগম্য নয়, তবে এর অর্থ এই নয় যে সমস্ত জীবাণু খারাপ এবং ক্ষতিকারক। এটি অদ্ভুত লাগতে পারে, তবে বিদ্যমান অনেকগুলি জীবাণু আসলে খুব দরকারী। অনেক "ভাল" জীবাণু সমুদ্রে পাওয়া যাবে (চিত্র 1) এবং অন্য কোথাও। এই সামুদ্রিক জীবাণুগুলি এককোষী অণুজীব যা ব্যাকটিরিয়া এবং আর্কিয়া স্পোর অন্তর্ভুক্ত করে। প্রাচীন জীবাণুগুলি ব্যাকটেরিয়ার অনুরূপ, তবে তাদের বেশ কয়েকটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন কঠোর পরিবেশে বাস করার ক্ষমতা, যেমন খুব গরম এবং হিমশীতল জায়গা। তদুপরি, সামুদ্রিক জীবাণুগুলির তালিকায় মাইক্রো শৈবাল এবং ভাইরাসের মতো এককোষী অণুজীব অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। সামুদ্রিক জীবাণুগুলি খুব সুনির্দিষ্ট, তবে এগুলি প্রচুর সংখ্যায় পাওয়া যায় এবং গভীরতা থেকে উপরের স্তর পর্যন্ত সমুদ্র জুড়ে পাওয়া যায়। বিজ্ঞানীরা অনুমান করেছেন যে সমুদ্রের জলের মাত্র এক ফোঁটা কয়েক মিলিয়ন জীবাণু ধারণ করে। অন্য কথায়, পৃথিবীতে মানুষের চেয়ে সমুদ্রে বেশি সামুদ্রিক জীবাণু রয়েছে। সমুদ্রের অদৃশ্য জীবের বিশাল সংখ্যাগরিষ্ঠের হিসাব ছাড়াও - তাদের বৃহত্তম বাস্তুতন্ত্র তৈরি করে, সামুদ্রিক জীবাণুগুলিও সামুদ্রিক খাদ্য ওয়েবের ভিত্তি গঠন করে, পুষ্টির পুনর্ব্যবহারের জন্য দায়ী এবং সমস্ত ধরণের গুরুত্বপূর্ণ ক্রিয়াকলাপে জড়িত।

• চিত্র 1 - সমুদ্রের মাইক্রোবায়াল বৈচিত্র্য দেখানো একটি চিত্র, যেখানে একটি শেত্তলাগুলির দেহে এবং তার চারপাশে বিভিন্ন মাইক্রোবায়াল কোষ উপস্থিত হয়।
• এই জীবাণুগুলি একটি রঙিন রঞ্জক ব্যবহার করে ছবি তোলা হয়েছিল। ছবি গোমেজ-পেরেইরার সৌজন্যে, ফুচস। (ছবি জার্মানির ব্রেমেনের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর মেরিন মাইক্রোবায়োলজির ফুকস পি গোমেজ-পেরেইরার সৌজন্যে)

অতএব, তারা মহাসাগরের "চালিকা শক্তি" হিসাবেও পরিচিত, যার অর্থ তারা মহাসাগরের কার্যকারিতা তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় এবং মহাসাগর তাদের ছাড়া বাঁচতে পারে না। যেহেতু এই জীবাণুগুলি বিভিন্ন প্রক্রিয়ার অংশ, তাই আমরা যেখানেই থাকি না কেন আমাদের দৈনন্দিন জীবন এবং সুস্বাস্থ্যের উপর তাদের গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে। মানুষকে প্রভাবিত করে এমন সামুদ্রিক জীবাণু দ্বারা সম্পাদিত ফাংশনগুলির একটি উদাহরণ হ'ল সালোকসংশ্লেষণ, এমন একটি প্রক্রিয়া যা আপনি উদ্ভিদের সাথে যুক্ত হওয়ার কথা শুনে থাকতে পারেন। উদ্ভিদের মতো, কিছু সামুদ্রিক জীবাণু যেমন সায়ানোব্যাকটিরিয়া কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলকে চিনিতে রূপান্তর করতে সূর্যের শক্তি ব্যবহার করতে পারে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, অক্সিজেন পরিবেশে ছেড়ে দেওয়া হয়। বিজ্ঞানীরা অনুমান করেছেন যে বিশ্বের অক্সিজেন উত্পাদনের অর্ধেক সমুদ্র থেকে আসে, বাকি অর্ধেক স্থলজ বাসস্থান থেকে আসে। অন্য কথায়, সামুদ্রিক জীবাণুগুলি প্রতি মুহুর্তে শ্বাসের অক্সিজেনের জন্য দায়ী। সমুদ্রে জীবাণুগুলির গুরুত্বের আরেকটি উদাহরণ হ'ল কিছু জীবাণুগুলির পেট্রোলিয়াম পচে যাওয়ার ক্ষমতা, কারণ কিছু সামুদ্রিক জীবাণু পেট্রোলিয়াম খাওয়ায়, যা তেল ছড়িয়ে পড়ার পরে সামুদ্রিক পরিবেশ পরিষ্কার করার জন্য খুব কার্যকর হতে পারে।

এই উদাহরণগুলি থেকে এটি স্পষ্ট যে সামুদ্রিক জীবাণুগুলি কেবল সমুদ্রের চালিকা শক্তি নয়, বরং মানুষ এবং সামগ্রিকভাবে গ্রহের স্বাস্থ্যের জন্যও প্রয়োজনীয়। এই জীবাণু এবং পৃথিবীর বৃহত্তম জীবের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া একটি ভঙ্গুর ভারসাম্যের উপর ভিত্তি করে এবং তাই দূষণ এবং পরিবেশগত অবস্থার পরিবর্তনের মতো কারণগুলির দ্বারা হুমকির সম্মুখীন। পরিবেশ রক্ষা এবং সুস্থ রাখার জন্য, আমাদের বিদ্যমান জীবাণুগুলির ধরণ, তারা কী করে এবং কীভাবে তারা একে অপরের সাথে এবং পরিবেশের সাথে যোগাযোগ করে সে সম্পর্কে আমাদের জ্ঞানকে আরও গভীর করতে হবে। দুর্ভাগ্যবশত, এই ধরনের তথ্য সংগ্রহের প্রক্রিয়া কঠিন।

সামুদ্রিক জীবাণু সম্পর্কে আমরা এত কম জানি কেন?

সম্প্রতি পর্যন্ত, বিজ্ঞানীরা দেখতে কেমন এবং তারা কী কাজ করতে সক্ষম তার মতো সাধারণ প্রশ্নের উত্তর পেতে একটি বিশুদ্ধ মাইক্রোবায়াল সংস্কৃতির প্রয়োজন ছিল। "বিশুদ্ধ সংস্কৃতি" বলতে আমরা অন্য কোন প্রজাতির অনুপস্থিতিতে পরীক্ষাগারে শুধুমাত্র একটি জীবাণুর চাষকে বুঝি। যেহেতু গবেষণাগারের অবস্থা সমুদ্রের অবস্থা থেকে অনেক আলাদা, তাই সামুদ্রিক জীবাণু চাষ করা অত্যন্ত কঠিন। বিজ্ঞানীরা অনুমান করেছেন যে পরীক্ষাগারে প্রায় 1-10% সামুদ্রিক জীবাণু সংস্কৃত করা যেতে পারে [1]। আমরা এখনও এই অসুবিধার পিছনে সঠিক কারণগুলি জানি না, তবে সৌভাগ্যক্রমে, গত কয়েক বছরে নতুন প্রযুক্তি উদ্ভাবিত হয়েছে, যা আমাদের প্রথমবারের মতো পরীক্ষাগারের অভ্যন্তরে একটি খামারে সামুদ্রিক জীবাণু অধ্যয়ন করার অনুমতি দেয়। এই প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি হিসাবে পরিচিত الجيل التالي من تقنية تحديد تسلسل الحمض النووي (NGS).

كيف تساعد تقنية الجيل التالي من تحديد التسلسل العلماء على فهم الميكروبات البحرية؟

توجد جميع المعلومات عن الميكروب أو أي نوع من أنواع الخلايا في الحمض النووي (DNA)

 সেলের জন্য। ডিএনএ একটি অণু যা জীবন্ত প্রাণীর জেনেটিক কোড ধারণ করে এবং তাই এটি একটি "সেল ডায়াগ্রাম" হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে, কারণ এটি কোষকে কী করতে হবে এবং কখন তা বলে। ডিএনএ জিন হিসাবে পরিচিত ছোট ছোট টুকরা বিভক্ত করা যেতে পারে। একটি জীবের ডিএনএতে হাজার হাজার জিন রয়েছে এবং এগুলির প্রত্যেকটি জিন

 একটা কাজ আপনি করে যাচ্ছেন। উদাহরণস্বরূপ, মানব ডিএনএতে 25,000 থেকে 35,000 জিন থাকে তবে তাদের মধ্যে কয়েকটি চোখের রঙের জন্য দায়ী। পরবর্তী প্রজন্মের ডিএনএ সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি বিজ্ঞানীদের খাঁটি মাইক্রোবায়াল সংস্কৃতির প্রয়োজন ছাড়াই পুরো মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়ের ডিএনএ "পড়তে" দেয়। এই পদ্ধতির হিসাবে পরিচিত হয় "تحديد تسلسل

 الميتاجينوم”، والذي يقدم للعلماء قائمة بجينات جميع الميكروبات التي تعيش في منطقة معينة.

هناك بعض الجينات التي توجد في جميع الكائنات الحية على الأرض، ولكن يوجد فروق طفيفة بينها. وأحد الأمثلة على هذا النوع من الجينات هو “الحمض النووي الريبي الريبسومي” (rRNA). وحيث إن هذا الجين فريد في كل الأنواع، فيمكن للعلماء استخدامه باعتباره بصمة فريدة لأنواع الميكروبات. ربما تكون قد سمعت عن تحليل بصمة الإصبع المستخدم ضمن إطار عمليات البحث الجنائي. حيث تخزن جهات إنفاذ القانون، مثل الشرطة، جميع بصمات الأصابع في قاعدة بيانات ضخمة لتقارنها مع بصمات الأصابع المأخوذة من مسرح الجريمة، وهو ما يتيح لرجال الشرطة التعرف على مرتكب الجريمة. يفعل العلماء نفس الأمر مع البصمة الجينية الفريدة للميكروب التي حصلوا عليها خلال البحث، حيث يستخدمون جين الحمض النووي الريبسومي

 للبحث عن قاعدة بيانات معينة، مثل قاعدة بيانات SILVA [2] للبحث عن تطابق إيجابي. وباتباع هذا النهج، يمكن للعلماء تحديد الميكروبات التي حصلوا عليها في عيناتهم والإجابة عن السؤال الآتي: “ما أنواع الميكروبات البحرية الموجودة هناك؟”.

ولكن الحمض النووي يحتوي على أكثر من مجرد بصمة إصبع فريدة. فكما أشرنا آنفًا، يمثل الحمض النووي خطة البناء في الكائن الحي، حيث يشمل التعليمات حول جميع صفات الكائن الحي ووظائفه. ولو تمكن العلماء من “قراءة” البيانات المشفرة في الحمض النووي، فسيكون بمقدورهم الحصول على قدرٍ كبيرٍ من المعلومات عن هذا الكائن الحي. ولسوء الحظ، فإن فك شفرة بيانات الحمض النووي التي يحصل عليها العلماء من الميكروبات البحرية يشبه محاولة فهم لغة قديمة أو حل لغز ما. يستغرق الأمر بعض الوقت، وربما يحتاج العلماء إلى جَمع بعض “الأنواع” الإضافية، ولكنهم سيتمكنون من حلها عاجلًا أم آجلًا. يكتشف العلماء كل يوم جزءًا جديدًا من حل اللغز، ومن ثم يكتشفون المزيد والمزيد من المعلومات عن الميكروبات البحرية. وعلى الرغم من كون تقنية الجيل التالي من تحديد تسلسل الحمض النووي جديدة نسبيًا، فإنها تساعد على التوصل إلى مستوى جديد من فهم الميكروبات البحرية من جميع أرجاء المحيط. ومع ذلك، فإن جميع المعلومات التي توصلنا إليها حتى الآن عن الميكروبات البحرية تمثل “نقطة في محيط”، فهناك الكثير من المعلومات المجهولة التي نحتاج إلى معرفتها! يهدف مشروع “يوم جمع العينات من المحيط” (The Ocean Sampling Day (OSD)) [3] إلى زيادة معرفتنا بالميكروبات البحرية على نحوٍ كبيرٍ من خلال جمع الناس سويًا لدراسة الميكروبات التي تعيش في النظم البيئية في المحيط في جميع أنحاء العالم.

يوم جمع العينات من المحيط

মাইক্রো বি 3 (সামুদ্রিক জীবাণুগুলির জীববৈচিত্র্য, বায়োইনফরম্যাটিক্স এবং বায়োটেকনোলজি) নামে পরিচিত প্রকল্পে কর্মরত গবেষকরা বিজ্ঞানীদের একটি বিশাল আন্তর্জাতিক দলের সহায়তায় বিশ্বজুড়ে সামুদ্রিক জীবাণু অধ্যয়নের লক্ষ্যে 1 জুন, 3 এবং 21 এ ²⁰¹⁴ মহাসাগর নমুনা সংগ্রহ দিবস[2015] আয়োজন করেছিলেন। একুশে জুন সনান্ত দিবস হিসাবে পরিচিত, যার অর্থ এটি উত্তর গোলার্ধে বছরের দীর্ঘতম দিন এবং দক্ষিণ গোলার্ধে ক্ষুদ্রতম। দিনের দৈর্ঘ্য সংগৃহীত জীবাণুগুলির ধরণের উপর প্রভাব ফেলে কিনা তা দেখার জন্য অয়নান্তের দিনটিকে জীবাণু সংগ্রহের দিন হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল। ২০১৪ ও ২০১৫ সালের জুন মাসে সমুদ্রের নমুনা সংগ্রহের দিন সারা বিশ্বের বিজ্ঞানীরা সামুদ্রিক অণুজীবের নমুনা সংগ্রহ করেন। অংশগ্রহণকারী দলগুলির প্রত্যেকটি স্টেরিভেক্স নামে ™পরিচিত একটি বিশেষ ফিল্টারের মাধ্যমে সমুদ্রের জল ফিল্টার করে, যার জীবাণুগুলির চেয়ে ছোট খুব ছোট গর্ত রয়েছে, যার ফলে জীবাণুগুলি ফিল্টার পৃষ্ঠের সাথে লেগে থাকে। এভাবেই বিজ্ঞানীরা সমুদ্র বা অন্য কোনো পানি থেকে অণুজীব ধরে ফেলেন। বিজ্ঞানীরা তখন ফিল্টার থেকে জীবাণুগুলি সরিয়ে ফেলেন এবং তাদের প্রাপ্ত সমস্ত জীবের ডিএনএ সংগ্রহ করতে নির্দিষ্ট রাসায়নিক ব্যবহার করেন। এরপর পরবর্তী প্রজন্মের ডিএনএ সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তির সাহায্যে ডিএনএ বিশ্লেষণ করা হয়।

সমুদ্র থেকে নমুনা সংগ্রহের দিনটি বেশ কয়েকটি প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার লক্ষ্য রাখে: "সেখানে কী ধরণের জীবাণু বাস করে?" (বিশ্লেষণ জীববৈচিত্র্য

 ডিএনএর "অনন্য ফিঙ্গারপ্রিন্ট" এর উপর ভিত্তি করে); এবং "এই জীবাণুগুলি কী করে" (ফাংশন বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে মেটাজেনাম)

এবং "এই জীবাণুগুলি কীভাবে একে অপরের সাথে এবং পরিবেশের সাথে যোগাযোগ করে?" (চিত্র 2)। বিজ্ঞানীরা এখনও সমুদ্র থেকে সংগ্রহ করা দিনের মধ্যে নেওয়া নমুনা তথ্য বিশ্লেষণ করছেন, যদিও বর্তমানে প্রদর্শন বা প্রকাশ করার জন্য কোনও নির্ভরযোগ্য ফলাফল নেই।

• চিত্র 2 - পরবর্তী প্রজন্মের ডিএনএ সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি একটি খুব শক্তিশালী সরঞ্জাম, যা বিজ্ঞানীদের ল্যাবটিতে প্রাক-রোপন ছাড়াই লক্ষ লক্ষ জীবাণুর ডিএনএ দ্রুত পড়তে দেয়।
• মাইক্রোবিয়াল ডিএনএ সমুদ্রের জলের নমুনায় সামুদ্রিক জীবাণু থেকে প্রাপ্ত হয় এবং পরবর্তী প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে পড়া যায়। ডিএনএ, একটি মাইক্রোবায়াল কোষের "ব্লুপ্রিন্ট" হিসাবে, "কোন ধরণের জীবাণু সেখানে বাস করে?" এর মতো প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য আমাদের প্রয়োজনীয় সমস্ত তথ্য রয়েছে। (জীববৈচিত্র্য) এবং "এই জীবাণুগুলির কাজ কী?"।

আশার আলো হিসাবে, সমুদ্রের নমুনা দিবসে আমরা যে তথ্য পেয়েছি তা আমাদের বুঝতে সহায়তা করবে যে গ্রীষ্মমন্ডলীয় পরিবেশে বসবাসকারী জীবাণুগুলি কীভাবে তাদের মেরু অংশে বসবাসকারীদের থেকে পৃথক হয় এবং কীভাবে জীবাণুগুলি দূষিত পরিবেশে বাস করতে পারে যেমন তেল ছড়িয়ে পড়েছে।

সমুদ্রের সাথে মানুষের খুব ঘনিষ্ঠ এবং গুরুত্বপূর্ণ সম্পর্ক রয়েছে। কেবল এই কারণে নয় যে বিশ্বের জনসংখ্যার প্রায় অর্ধেক 200 কিলোমিটার দীর্ঘ উপকূলরেখার স্ট্রিপে বাস করে[5], তবে পর্যটন গন্তব্য এবং অবসর, মাছ ধরা এবং অন্যান্য ক্রিয়াকলাপের জন্য গন্তব্য হিসাবে অর্থনীতির জন্য মহাসাগর অপরিহার্য। এই সমস্ত মানবিক ক্রিয়াকলাপ উপকূলীয় অঞ্চলগুলিকে প্রভাবিত করে, যা তাদের পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে। যেহেতু বেশিরভাগ সমুদ্রের স্যাম্পলিং ডে সাইটগুলি উপকূলীয় অঞ্চলে অবস্থিত (চিত্র 3), তাই আমরা মানুষের ক্রিয়াকলাপ এবং মানুষের জীবনধারা কীভাবে সামুদ্রিক মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়গুলিকে প্রভাবিত করে তা অধ্যয়ন করতে চাই। উদাহরণস্বরূপ, আমরা অধ্যয়ন করতে পারি যে কীভাবে একাধিক ধরণের দূষণ (ভারী ধাতু, অ্যান্টিবায়োটিক, সার) সামুদ্রিক জীবাণুগুলির স্বাস্থ্যের উপর প্রভাব ফেলে।

• চিত্র 3 - 2014 মহাসাগর স্যাম্পলিং দিবসের রেকর্ড করা অবস্থানগুলি দেখানো মানচিত্র।
• এই স্থানগুলি উপকূলীয় অঞ্চলে অবস্থিত। দিনের বেলা সমুদ্রের জলের নমুনা সংগ্রহ করতে বিজ্ঞানীরা কোথায় গিয়েছিলেন সেগুলি লাল তারাগুলি নির্দেশ করে।

আপনি কি জানেন যে পৃথিবী পৃষ্ঠের 70% এরও বেশি জল দ্বারা আচ্ছাদিত? আমরা এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে আমরা মহাসাগর সম্পর্কে আরও অনুসন্ধানের জন্য মহাসাগর নমুনা দিবসের পরিধি প্রসারিত করতে থাকব। সব মহাদেশের দেড় শতাধিক বৈজ্ঞানিক দল ২০১৪ ও ২০১৫ সালে হাওয়াইয়ের উপক্রান্তীয় জলসীমা থেকে আর্কটিক মহাসাগরের ফ্রেম প্রণালীর মতো মেরু পরিবেশে নমুনা সংগ্রহ করে। যাইহোক, সমুদ্র থেকে নমুনা সংগ্রহের দিনের মানচিত্রে এখনও অনেক অনাবিষ্কৃত এলাকা রয়েছে (চিত্র 6)। আমাদের প্রচেষ্টা বাড়ানোর জন্য, আমরা আপনাদের মত "নাগরিক বিজ্ঞানীদের" আমন্ত্রণ জানিয়েছি মাইওএসডি (পার্সোনাল ওশান স্যাম্পল কালেকশন ডে) নামে পরিচিত একটি নাগরিক বিজ্ঞান প্রকল্পে যোগদানের জন্য, যেখানে আমরা একটি নমুনা সংগ্রহের কিট এবং একটি স্মার্টফোন অ্যাপ তৈরি করেছি যা নাগরিক বিজ্ঞানীদের সত্যিকার অর্থে বিজ্ঞানে অংশগ্রহণের সুযোগ করে দেওয়ার জন্য নাগরিক বিজ্ঞানীদের ব্যবহার করা হয়। ব্যাগটিতে সামুদ্রিক জীবাণু সংগ্রহের জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম, পাশাপাশি তাপমাত্রা এবং লবণাক্ততার স্তরের মতো অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য পরিমাপের জন্য অন্যান্য উপকরণ রয়েছে (চিত্র 2014)। প্রতিটি ব্যাগ স্পষ্ট নির্দেশাবলী নিয়ে আসে যা প্রতিটি পদক্ষেপের বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করে।